石油和天然气传感器的聚对二甲苯保形涂料

时间：2022-02-25

聚对二甲苯是一种透明的聚合物，可提供均匀、无针的塑料涂层。聚对二甲苯(聚对二甲苯)N，C，D，AF4和F）它是通过分子结构的修改形成的。每次修改都会产生一组适合不同服务条件的材料属性。聚对二甲苯衍生物的基本类型是聚对二甲苯N(聚对二甲苯)单体。

聚对二甲苯在电子工业和传感器技术中具有许多优点。它可以完全渗透到缝隙和缝隙中，覆盖锋利的边缘和表面，因此下面的结构可以很好地密封。在传感器技术中，聚对二甲苯保形涂层用于其绝缘、介电和/或保护性能。表中可以找到其性能的详细列表《Parylene 101指南描述。

表格:聚对二甲苯的类型和性质 *材料数据：MatWeb

聚对二甲苯沉积工艺：

聚对二甲苯化学气相沉积（CVD）该过程分为三个步骤（升华、热解、沉积）。较终涂层形成在目标表面（弹性体、玻璃、金属、纸张、塑料等）上。为了提高目标表面的附着力，要特别小心地清洁表面。然后，用硅烷等粘合剂处理样品表面（A-174)。粘合剂在表面和聚对二甲苯之间提供高强度键界面，形成单层分子。样品可在聚对二甲苯真空室分批处理。温度和压力设置为理想的涂层条件。一旦聚对二甲苯粉末的前体（Paracyclophanes，两个聚合物）升华并热解形成单体，然后进行涂层过程。前体的热解被定义为材料在惰性气氛中的高温下的热分解，反应是不可逆转的。然后，单体通过允许**层生长成薄层。同时，单体渗透到较小间隙中，形成均匀、无间隙的塑料涂层。

石油和天然气传感器

传感器可以在不同的大气条件下(如气体、液体介质、温度、压力)检测和帮助监测动态行为(温度、压力、电流)。使用这些传感器收集的数据有助于石油和天然气工业的持续运行。数据提供重要的统计数据，可以预测停机、风险、紧急情况或较佳情况。为了盈利业务，网站必须进行良好的维护和监控，以保持需求高峰期的现金流。油井压力传感器调节储罐中的液位，防止爆炸。气体传感器有助于检测各种气体，如O 2，H 2 O，CO 2，H2 S，甲烷等。据报道，美国O＆G勘探和生产的直接腐蚀成本约为每年14亿美元，其中地表管道和设施的成本为5美元.地下管道成本为89亿美元.63亿美元，与腐蚀有关的资本支出为3.[2]，[3 ]，2亿美元。

由于腐蚀和恶劣的环境是一个巨大的问题，由于仪器的使用，在生产和后续操作中需要很高的成本，因此需要通过油气传感器监控大量的管道和仪器。探测的主要位置是深海、偏远的北极和未固结的砂岩水库。仪器使用中较具挑战性的地方是高压和高温（HPHT）压力大于15 ksi（103.43 MPa）和温度大于350°F(177)区域内使用的设备设计准则°C）（即深水800-1800 m）由美国石油学会[3]，[4]确定。纵观这一大图，传感器是石油和天然气勘探与生产行业成功运营的关键部分。在其生产中使用的这些传感器和材料需要满足耐用性和热稳定性准则，同时还要能够承受各种腐蚀性环境。

聚对二甲苯衍生物具有高耐久性、耐磨性、低摩擦性、低气体和水分渗透性和相对较高的耐热性，已成为传感器应用的理想选择，可用作传感器生产中的保护性密封或绝缘体。此外，聚对二甲苯保护涂层可承受低温和相对高温（-400°F（-200°C）至 400°F（ 200°C）），材料系统中很少保持其电气和机械性能。在传感器开发的不同条件下，集成电子电路的可重复性、过程控制和材料行为控制非常重要。

涂层后的聚对二甲苯可用作气体（O 2，N 2，CO 2，H 2等)，湿度(低渗透性)，腐蚀(高耐化学性)，在恶劣条件下长期存在（> 10年)提供耐磨性(低摩擦系数)。聚对二甲苯C和N它们是较常用的涂料，在氧化条件下以满足高达≈100°C温度要求。氟化聚对二甲苯AF-4和F分别在≈200°C和≈350°C它具有额外的热稳定性，可以满足特殊条件。使用聚对二甲苯衍生物的传感器可以开发和保护与恶劣环境接触的零件。聚对二甲苯有望为具有挑战性的高温高压、深水和北极条件下的传感器开发做出贡献。

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