Metoda polimeryzacji dispersyjnej do produkcji politetrafluoroetylenu (PTFE)
2025-03-11
Metoda polimeryzacji dispersyjnej do produkcji politetrafluoroetylenu (PTFE)
I. Przegląd
Metoda polimeryzacji dispersyjnej jest alternatywą dla polimeryzacji zawieszenia do produkcji PTFE.Używa tetrafluoroetylenu (TFE) jako monomeru w mediach wodnych z powierzchniowo czynnym czynnikiem (czynnikiem dyspergującym) w celu utworzenia stabilnej koloidalnej dyspersji drobnych cząstek PTFEW rezultacie powstaje mleczna emulsja lub lateks, zawierający zazwyczaj cząstki mniejsze niż cząstki powstałe w wyniku polimeryzacji zawiesiny (0,05 - 0,5 μm),które mogą być koagulowane i suszone do postaci cienkiego proszku lub stosowane bezpośrednio jako dyspersja do powłok i innych zastosowań.
ŚrednieWoda dejonizowana, wysoka czystość, aby zapobiec interferencji jonowej.
Inicjator: Persulfany rozpuszczalne w wodzie (np. persulfat amonu, APS) lub układy redoksowe (np. persulfat z środkami redukującymi, takimi jak bisulfit sodu).
Substancja powierzchniowo czynna: Fluorowane substancje powierzchniowo czynne (np. kwas perfluorooktanowy, PFOA lub jego sól amonowa), zazwyczaj 0,05-0,5% masy, w celu stabilizacji emulsji.
Dodatki: Bufory (np. wodorotlenek amonu) lub środki przenoszące łańcuch (nieobowiązkowe, do kontroli masy molekularnej).
(2) Przygotowanie reaktora
Reaktor: Autoklaw ze stali nierdzewnej, wyposażony w szybkie mieszanie, regulację temperatury i ciśnienia (do 3,5 MPa).
Oczyszczanie: Wypełnić azotem, aby usunąć tlen, który hamuje polimeryzację.
(3) Reakcja polimeryzacyjna
Ładowanie: Dodać do reaktora wodę dejonizowaną, czynnik powierzchniowy i inicjator, a następnie mieszanie w celu utworzenia jednorodnej mieszaniny.
Pasza monomerowaWprowadzenie gazu TFE pod kontrolowanym ciśnieniem (1,0-3,5 MPa) przy utrzymaniu silnego poruszania (500-1000 obrotów na minutę).
Warunki reakcji:
Temperatura: 50-100°C (zwykle 70-85°C), w zależności od szybkości rozkładu inicjatora.
Ciśnienie: 1,0-3,5 MPa w celu zapewnienia rozproszenia TFE w fazie wodnej.
Czas trwania: 2-8 godzin, aż do osiągnięcia pożądanej zawartości materiałów stałych (20-40% masy PTFE).
Proces reakcji: TFE polimerizuje się w maleńkie cząstki PTFE, które są stabilizowane przez mikele powierzchniowo czynnych, tworząc stabilny lateks.
(4) Zakończenie reakcji
Przerwać podawanie TFE, gdy osiągnięta zostanie docelowa zawartość materiałów stałych (monitorowana poprzez spadek ciśnienia lub szybkość reakcji).
(5) Po przetworzeniu
Bezpośrednie stosowanie: Dyspersja PTFE (lateks) może być stosowana w stanie naturalnym do powlekania, impregnacji lub odlewania folii.
Koagulacja: Dodać elektrolit (np. węglan amonu) lub zastosować mechaniczną obcięcie, aby zdestabilizować emulsję, powodując agregację cząstek PTFE.
Pranie: Wypłukać koagulowane PTFE wodą dejonizowaną w celu usunięcia pozostałości powierzchniowo czynnego i inicjatora.
Suszenie: Suszenie w temperaturze 100-150°C w celu uzyskania cienkiego proszku PTFE (rozmiar cząstek 0,1-0,5 μm).
Opcjonalne frezowanie: W razie potrzeby, suszony proszek należy miąć w celu zapewnienia jednakowości.
2. Odniesienie do parametrów procesu
Parametry
Zakres
Ciśnienie reakcyjne
10,0-3,5 MPa
Temperatura reakcji
50-100°C
Prędkość mieszania
500-1000 obrotów na minutę
Zawartość substancji stałych
20-40% (t)
Temperatura suszenia
100-150°C
III. Kluczowe chemikalia
1.Tetrafluoroetylen (TFE, C2F4)
Rola: Monomer do syntezy PTFE.
Właściwości: Bezbarwny, łatwopalny gaz o temperaturze wrzenia -76,3°C, bardzo reaktywny.
Wymagania: Czystość > 99, 9%, przechowywane pod ciśnieniem z usuniętymi inhibitorami przed użyciem.
2- Inicjator.
Opcje: Persulfat amonu (APS), persulfat potasu (KPS) lub pary redoksowe (np. APS + bisulfit sodu).
Dawkowanie: 0,01-0,1% masy monomeru, skorygowane pod kątem wielkości cząstek i masy cząsteczkowej.
3.Surfactant
Wspólny wybór: kwas perfluorooktanowy (PFOA) lub jego sole (historycznie stosowane; współczesne procesy mogą wykorzystywać ekologiczne alternatywy, takie jak powierzchniowo czynne substancje na bazie perfluoroeterów).
Rola: Stabilizuje cząstki PTFE w wodzie, zapobiegając aglomeracji.
Koncentracja: 0,05 - 0,5% masy dyspersji.
4.Woda Średnia
Wymagania: Deionizowany, przewodność < 1 μS/cm, w celu uniknięcia zanieczyszczenia.
Rola: Rozpuszczalnik i medium przenoszące ciepło
IV. Charakterystyka produktu
Wielkość cząstek: 0,05-0,5 μm (znacznie mniejsze niż zawiesiny PTFE).
Formularz: Stabilny lateks (20-40% ciała stałego) lub drobny proszek po krzepnięciu.
Wnioski: powłoki, folie, włókna lub dodatki w kompozytach (nie nadające się do formowania kompresyjnego bez dalszej obróbki).
V. Środki ostrożności
1. Bezpieczeństwo
Zagrożenia związane z TFE: wybuchowy w obecności tlenu; czyszczenie reaktora azotem i unikanie iskry lub wysokich temperatur (> 25°C) podczas przechowywania.
Toksyczne produkty uboczne: Rozkład powyżej 260°C może uwalniać toksyczne gazy (np. TFE, perfluoroizobutylen); zapewnić odpowiednią wentylację i oczyszczanie spalin.
Urządzenia ochronne: Operatorzy powinni nosić rękawiczki, maski i odzież ochronną.
Mieszanie: Niewystarczające poruszanie powoduje aglomerację cząstek; nadmierne obcięcie może destabilizować emulsję.
Poziomy substancji powierzchniowo czynnych: Zbyt mało prowadzi do krzepnięcia podczas reakcji; zbyt dużo zwiększa koszty i pozostałości.
3. Jakość produktu
Jednorodność cząstek: Kontrolowane przez stężenie powierzchniowo czynnika czynnego i prędkość mieszania; nieregularne cząstki wpływają na właściwości powłoki.
Pozostałości
Wyślij do nas zapytanie
Polityka prywatności Chiny Dobra jakość Pellety FEP Sprzedawca. 2024-2025 Shenzhen Teflon New Material Technology Co., Ltd Wszystkie prawa zastrzeżone.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
