Framleiðsluferli PTFE

Tetraflúoretýlen var fyrst framleitt árið 1933. Núverandi nýmyndun í atvinnuskyni er byggð á flússpat, brennisteinssýru og klóróformi.

Grunnframleiðsluferli PTFE fjölliða:

Framleiðsla á PTFE fjölliðu / plastefni fer í grundvallaratriðum fram í tveimur áföngum.Í fyrsta lagi er TFE einliða almennt framleitt með myndun kalsíumflúoríðs (flúorspar), brennisteinssýru og klórforms og síðar er fjölliðun TFE framkvæmd við vandlega stjórnaðar aðstæður til að mynda PTFE.Vegna tilvistar stöðugra og sterkra CF-tengja hefur PTFE sameind framúrskarandi efnafræðilega tregðu, mikla hitaþol og ótrúlega rafmagns einangrunareiginleika;auk framúrskarandi núningseiginleika.

Hreinsun á TFE:

Hrein einliða er nauðsynleg fyrir fjölliðun.Ef óhreinindi eru til staðar hefur það áhrif á lokaafurðina.Gasið er fyrst skrúbbað til að fjarlægja saltsýru og síðan eimað til að aðskilja önnur óhreinindi.

Fjölliðun TFE:

Hreint óhemlað tetraflúoretýlen getur fjölliðað með ofbeldi, jafnvel við hitastig sem er í upphafi undir stofuhita.Silfurhúðaður reactor, fjórðungsfylltur með lausn sem samanstendur af 0,2 hlutum ammoníumpersúlfats, 1,5 hlutum borax og 100 hlutum af vatni og með pH 9,2.Kjarnakljúfnum var lokað;tæmd og 30 hlutar af einliða voru hleyptir inn. Hvarfofninn var hrærður í eina klukkustund við 80°C og eftir kælingu gaf hann 86% afrakstur af fjölliðu. PTFE er framleitt í viðskiptalegum tilgangi með tveimur meginferlum, annars vegar sem leiðir til svokallaðs „korna“. fjölliða og sú seinni leiðir til dreifingar fjölliða af miklu fínni kornastærð og lægri mólþunga.Ein aðferð til að framleiða hið síðarnefnda fól í sér notkun á 0,1% vatnskenndri tvímúrsteinssýruperoxíðlausn.Hvörfin voru framkvæmd við hitastig allt að 90°C.

Aðrar aðferðir:

Niðurbrot TFE undir áhrifum rafboga. Fjölliðun framkvæmd með fleytiaðferð með því að nota peroxíð ræsiefni td H2O2 (vetnisperoxíð) og járnsúlfat.Í sumum tilfellum er súrefni notað sem frumefni.

Uppbygging og eiginleikar PTFE:

Efnafræðileg uppbygging PTFE er línuleg fjölliða af C– F2 – C– F2 án nokkurrar greinar og framúrskarandi eiginleikar PTFE tengjast sterku og stöðugu kolefnis-flúortengi.

Pólýtetraflúoretýlen er línuleg fjölliða laus við verulegt magn af greiningu.Þó að sameindin af pólýetýleni sé í formi flatrar sikksakks á kristallaða svæðinu er þetta sterískt ómögulegt með sameindinni af PTFE vegna þess að flúoratómin eru stærri en vetnisatómin.Þar af leiðandi tekur sameindin upp snúið sikksakk þar sem flúoratómin pakkast þétt saman í spíral utan um kolefnis-kolefnis beinagrindina.Algjör snúningur á spíralnum mun fela í sér meira en 26 kolefnisatóm undir 19°C og 30°C fyrir ofan það, þar er umbreytingarpunktur sem felur í sér 1% rúmmálsbreytingu við þetta hitastig.Fyrirferðarlítil samtenging flúoratómanna leiðir til sameindar af mikilli stífni og það er þessi eiginleiki sem leiðir til mikils kristallaðs bræðslumarks og stöðugleika í varmaformi fjölliðunnar.

Millisameindaaðdráttaraflið milli PTFE sameinda er mjög lítið, reiknuð leysnibreyta er 12,6 (MJ/m3)1/2 Fjölliðan í lausu hefur því ekki þá mikla stífni og togstyrk sem oft er tengd fjölliðum með háan mýkingarpunkt.Kolefni-flúor tengið er mjög stöðugt.Ennfremur, þar sem tvö flúoratóm eru tengd við eitt kolefnisatóm er minnkun á C–F tengifjarlægð úr 1,42 A í 1,35 A. Þar af leiðandi getur styrkleiki tengisins verið allt að 504 kJ/mól.Þar sem eina önnur tengið sem er til staðar er stöðugt C-C tengið, hefur PTFE mjög mikinn hitastöðugleika, jafnvel þegar það er hitað yfir kristallað bræðslumark 327°C.Vegna mikils kristöllunar og óhæfni til sértækrar víxlverkana eru engin leysiefni við stofuhita.Við hitastig sem nálgast bræðslumarkið munu tilteknir flúoraðir vökvar eins og per-flúoruð steinolía leysa upp fjölliðuna.

Eiginleikar PTFE eru háðir tegund fjölliða og vinnsluaðferð.Fjölliðan getur verið mismunandi í kornastærð og/eða mólþunga.Kornastærðin mun hafa áhrif á tilvik vinnslu og magn tómarúma í fullunnu vörunni á meðan mólþunginn mun hafa áhrif á kristöllun og þar af leiðandi marga eðliseiginleika.Vinnslutæknin mun einnig hafa áhrif á bæði kristöllun og innihald tóms.

Þyngdarmeðalmólþungi fjölliða í verslun virðist vera mjög hár og er á bilinu 400000 til 9000000. ICI greinir frá því að efni þeirra hafi mólmassa á bilinu 500000 til 5000000 og hlutfall kristöllunar meiri en 94~ eins og framleitt er.Framleiddir hlutar eru minna kristallaðir.Kristöllunarstig fullunninnar vöru fer eftir hraða kælingar frá vinnsluhitastigi.Hæg kæling mun leiða til mikillar kristöllunar með hröð kælingu sem gefur öfug áhrif.Efni með lágmólþunga verða einnig kristallaðari.

Það er tekið fram að dreifingarfjölliðan, sem er af fínni kornastærð og lægri mólþunga, gefur vörur með gríðarlega bætta sveigjuþol og einnig greinilega hærri togstyrk.Þessar umbætur virðast verða til vegna myndun trefjalíkra mannvirkja í massa fjölliða við vinnslu.