ポリテトラフッロエチレン (PTFE) の製造のための懸浮ポリメリゼーションプロセス

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）を生成するための懸濁液重合プロセス

I. PTFEの懸濁重合のための特定のプロセス

1。プロセスの概要

懸濁液重合には重合が含まれますテトラフルオロエチレン（TFE）で水性媒体Aを使用しますフリーラジカルイニシエーター形成するPTFE粒子。最終製品はaです白い粒状樹脂（中または微粒子）、などのアプリケーションに乾燥と後処理が必要です圧縮成形。

2。プロセスステップ

（1）原材料の準備

• モノマー：
  • テトラフルオロエチレン（TFE、c₂f₄））、高純度（> 99.9％）、阻害剤（テルペンなど）を除去します。
• 中くらい：
  • 脱イオン水、不純物（たとえば、金属イオン）のない。
• イニシエータ：
  • persulfate（たとえば、persulf硫酸アンモニウム、persufl硫酸カリウム）または有機過酸化物。
• 添加物（オプション）：
  • 分散安定剤（たとえば、nh₄pf₆などのフッ化物塩）。
  • バッファー（たとえば、pH 6–8を維持するための重炭酸ナトリウム）。

（2）原子炉準備

• aを使用しますステンレス鋼の高圧反応器と撹拌、温度制御、 そして圧力監視システム。
• 反応器をパージします窒素に酸素を除去します爆発リスクを最小限に抑えます。

（3）重合反応

• 充電：脱イオン水、イニシエーター、添加物を反応器に加えます。
• モノマーの紹介： 導入ゆっくりとTFEガス下1.5–3.0 MPaプレッシャー。
• 反応条件：
  • 温度：50〜90°C（通常70〜80°C）。
  • 攪拌速度：200〜500 rpm。
  • 間隔：4〜12時間（ターゲットに依存します分子量）。

（4）反応終了

• 停止モノマー飼料重合が完了した場合（によって判断されます圧力降下）。
• ベント余分なガス原子炉を冷却します。

（5）後処理

• 分離：PTFE粒子を分離するためのフィルターまたは遠心分離機。
• 洗浄：洗い流します脱イオン水残留イニシエーターを除去します。
• 乾燥：乾燥します100〜150°C（温度を避けてください> 260°C分解を防ぐため）。
• 粉砕/ふるい：処理します媒体（20〜300μm）または微粒子。

3。プロセスパラメーター参照

ii。重要な化学物質

1。テトラフルオロエチレン（TFE、c₂f₄））

• 役割：PTFE合成のための唯一のモノマー。
• プロパティ：
  • 無色のガス、沸点-76.3°C。
  • 非常に反応性と可燃性。
• 要件：
  • 純度> 99.9％、に保管されています阻害剤を含むシリンダー重合を防ぐため。

2。イニシエーター

• 一般的なタイプ：
  • 硫酸アンモニウム（APS）：水溶性、熱分解によりラジカルを生成します。
  • persul硫酸カリウム：安定しています高温反応。
  • 有機過酸化物（例、過酸化ベンゾイル）。
• 投与量：0.01–0.1％モノマー質量。

3。水媒体

• 要件：脱イオン水導電率<1μs/cm汚染を避けるため。

4。添加物（オプション）

• 分散安定剤：
  • フッ化物塩（例、nh₄pf₆）for粒子の均一性。
• バッファー：
  • 重炭酸ナトリウム維持するためpH 6–8。

iii。予防

1。安全対策

• TFE爆発リスク：
  • パージ酸素窒素で。
  • 避ける火花または高温（> 25°C）。
• 有毒ガス放出：
  • 260°Cを超える分解リリースされる可能性がありますperfluoroisobutylene（pfib）、a非常に有毒なガス。
  • で動作します換気エリアと排気治療。
• 個人用保護具（PPE）：
  • 保護服、マスク、手袋オペレーターに必要です。

2。プロセス制御

• 温度制御：
  • <50°C：反応が遅い。
  • > 90°C：分子量の減少。
• 圧力制御：
  • > 3.5 MPa： 装置リスク。
  • <1.5 MPa：原因不均一な分散。
• 攪拌速度：
  • 不十分な攪拌：につながります粒子凝集。
  • 過度の攪拌：Air Ingress May重合を阻害します。

3。製品品質管理

• 粒子サイズ： 調整する攪拌速度そしてイニシエーター濃度。
• 残留イニシエーター除去：徹底的に確認してください洗浄。
• 水分含有量： 確保する完全な乾燥防ぐため成形欠陥。

4。廃棄物管理

• 廃水：退院前に中和します。
• 排気ガス：未反応の回復TFE経由結露または焼却。

IV。化学反応原理

1。開始

（NH4）2S2O8→2SO4 -_+2NH4+（nh₄）

（硫酸球菌は硫酸ラジカルに分解します）

2。チェーン伝播

r⋅ + ncf2 = cf2→r-（cf2-cf2）nα=cf₂→r-（cf₂-cf₂）ₙcdot

（ラジカルは反応しますTFEモノマー、成長するポリマーチェーンを形成する）

3。チェーン終了

R-（CF2-CF2）N⋅+r-（CF2-CF2）M⋅→R-（CF2-CF2）N+M-RR-（CF₂-CF₂）ₙCDOT+R-（CF₂-CF₂）

（ポリマーチェーンが結合し、形成されます高分子重量PTFE）。

4。最終製品

• 高分子重量PTFE（10〜- 10 g/mol）。