Proseso ng Produksyon ng PTFE

Ang Tetrafluoroethylene ay unang inihanda noong 1933. Ang kasalukuyang komersyal na synthesis ay batay sa fluorspar, sulfuric acid at chloroform.

Pangunahing Proseso ng Produksyon ng PTFE Polymer:

Ang Paggawa ng PTFE Polymer/ Resin ay karaniwang isinasagawa sa dalawang yugto.Una, ang TFE Monomer ay karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng synthesis ng Calcium Fluoride (Fluorospar), Sulfuric Acid & Chloroform at mamaya polymerization ng TFE ay isinasagawa sa maingat na kinokontrol na mga kondisyon upang bumuo ng PTFE.Dahil sa pagkakaroon ng matatag at matibay na mga bono ng CF, ang molekula ng PTFE ay nagtataglay ng pambihirang chemical inertness, mataas na paglaban sa init at kapansin-pansing mga katangian ng pagkakabukod ng kuryente;bilang karagdagan sa mahusay na mga katangian ng frictional.

Paglilinis ng TFE:

Ang purong monomer ay kinakailangan para sa polimerisasyon.Kung ang mga dumi ay naroroon, makakaapekto ito sa panghuling produkto.Ang gas ay unang kinuskos upang alisin ang anumang hydrochloric acid at pagkatapos ay distilled upang paghiwalayin ang iba pang mga impurities.

Polimerisasyon ng TFE:

Ang dalisay na walang harang na Tetrafluoroethylene ay maaaring mag-polymerise nang may karahasan, kahit na sa mga temperaturang mas mababa sa temperatura ng silid.Isang silver-plated reactor, quarter-filled na may solusyon na binubuo ng 0.2 parts ammonium persulphate, 1.5 parts borax at 100 parts of water, at may pH na 9.2.Ang reaktor ay sarado;inilikas at 30 bahagi ng monomer ang pinapasok. Ang reactor ay nabalisa sa loob ng isang oras sa 80°C at pagkatapos ng paglamig ay nagbigay ng 86% na ani ng polymer. Ang PTFE ay ginawang komersyal sa pamamagitan ng dalawang pangunahing proseso, ang isa ay humahantong sa tinatawag na 'butil-butil' polimer at ang pangalawa na humahantong sa isang pagpapakalat ng polimer ng mas pinong laki ng butil at mas mababang molekular na timbang.Ang isang paraan ng paggawa ng huli ay may kinalaman sa paggamit ng 0.1°% na may tubig na solusyon ng disuccinic acid peroxide.Ang mga reaksyon ay isinasagawa sa temperatura hanggang sa 90 ° C.

Isa pang Paraan:

Decomposition ng TFE sa ilalim ng impluwensya ng isang electric arc. Ang polimerisasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng emulsion method gamit ang peroxide initiators hal H2O2 (Hydrogen peroxide) at ferrous sulphate.Sa ilang mga kaso ang oxygen ay ginagamit bilang initiator.

Istraktura at Katangian ng PTFE:

Ang kemikal na istraktura ng PTFE ay linear polymer ng C– F2 – C– F2 na walang anumang sangay at ang mga natitirang katangian ng PTFE ay nauugnay na malakas at matatag na Carbon – Fluorine bond.

Ang polytetrafluoroethylene ay isang linear polymer na libre mula sa anumang makabuluhang halaga ng sumasanga.Samantalang ang molekula ng polyethylene ay nasa anyo ng isang planar zigzag sa crystalline zone na ito ay sterically imposible sa PTFE dahil sa mga fluorine atoms na mas malaki kaysa sa hydrogen.Bilang kinahinatnan, ang molekula ay kumukuha ng isang baluktot na zigzag na may mga fluorine atoms na nakaimpake nang mahigpit sa isang spiral sa paligid ng carbon-carbon skeleton.Ang isang kumpletong pagliko ng spiral ay magsasangkot ng higit sa 26 carbon atoms sa ibaba 19°C at 30°C sa itaas nito na mayroong isang transition point na kinasasangkutan ng 1% na pagbabago ng volume sa temperaturang ito.Ang compact interlocking ng fluorine atoms ay humahantong sa isang molekula ng mahusay na higpit at ito ang tampok na ito na humahantong sa mataas na mala-kristal na punto ng pagkatunaw at thermal form na katatagan ng polimer.

Ang intermolecular attraction sa pagitan ng PTFE molecules ay napakaliit, ang computed solubility parameter ay 12.6 (MJ/m3)1/2The polymer in bulk ay walang mataas na rigidity at tensile strength na kadalasang nauugnay sa polymers na may mataas na softening point.Ang carbon-fluorine bond ay napaka-stable.Dagdag pa, kung saan ang dalawang fluorine atoms ay nakakabit sa isang carbon atom ay may pagbabawas sa distansya ng C–F bond mula 1.42 A hanggang 1.35 A. Bilang resulta, ang lakas ng bono ay maaaring kasing taas ng 504 kJ/mole.Dahil ang tanging ibang bond na naroroon ay ang stable C–C bond, ang PTFE ay may napakataas na heat stability, kahit na pinainit sa itaas ng crystalline na melting point nito na 327°C.Dahil sa mataas na pagkikristal nito at kawalan ng kakayahan ng tiyak na pakikipag-ugnayan, walang mga solvent sa temperatura ng silid.Sa mga temperatura na papalapit sa punto ng pagkatunaw, ang ilang mga fluorinated na likido tulad ng per-fluorinated kerosene ay matutunaw ang polimer.

Ang mga katangian ng PTFE ay nakasalalay sa uri ng polimer at ang paraan ng pagproseso.Ang polimer ay maaaring magkaiba sa laki ng butil at/o molekular na timbang.Ang laki ng butil ay makakaimpluwensya sa kaso ng pagproseso at ang dami ng voids sa tapos na produkto habang ang molekular na timbang ay makakaimpluwensya sa crystallinity at samakatuwid ay maraming pisikal na katangian.Ang mga diskarte sa pagpoproseso ay makakaapekto rin sa parehong crystallinity at void content.

Ang average na timbang ng mga molekular na timbang ng mga komersyal na polimer ay lumilitaw na napakataas at nasa hanay na 400000 hanggang 9000000. Iniulat ng ICI na ang kanilang mga materyales ay may molekular na timbang sa hanay na 500000 hanggang 5000000 at ang porsyento ng crystallinity na higit sa 94~ bilang ginawa.Ang mga gawang bahagi ay hindi gaanong mala-kristal.Ang antas ng crystallinity ng tapos na produkto ay depende sa rate ng paglamig mula sa mga temperatura ng pagproseso.Ang mabagal na paglamig ay hahantong sa mataas na crystallinity na may mabilis na paglamig na nagbibigay ng kabaligtaran na epekto.Magiging mas mala-kristal din ang mga materyales na may mababang timbang na molekular.

Napagmamasdan na ang dispersion polymer, na may mas pinong laki ng particle at mas mababang molekular na timbang, ay nagbibigay ng mga produkto na may napakahusay na paglaban sa pagbaluktot at mas mataas din ang lakas ng tensile.Ang mga pagpapahusay na ito ay lumilitaw na lumitaw sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hibla na tulad ng mga istruktura sa masa ng polimer sa panahon ng pagproseso.