Процес на производство на тефлонски

Тетрафлуороетилен за прв пат е подготвен во 1933 година. Сегашната комерцијална синтеза се базира на флуорспар, сулфурна киселина и хлороформ.

Основен процес на производство на тефлонски полимер:

Производството на тефлонски полимер/смола во основа се изведува во две фази.Прво, TFE мономерот генерално се произведува со синтеза на калциум флуорид (флуороспар), сулфурна киселина и хлороформ и подоцна полимеризацијата на TFE се изведува во внимателно контролирани услови за да се формира тефлонски.Поради присуството на стабилни и силни CF врски, тефлонската молекула поседува извонредна хемиска инертност, висока отпорност на топлина и извонредни карактеристики на електрична изолација;покрај одличните својства на триење.

Прочистување на TFE:

За полимеризација е потребен чист мономер.Ако има нечистотии, тоа ќе влијае на финалниот производ.Гасот прво се чисти за да се отстрани секоја хлороводородна киселина, а потоа се дестилира за да се одвојат другите нечистотии.

Полимеризација на TFE:

Чистиот неинхибиран тетрафлуороетилен може да се полимеризира со насилство, дури и на температури првично пониски од собната температура.Сребрен реактор, наполнет четвртина со раствор кој се состои од 0,2 делови од амониум персулфат, 1,5 делови од боракс и 100 делови од вода и со pH вредност од 9,2.Реакторот беше затворен;евакуирани и 30 делови од мономер беа пуштени внатре. Реакторот се мешаше еден час на 80°C и по ладењето даде 86% принос на полимер. Тефлонски е направен комерцијално со два главни процеси, од кои едниот води до т.н. полимер, а вториот води кон дисперзија на полимер со многу пофини честички и помала молекуларна тежина.Еден метод за производство на второто вклучуваше употреба на 0,1°% воден раствор на пероксид на дисукцинска киселина.Реакциите се изведуваат на температура до 90°C.

Други методи:

Распаѓање на TFE под влијание на електричен лак. Полимеризацијата се изведува со метод на емулзија со користење на иницијатори на пероксид, на пр. H2O2 (Водород пероксид) и железен сулфат.Во некои случаи кислородот се користи како иницијатор.

Структура и својства на тефлонски:

Хемиската структура на тефлонскиот е линеарен полимер од C– F2 – C– F2 без никаква гранка и извонредните својства на тефлонскиот се поврзани силна и стабилна врска јаглерод – флуор.

Политетрафлуороетилен е линеарен полимер ослободен од било каква значителна количина на разгранување.Со оглед на тоа што молекулата на полиетилен е во форма на рамнина цик-цак во кристалната зона, тоа е стерички невозможно со онаа на тефлонски поради тоа што атомите на флуор се поголеми од оние на водородот.Како последица на тоа, молекулата зафаќа изопачен цик-цак со атомите на флуор цврсто спакувани во спирала околу скелетот јаглерод-јаглерод.Целосното вртење на спиралата ќе вклучи над 26 јаглеродни атоми под 19°C и 30°C над него, има преодна точка која вклучува промена на волуменот од 1% на оваа температура.Компактното испреплетување на атомите на флуор доведува до молекула со голема вкочанетост и токму оваа карактеристика доведува до висока кристална точка на топење и стабилност на термичката форма на полимерот.

Интермолекуларната привлечност помеѓу тефлонските молекули е многу мала, пресметаниот параметар на растворливост е 12,6 (MJ/m3) 1/2 Полимерот во најголемиот дел нема висока цврстина и цврстина на истегнување што често се поврзува со полимери со висока точка на омекнување.Јаглерод-флуор врската е многу стабилна.Понатаму, каде што два атоми на флуор се прикачени на еден јаглероден атом, постои намалување на растојанието на врската C-F од 1,42 А до 1,35 А. Како резултат на тоа, јачината на врската може да биде висока до 504 kJ/мол.Бидејќи единствената друга присутна врска е стабилната врска C–C, тефлонскиот има многу висока топлинска стабилност, дури и кога се загрева над неговата кристална точка на топење од 327°C.Поради неговата висока кристалинност и неспособност за специфична интеракција, нема растворувачи на собна температура.На температури кои се приближуваат до точката на топење, одредени флуорирани течности, како што е по-флуориран керозин, ќе го растворат полимерот.

Својствата на тефлонски зависат од видот на полимерот и начинот на обработка.Полимерот може да се разликува по големина на честички и/или молекуларна тежина.Големината на честичките ќе влијае на случајот на обработка и на количината на празнини во готовиот производ, додека молекуларната тежина ќе влијае на кристалноста, а со тоа и на многу физички својства.Техниките на обработка, исто така, ќе влијаат и на кристалноста и на содржината на празнина.

Просечните тежински молекуларни тежини на комерцијалните полимери се чини дека се многу високи и се во опсег од 400000 до 9000000. ICI известува дека нивните материјали имаат молекуларна тежина во опсег од 500000 до 5000000 и процентуална кристалинност поголема од 94~ како што се произведени.Фабрикуваните делови се помалку кристални.Степенот на кристалност на готовиот производ ќе зависи од брзината на ладење од температурите на обработка.Бавното ладење ќе доведе до висока кристалиност со брзо ладење давајќи спротивен ефект.Материјалите со мала молекуларна тежина исто така ќе бидат покристални.

Забележано е дека дисперзивниот полимер, кој е со поситна големина на честички и помала молекуларна тежина, дава производи со значително подобрена отпорност на виткање, а исто така и значително повисоки јакости на истегнување.Овие подобрувања се чини дека се појавуваат преку формирање на структури слични на влакна во масата на полимерот за време на обработката.