Polytetrafluoroetilen (PTFE) üretimi için süspansiyon polimerizasyon süreci

Polytetrafluoroetilen (PTFE) üretimi için süspansiyon polimerizasyon süreci

I. PTFE'nin süspansiyon polimerizasyonu için özel süreç

1. Süreç Özetleri

Süspansiyon polimerizasyonu polimerizasyon içerirTetrafluoroetilen (TFE)BirSu içi ortamkullanmakSerbest radikal başlatıcışekillendirmekPTFE parçacıklarıSon ürün birBeyaz granüler reçine (orta veya ince parçacıklar), kurutma ve işleme sonrası işlem gerektirenSıkıştırma kalıplaması.

2. İşlem Adımları

(1) Hammaddelerin hazırlanması

• Monomer:
  • Tetrafluoroetilen (TFE, C)₂F₄), yüksek saflık (> 99.9%), inhibitörler (örneğin, terpenler) kaldırılmıştır.
• Orta:
  • Deyonlaştırılmış su, kirliliklerden (örneğin, metal iyonlarından) arınmış.
• Başlatıcı:
  • Persülfatlar(örneğin, amonyum persülfat, potasyum persülfat) veyaOrganik peroksitler.
• Katkı maddeleri (ihtiyaç duyulmaz):
  • Dispersiyon stabilizatörleri(örneğin, NH4PF6 gibi florür tuzları).
  • Bufferler(örneğin, pH 6 ̊8'i korumak için sodyum bikarbonat).

(2) Reaktör Hazırlığı

• Birpaslanmaz çelik yüksek basınçlı reaktörilekarıştırmak,sıcaklık kontrolü, vebasınç izleme sistemleri.
• Reaktörü temizleyin.Azot...ya daOksijen çıkarın.ve patlama riskini en aza indirir.

(3) polimerizasyon reaksiyonu

• Şarj: Reaktöre iyonize su, başlatıcı ve katkı maddeleri ekleyin.
• Monomer GirişTanıtım:TFE gazı yavaşçaaltında1.53.0 MPaBaskı.
• Reaksiyon koşulları:
  • Sıcaklık: 50 ̊90°C (tipik olarak70°C 80°C)
  • Karıştırma Hızı: 200 ̇500 rpm.
  • Süresi: 4 ∙ 12 saat (hedefe bağlı)Moleküler ağırlık)

(4) Reaksiyonun sona ermesi

• Durun!Monomer yemleripolimerizasyon tamamlandığında (böyle değerlendirilir:basınç düşüşü)
• HavalandırmaFazla gazve reaktörü soğut.

(5) Sonrası işleme

• Ayrılık: PTFE parçacıklarını izole etmek için filtre veya santrifüj.
• Yıkama: ile durulayınİyonsuz suGeri kalan başlatıcıları çıkarmak için.
• Kurutma: kuru100-150°C(Sıcaklıktan kaçının)> 260°CÇürümeyi önlemek için).
• Düzeltme/DüzeltmeÜretim:Orta (20 ∼ 300 μm) veya ince parçacıklar.

3. Süreç Parametresi Referansı

II. Temel Kimyasallar

1Tetrafluoroetilen (TFE, C)₂F₄)

• Rolü: PTFE sentezi için tek monomer.
• Özellikler:
  • Renksiz gaz, kaynama noktası-76.3°C.
  • ÇokReaktif ve yanıcı.
• Gereksinimler:
  • Saflık>99.9%, içinde saklanırinhibitör içeren silindirlerpolimerizasyonun önlenmesi için.

2. Girişimciler

• Yaygın Tipler:
  • Amonyum persülfat (APS): Suda çözünür, termal bozulma yoluyla radikal üretir.
  • Potasyum persülfat: Durum stabilYüksek sıcaklıktepkiler.
  • Organik peroksitler(örneğin, benzoil peroksit).
• Dozlama: % 0.01'den % 0.1'e kadarMonomer kütlesi.

3Su ortamı

• Gereksinimler:Deyonlaştırılmış suiletkenliği olan< 1 μS/cmKontaminasyondan kaçınmak için.

4. Katkı maddeleri (ihtiyaç duyulmaz)

• Dağınıklık stabilizatörleri:
  • Fluorür tuzları(örneğin, NH4PF6) içinParçacık tekdüzeliği.
• Bufferler:
  • Sodyum bikarbonatkorumak içinpH: 6 ̊8.

III. Önlemler

1Güvenlik önlemleri

• TFE patlama riski:
  • TemizlemeoksijenAzotla.
  • Kaçın.kıvılcımlar veya yüksek sıcaklıklar (>25°C).
• Zehirli gaz salınımı:
  • 260°C'nin üzerinde bozulmaserbest bırakabilir.Perfluoroizobutilen (PFIB), aYüksek toksik gaz.
  • Operasyonahavalandırılmış alanlarileEgzoz gazı işleme.
• Kişisel Koruyucu Aletler (PPE):
  • Koruyucu giysiler, maskeler ve eldivenleroperatörler için gereklidir.

2. Süreç Kontrolü

• Sıcaklık Kontrolü:
  • <50°CYavaş tepki.
  • > 90°C: Azaltılmış moleküler ağırlık.
• Basınç Kontrolü:
  • > 3,5 MPa: Ekipmanrisk.
  • < 1,5 MPa: Sebepleridüzensiz dağılım.
• Karıştırma Hızı:
  • Yetersiz karıştırma- Bu da...Parçacık agglomerasyonu.
  • Aşırı karıştırma: Havanın içeri girmesipolimerizasyonu inhibe eder.

3Ürün Kalite Kontrolü

• Parçacık BoyutuDüzelt.karıştırma hızıvebaşlatıcı konsantrasyonu.
• Geri kalan başlatıcı kaldırma- Dikkatli olun.yıkama.
• Nem içeriğiEmin olun.Tam kurutmaönlemek içinKalıplama kusurları.

4. Atık yönetimi

• Atık su: Serbest bırakmadan önce etkisiz hale getirin.
• Egzoz gazı: Reaksiyon göstermeden geri alTFEyoluylayoğunlaşmaya dayakma.

IV. Kimyasal reaksiyon prensibi

1- Giriş.

(NH4) 2S2O8→2SO4−⋅+2NH4+(NH4) 2S2O8 → 2SO4−cdot + 2NH4+

(Persülfat sülfat radikallerine ayrılır)

2Zincir yayılma

R⋅+nCF2=CF2→R−(CF2−CF2)n⋅Rcdot + nCF2=CF2 → R-(CF2-CF2)ncdot

(RadikallerTFE monomerleri, büyüyen bir polimer zinciri oluşturuyor)

3- Zincir Kapatma.

R−(CF2−CF2)n⋅+R−(CF2−CF2)m⋅→R−(CF2−CF2)n+m−RR-(CF2-CF2)ncdot + R-(CF2-CF2)mcdot → R-(CF2-CF2)n+m-R

(Polimer zincirleri birleşiyor,Yüksek moleküler ağırlıkta PTFE)

4Son Ürün

• Yüksek moleküler ağırlığa sahip PTFE(10⁶- Evet.107 g/mol)