Μεθοδολογία πολυμερισμού εναιώρησης για την παραγωγή πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE)

Μεθοδολογία πολυμερισμού εναιώρησης για την παραγωγή πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE)

Ι. Ειδική διαδικασία πολυμερισμού εναιωρήσεως του PTFE

1. Σύνοψη διαδικασιών

Η πολυμερισμός της εναιώρησης περιλαμβάνει την πολυμερισμόΤετραφθοροαιθυλένιο (TFE)σε έναυδατικό μέσοχρησιμοποιώντας έναΑρχιποιός ελεύθερων ριζώνγια να σχηματίσουνΣωματίδια PTFEΤο τελικό προϊόν είναι έναλευκή κόκκινη ρητίνη (μέσα ή λεπτά σωματίδια), που απαιτούν ξήρανση και μεταποίηση για εφαρμογές όπωςΤυποποίηση με συμπίεση.

2. Βήματα διαδικασίας

(1) Προετοιμασία πρώτης ύλης

• Μονομερές:
  • Τετραφθοροαιθυλένιο (TFE, C)₂F₄), υψηλής καθαρότητας (> 99, 9%), με απομάκρυνση αναστολέων (π. χ. τερπενών).
• Μεσαία:
  • Αποιονισμένο νερό, χωρίς προσμείξεις (π.χ. ιόντα μετάλλων).
• Αρχισυντάκτης:
  • Περσουλφάτες(π.χ. αμμωνικό υπερήλιο, υπερήλιο καλίου) ήοργανικά υπεροξείδια.
• Συσκευάσματα για την παρασκευή τροφίμων:
  • Σταθεροποιητές διασποράς(π.χ. άλατα φθοριούχου όπως NH4PF6).
  • Ταμείο ασφαλείας(π.χ. βυθιοκαρβονικό νάτριο για τη διατήρηση του pH 6·8).

(2) Προετοιμασία αντιδραστήρα

• Χρησιμοποιήστε ένααντιδραστήρας υψηλής πίεσης από ανοξείδωτο χάλυβαμεαναμειγνύοντας,Ελέγχος θερμοκρασίας, καισυστήματα παρακολούθησης πίεσης.
• Καθαρίστε τον αντιδραστήρα μεάζωτονααφαιρέστε το οξυγόνοκαι να ελαχιστοποιήσει τον κίνδυνο έκρηξης.

(3) Αντίδραση πολυμερισμού

• Η φόρτιση: Προσθέστε αποιονισμένο νερό, αρχιστήρα και πρόσθετα στον αντιδραστήρα.
• Εισαγωγή μονομερώνΕισαγωγή:Αργά το αέριο TFEυπό1.5·3.0 MPaπίεση.
• Συνθήκες αντίδρασης:
  • Θερμοκρασία: 50°C έως 90°C (συνήθως70°C έως 80°C)).
  • Ταχύτητα ανάμειξης: 200 ̇ 500 στροφές ανά λεπτό.
  • Διάρκεια: 4-12 ώρες (εξαρτάται από τον στόχο)μοριακό βάρος)).

(4) Τερματισμός της αντίδρασης

• Σταματήστε!Μονομερή ζωοτροφέςόταν ολοκληρωθεί η πολυμερισμός (με βάσηπτώση πίεσης)).
• ΕπενδύσειςΥπερβολικό αέριοκαι να κρυώσει ο αντιδραστήρας.

(5) Μετά την μεταποίηση

• Διαχωρισμός: Φιλτράρισμα ή φυγοκέντρωση για την απομόνωση σωματιδίων PTFE.
• Πλύσιμο: Ξεπλύνετε μεαποιονισμένο νερόγια την αφαίρεση υπολειμματικών αρχιστών.
• Σκούπωση: ξηρό στο100-150°C(αποφύγετε θερμοκρασίες> 260°Cγια την πρόληψη της αποσύνθεσης).
• Στρίψιμο/Στρίψιμο: Επεξεργασία σεμεσαία (20~300 μm) ή λεπτά σωματίδια.

3. Αναφορά παραμέτρου διαδικασίας

ΙΙ. Βασικές χημικές ουσίες

1Τετραφθοροαιθυλένιο (TFE, C)₂F₄)

• Στέλεχος: Μονομόριο για σύνθεση PTFE.
• Ιδιότητες:
  • Άχρωμο αέριο, σημείο βρασμού-76,3°C.
  • Πολύαντιδραστικό και εύφλεκτο.
• Απαιτήσεις:
  • Καθαρότητα> 99,9%, αποθηκεύονται σεκυλίνδροι που περιέχουν αναστολέαγια την πρόληψη της πολυμερισμού.

2. Πρωτοβουλίες

• Συνηθισμένοι τύποι:
  • Περσουλφάριο αμμωνίου (APS): Διαλυτή στο νερό, παράγει ρίζες μέσω θερμικής αποσύνθεσης.
  • Περσουλφάριο καλίου: Σταθερό γιαυψηλής θερμοκρασίαςαντιδράσεις.
  • Οργανικά υπεροξείδια(π.χ. υπεροξείδιο του βενζοϋλίου).
• Δοσολογία: 0,01·0,1% τουμάζα μονομερών.

3Υδατικό μέσο

• Απαιτήσεις:Αποιονισμένο νερόμε αγωγιμότητα< 1 μS/cmγια να αποφευχθεί η μόλυνση.

4. Προσθέματα (προαιρετικά)

• Σταθεροποιητές διασποράς:
  • Άλατα φθοριούχου(π.χ. NH4PF6) γιαομοιομορφία σωματιδίων.
• Ταμείο ασφαλείας:
  • Υδροξείδιο του νατρίουνα διατηρήσειpH 6·8.

ΙΙΙ. Προφυλάξεις

1. Μέτρα ασφαλείας

• Κίνδυνος έκρηξης TFE:
  • Εκκαθάρισηοξυγόνομε άζωτο.
  • ΑποφύγετεΣπινθήρες ή υψηλές θερμοκρασίες (> 25°C).
• Απελευθέρωση τοξικών αερίων:
  • Αποσύνθεση άνω των 260°Cμπορεί να απελευθερώνειΠερφλουοεισοβουτυλένιο (PFIB), αΥψηλής τοξικότητας αέριο.
  • Λειτουργεί σεαερισμένες περιοχέςμεεπεξεργασία καυσαερίων.
• Προστατευτικός εξοπλισμός προσωπικής προστασίας:
  • Προστατευτικά ρούχα, μάσκες και γάντιαπου απαιτούνται από τους χειριστές.

2. Ελέγχος διαδικασιών

• Έλεγχος θερμοκρασίας:
  • < 50°CΑργή αντίδραση.
  • > 90°C: Μειωμένο μοριακό βάρος.
• Ελέγχος πίεσης:
  • > 3,5 MPa: Εξοπλισμόςκίνδυνος.
  • < 1,5 MPa: Αιτίεςανισόμετρη διασπορά.
• Ταχύτητα ανάμειξης:
  • Ανεπαρκής αναμειγνύσηΟδηγεί σε:Συγκέντρωση σωματιδίων.
  • Υπερβολική ανακίνηση: Η εισροή αέρα μπορείαναστέλλει την πολυμερίσση.

3. Ελέγχος ποιότητας προϊόντων

• Μέγεθος σωματιδίωνΠροσαρμόστεταχύτητα ανάμειξηςκαιαρχική συγκέντρωση.
• Απομάκρυνση υπολειμματικού αρχιστήΑσφαλίστε λεπτομερήπλύσιμο.
• Περιεκτικότητα σε υγρασίαΒεβαιωθείτε:πλήρης ξήρανσηγια την πρόληψηελαττώματα της φόρμας.

4Διαχείριση αποβλήτων

• Αεροδρόμιο: Να εξουδετερώνεται πριν από την αποδέσμευση.
• Αέρια εξάτμισηςΕπαναφορά χωρίς αντίδρασηTFEμέσωσυμπύκνωσηήκαύση.

IV. Αρχή χημικής αντίδρασης

1. Εισαγωγή

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

(Το περσουλφάτο αποσυντίθεται σε ριζικές σουλφάτες)

2. Αλυσιδωτή διάδοση

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

(Οι ριζικές αντιδρούν μεΜονομερή TFE, σχηματίζοντας μια αυξανόμενη αλυσίδα πολυμερών)

3Τερματισμός αλυσίδας.

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

(Πολυμερές αλυσίδες συνδυάζονται, σχηματίζονταςΠΤΦΕ υψηλού μοριακού βάρους)).

4Τελικό προϊόν

• Υψηλού μοριακού βάρους PTFE(10⁶Επικεφαλής107 g/mol)).