Polytrifluorokloretylen, PCTFE (-CF2- CFCl- ) n- är en trifluorkloretylenhomopolymer med hög molekylvikt . I Ryssland produceras PCTFE under varumärket fluoroplast - 3 enligt GOST 13744-83 Arkivkopia daterad 6 oktober 2016 på Wayback Machine , är en av de första fluorhaltiga polymererna som har fått stor praktisk betydelse och industriell utveckling. [ett]
| Polytrifluorkloretylen | |
|---|---|
| Allmän | |
| Systematiskt namn |
poly(trifluorkloreten). |
| Förkortningar | PCTFE, PCTFE |
| Traditionella namn | Fluoroplast-3 (F-3), Fluoron-3, Kel-F |
| Chem. formel | ( CF2 - CFCl ) n _ _ _ _ |
| Fysikaliska egenskaper | |
| stat | fast |
| Densitet | 2090-2160 kg/m³ vid 20 °C |
| Termiska egenskaper | |
| Temperatur | |
| • smältning | kristallin fas - cirka 215 °C, stagnation av den amorfa fasen - 50 °C |
| • nedbrytning | 300-315°C |
| Klassificering | |
| Reg. CAS-nummer | 9002-83-9 |
| Reg. EINECS-nummer | 618-336-7 |
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |
Utländska analoger av PTFE-3 är: Kel-f (3M Corp), Alcon (Allied Signal), Aclar (Honeywell International Inc.), Plascon (Allied Signal), Voltalef (Arkema AG), Neoflon PCTFE (Daikin Industries, Ltd) Hostaflon C2 (Hoechst/Dyneon), Fluon (ICI). [2]
Fluoroplast-3 är en kristallin polymer . Glasövergångstemperaturen för den amorfa fasen är 50°C; under den observeras inte kristallisation under lång tid; ovanför den börjar kristallisationen, vars hastighet ökar med ökande temperatur till 170°C. Smältpunkten för den kristallina fasen är cirka 215 °C. Kan släckas: snabb kylning av den smälta polymeren leder till en minskning av innehållet i den kristallina fasen till 30-40%. När den värms upp till 300–315 °C sönderdelas den och blir mörkbrun (till svart). [3]
De fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos fluoroplast-3 beror på graden av kristallinitet. Jämfört med fluoroplast-4 har den större plasticitet, men lägre termisk stabilitet med 80–100°C. Utan belastning kan den drivas i temperaturområdet från plus 125 till minus 195 °C; under belastning - från plus 70 till minus 60 ° C. I kyla är fluoroplast-3 olösligt i några organiska lösningsmedel. Vid förhöjda temperaturer löses det i mesitylen, koltetraklorid , bensen , toluen , xylen , cyklohexan och fluorerade kolväten . [3]
De dielektriska egenskaperna hos fluoroplast-3 är sämre än de hos fluoroplast-4, som är förknippad med större polaritet, på grund av vilken dielektriska förluster ökar. Vid uppvärmning över 120 °C försämras dess dielektriska egenskaper avsevärt. När det gäller kemisk resistens är fluoroplast-3 också sämre än fluoroplast-4, men det är resistent mot verkan av syror i olika koncentrationer, alkalilösningar, peroxider och organiska lösningsmedel. Under påverkan av radioaktiv strålning genomgår fluoroplast-3 nedbrytning med bildning av olika sönderfallsprodukter, inklusive klor och fluor. [3]
Fluoroplast-3 bearbetas genom pressning, formsprutning och extrudering. Den praktiska frånvaron av kallt flöde gör att den kan användas vid höga tryck.
Polymerisationen av trifluorkloretylen kännetecknas av låg hastighet och produktion av polymerer med relativt låg molekylvikt. Fluoroplast-3 erhålls genom friradikalpolymerisation i massa eller lösning, vattensuspension och emulsionsmetoder. [ett]
Trots den ekonomiskt ogynnsamma låga polymerisationshastigheten i bulk, utgjorde metoden grunden för starten av den industriella produktionen av fluoroplast-3, eftersom den gör det möjligt att erhålla en produkt av hög renhet med goda fysikaliska och mekaniska egenskaper. Suspensionsmetoden för att erhålla i ett vattenhaltigt medium är mer ekonomisk och teknologiskt avancerad och gör det möjligt, vid en mycket högre processhastighet, att enkelt kontrollera avlägsnandet av reaktionsvärmet och polymerens molekylvikt. På grund av behovet av att utföra polymerisation vid låga temperaturer initieras processen av redoxsystem . Som regel har suspensionsprodukten sämre egenskaper, för lika molekylvikt är smältviskositeten för suspensionspolymeren högre än den för polymeren som erhålls genom bulkpolymerisation. Emulsionsmetoden ger en polymer med ett gynnsammare beroende av smältviskositeten på molekylvikten och har ett antal andra fördelar, dock är reningen av den resulterande polymeren från emulgermedlet, koaguleringsmedlet och initierande komponenter svår. [ett]
Fluoroplast-3 erhölls först 1934 i det tyska företaget IG Farben .
Det har producerats i Sovjetunionen sedan 1951, kvalitetsindikatorer regleras av GOST 13744-76. Högmolekylär fluoroplast-3 produceras i form av ett vitt löst pulver av tre kvaliteter:
I form av en suspension i organiska vätskor produceras fluoroplast-3 i tre kvaliteter:
Fluoroplast-3 används för att erhålla korrosionsskyddsbeläggningar för metall, glas, porslin, keramik (i form av en suspension), för att erhålla filmer och ark för korrosionsskyddande foder av behållare, utrustning och för att tillverka packningar och tätningar. Som en korrosionsskyddande beläggning är fluoroplast-3 betydligt överlägsen polytetrafluoreten (F-4) och många andra material. Diffusionskoefficienten för F-3 är ungefär 100 gånger mindre än den för PTFE. Beläggningar från det är praktiskt taget icke-diffusion . Dess vattenabsorption är praktiskt taget noll. Diffusionskoefficienten för vattenånga genom fluoroplast-3-filmen är (1,79-3,06)•10−17 kg /(m•s•Pa). [2]
Fluoroplast-3 har ingen effekt på matens smak och lukt, så den är användbar för tillverkning av maskindelar för livsmedelsbearbetning och beläggning av metallformar och transportband. Dessa beläggningar eliminerar vidhäftning och kräver ingen smörjning, de tål långvarig uppvärmning upp till plus 100 °C och kortvarig upp till plus 120 °C. Filmer, beläggningar och produkter tillverkade av F-3 kan användas inom läkemedelsindustrin och inom medicin. F-3 pyrolys kan producera oljor och smörjmedel.
Fluoroplast-3M är en modifierad polytrifluorokloretylen, kännetecknad av en lägre kristallisationshastighet, en mindre storlek av sfäruliter som bildas under kristallisation och en högre molekylvikt. Produkter gjorda av PTFE-3M är mer transparenta än produkter gjorda av fluoroplast-3, deras egenskaper är praktiskt taget oberoende av kylningshastigheten. Inget behov av härdning förenklar tekniken för pressning, beläggning.
Beroende på syfte och bearbetningsmetoder produceras 2 kvaliteter: