Polytrifluorchlorethylen, PCTFE ( -CF2 - CFCl- ) n- er en trifluorchlorethylenhomopolymer med høj molekylvægt . I Rusland produceres PCTFE under varemærket fluoroplast - 3 i henhold til GOST 13744-83 Arkivkopi dateret 6. oktober 2016 på Wayback Machine , er en af de første fluorholdige polymerer, der har fået stor praktisk betydning og industriel udvikling. [en]
| Polytrifluorchlorethylen | |
|---|---|
| Generel | |
| Systematisk navn |
poly(trifluorchlorethen). |
| Forkortelser | PCTFE, PCTFE |
| Traditionelle navne | Fluoroplast-3 (F-3), Fluoron-3, Kel-F |
| Chem. formel | ( CF2 - CFCl ) n _ _ _ _ |
| Fysiske egenskaber | |
| Stat | solid |
| Massefylde | 2090-2160 kg/m³ ved 20 °C |
| Termiske egenskaber | |
| Temperatur | |
| • smeltning | krystallinsk fase - omkring 215 °C, stagnation af den amorfe fase - 50 °C |
| • nedbrydning | 300-315°C |
| Klassifikation | |
| Reg. CAS nummer | 9002-83-9 |
| Reg. EINECS nummer | 618-336-7 |
| Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
Udenlandske analoger af PTFE-3 er: 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 er en krystallinsk polymer . Glasovergangstemperaturen for den amorfe fase er 50 °C; under den observeres krystallisation ikke i lang tid; over den begynder krystallisationen, hvis hastighed stiger med stigende temperatur til 170 °C. Smeltepunktet for den krystallinske fase er ca. 215 °C. Kan bratkøles: hurtig afkøling af den smeltede polymer fører til et fald i indholdet af den krystallinske fase til 30-40%. Når den opvarmes til 300–315 °C, nedbrydes den og bliver mørkebrunt (til sort). [3]
De fysiske og mekaniske egenskaber af fluoroplast-3 afhænger af graden af krystallinitet. Sammenlignet med fluoroplast-4 har den større plasticitet, men lavere termisk stabilitet med 80-100°C. Uden belastning kan den betjenes i temperaturområdet fra plus 125 til minus 195 °C; under belastning - fra plus 70 til minus 60 ° C. I kulde er fluoroplast-3 uopløseligt i organiske opløsningsmidler. Ved forhøjede temperaturer opløses det i mesitylen, carbontetrachlorid , benzen , toluen , xylen , cyclohexan og fluorerede carbonhydrider . [3]
De dielektriske egenskaber af fluoroplast-3 er ringere end dem af fluoroplast-4, som er forbundet med større polaritet, på grund af hvilken dielektriske tab øges. Ved opvarmning til over 120 °C forringes dens dielektriske egenskaber betydeligt. Med hensyn til kemisk resistens er fluoroplast-3 også ringere end fluoroplast-4, men det er modstandsdygtigt over for virkningen af syrer i forskellige koncentrationer, alkaliopløsninger, peroxider og organiske opløsningsmidler. Under påvirkning af radioaktiv stråling gennemgår fluoroplast-3 nedbrydning med dannelse af forskellige henfaldsprodukter, herunder klor og fluor. [3]
Fluoroplast-3 forarbejdes ved presning, sprøjtestøbning og ekstrudering. Det praktiske fravær af koldt flow gør det muligt at bruge det ved høje tryk.
Polymerisationen af trifluorchlorethylen er karakteriseret ved lav hastighed og fremstilling af polymerer med relativt lav molekylvægt. Fluoroplast-3 opnås ved fri radikal polymerisation i masse eller opløsning, vandsuspension og emulsionsmetoder. [en]
På trods af den økonomisk ugunstige lave polymerisationshastighed i bulk dannede metoden grundlaget for starten af den industrielle produktion af fluoroplast-3, da den gør det muligt at opnå et produkt af høj renhed med gode fysiske og mekaniske egenskaber. Suspensionsmetoden til opnåelse i et vandigt medium er mere økonomisk og teknologisk avanceret og gør det muligt ved en meget højere proceshastighed let at kontrollere fjernelsen af reaktionsvarmen og polymerens molekylvægt. På grund af behovet for at udføre polymerisation ved lave temperaturer, initieres processen af redoxsystemer . Som regel har suspensionsproduktet dårligere egenskaber, for samme molekylvægt er smelteviskositeten af suspensionspolymeren højere end for polymeren opnået ved bulkpolymerisation. Emulsionsmetoden giver en polymer med en mere gunstig afhængighed af smelteviskositeten af molekylvægten og har en række andre fordele, dog er oprensningen af den resulterende polymer fra emulgatoren, koaguleringsmidlet og initierende komponenter vanskelig. [en]
Fluoroplast-3 blev først opnået i 1934 i den tyske koncern IG Farben .
Det er blevet produceret i USSR siden 1951, kvalitetsindikatorer er reguleret af GOST 13744-76. Fluoroplast-3 med høj molekylvægt fremstilles i form af et hvidt løst pulver af tre kvaliteter:
I form af en suspension i organiske væsker fremstilles fluoroplast-3 i tre kvaliteter:
Fluoroplast-3 bruges til at opnå anti-korrosionsbelægninger til metal, glas, porcelæn, keramik (i form af en suspension), til at opnå film og plader til anti-korrosionsbeklædning af beholdere, udstyr og til fremstilling af pakninger og tætninger. Som en anti-korrosionsbelægning er fluoroplast-3 markant bedre end polytetrafluorethylen (F-4) og mange andre materialer. Diffusionskoefficienten for F-3 er ca. 100 gange mindre end for PTFE. Belægninger fra det er praktisk talt ikke-diffusion . Dens vandabsorption er praktisk talt nul. Diffusionskoefficienten for vanddamp gennem fluoroplast-3 filmen er (1,79-3,06)•10−17 kg /(m•s•Pa). [2]
Fluoroplast-3 har ingen effekt på smag og lugt af mad, så den er anvendelig til fremstilling af maskindele til fødevareforarbejdning og belægning af metalforme og transportbånd. Disse belægninger eliminerer vedhæftning og kræver ikke smøring, de tåler langvarig opvarmning op til plus 100 °C og kortvarig op til plus 120 °C. Film, belægninger og produkter fremstillet af F-3 kan bruges i den farmaceutiske industri og i medicin. F-3 pyrolyse kan producere olier og smøremidler.
Fluoroplast-3M er en modificeret polytrifluorchlorethylen, kendetegnet ved en lavere krystallisationshastighed, en mindre størrelse af sfærulitter dannet under krystallisation og en højere molekylvægt. Produkter fremstillet af PTFE-3M er mere gennemsigtige end produkter fremstillet af fluoroplast-3, deres egenskaber er praktisk talt uafhængige af kølehastigheden. Intet behov for hærdning forenkler teknologien til presning, belægning.
Afhængigt af formålet og forarbejdningsmetoderne fremstilles 2 kvaliteter: