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폴리테트라플루로에틸렌 (PTFE) 생산을 위한 분산 다분화 방법

2025-03-11

I. 개요

분산 폴리메리제이션 방법은 PTFE를 생산하기 위해 서스펜션 폴리메리제이션의 대안이다.그것은 정밀 PTFE 입자의 안정적인 콜로이드 산란을 생성하기 위해 표면활성 물질 (분산 물질) 과 수중 매체에서 모노머로 테트라플루로 에틸렌 (TFE) 을 사용합니다.그 결과 생성 된 제품은 우유 같은 에뮬션 또는 라텍스이며, 일반적으로 суспен션 중합화 (0,05-0,5 μm) 보다 작은 입자를 포함합니다.응고되고 얇은 가루로 건조되거나 코팅 및 다른 용도로 직접 분산물로 사용할 수 있습니다..

II. 특수한 과정

1. 처리 단계

(1) 원자재 제조

모노머: 테트라플루로 에틸렌 (TFE, C2F4), 고 순도 (> 99.9%), 중합화 억제 물질이 없습니다.

중간: 이온화 된 물, 높은 순수성 이온 간섭을 방지하기 위해.

발동자: 물에 녹는 퍼스울فات (예를 들어, 암모늄 퍼스울فات, APS) 또는 적산 시스템 (예를 들어, 나트륨 비섬유와 같은 환원 물질과 함께 퍼스울فات).

표면활성물질: 플루오린 표면활성물질 (예를 들어, 페르플루오로옥탄산, PFOA 또는 그 암모늄 소금), 일반적으로 0.05-0.5% 중량, 에뮬션의 안정화를 위해.

첨가물: 버퍼 (예를 들어, 암모늄 하이드록시드) 또는 체인 전송 물질 (분자량 조절을 위한 선택)

(2) 원자로 준비

원자로: 스테인리스 스틸 오토클라브, 고속 섞기, 온도 조절 및 압력 조절 장치 (최고 3.5 MPa) 를 갖추고 있습니다.

정화: 중합화 를 억제 하는 산소를 제거 하기 위해 질소 로 채워라.

(3) 폴리메리레이션 반응

충전: 이온화 된 물, 표면활성 물질, 원자로 시작자를 첨가하고 균일한 혼합물을 형성하기 위해 뒤섞습니다.

모노메르 식품: TFE 가스를 제어 된 압력 (1.0-3.5 MPa) 아래로 넣으며 활발한 조화 (500-1000 rpm) 를 유지합니다.

반응 조건:

온도: 50~100°C (일반적으로 70~85°C), 초기분해율에 따라.

압력: 1.0-3.5 MPa, TFE가 수분 단계에 분산되도록 보장합니다.

기간: 원하는 고체 함유량 (중량 20-40% PTFE) 이 달성 될 때까지 2-8 시간.

반응 과정: TFE는 표면활성 물질 미셀로 안정화 된 작은 PTFE 입자로 분해되어 안정적인 라텍스를 형성합니다.

(4) 반응 종료

목표 고체 함량이 도달하면 TFE 공급을 중지하십시오. 압력 감소 또는 반응 속도로 모니터링됩니다. 원자로를 냉각하고 과잉 가스를 배출하십시오.

(5) 후처리

직접 사용: PTFE 분산 (라텍스) 은 코팅, 침착 또는 필름 주름에 사용 될 수 있습니다.

응고: 전해질 (예를 들어, 암모늄 탄산) 을 첨가하거나 기계적 절단을 적용하여 에뮬션을 불안정화하여 PTFE 입자가 집적되도록합니다.

세탁: 응고된 PTFE를 비이온화 물로 씻어내면 표면활성 물질 및 발사물 잔해가 제거됩니다.

건조: 100~150°C에서 건조하여 미세한 PTFE 분자 크기 0.1-0.5μm를 얻을 수 있습니다.

선택적 밀링: 필요하다면 균일성을 위해 건조한 분자를 깎는다.

2. 프로세스 매개 변수 참조

매개 변수	범위
반응 압력	10.0~3.5 MPa
반응 온도	50~100°C
조동 속도	500~1000 회전
고체 함량	20~40% (Wt)
건조 온도	100~150°C

주요 화학물질

1.테트라플루로에틸렌 (TFE, C2F4)

역할: PTFE 합성을 위한 모노머.

속성: -76.3°C의 끓는 온도를 가진 무색, 연화성 가스, 매우 반응성.

요구 사항: 순수성 > 99. 9%, 압력 아래 보관되며 사용 전에 억제제가 제거됩니다.

2- 이니셔터

옵션: 암모늄 퍼스울فات (APS), 칼륨 퍼스울فات (KPS) 또는 적산물 쌍 (예를 들어, APS + 나트륨 비솔파이트)

복용량: 입자 크기와 분자량으로 조정된 모노머 질량의 0.01-0.1%

3표면활성 물질

공동 선택: 페르플루오오크탄산 (PFOA) 또는 그 염분 (역사적으로 사용; 현대 공정에서는 페르플루오 에테르 기반의 서프랙티브 물질과 같은 환경 친화적 인 대안을 사용할 수 있습니다.)

역할: 물에서 PTFE 입자를 안정화하여 집적을 방지합니다.

농도: 분산물의 무게 0.05-0.5%.

4물 중계

요구 사항: 오염을 피하기 위해 이온화, 전도성 <1μS/cm.

역할: 용매 및 열 전달 매체.

IV. 제품 특성

입자 크기: 0.05-0.5 μm (중립 PTFE보다 훨씬 작습니다.)

양식: 안정적인 라텍스 (20-40% 고체) 또는 응고 후 얇은 분말.

신청서: 복합재의 코팅, 필름, 섬유 또는 첨가물 (앞으로 가공하지 않고 압축형태에 적합하지 않습니다).

V. 예방 조치

1안전

TFE 위험: 산소 부재에서 폭발성; 질소로 원자로를 정화하고 저장 중에 불꽃이나 높은 온도 (> 25 °C) 를 피하십시오.

독성 부산물: 260°C 이상의 분해는 독성 가스 (예를 들어, TFE, perfluoroisobutylene) 를 방출 할 수 있습니다. 적절한 환기와 배기가스 처리를 보장합니다.

보호 장비: 운영자는 장갑, 마스크 및 보호복을 착용해야합니다.

2프로세스 제어

온도: 과도한 열 (> 100°C) 은 분자 중량을 감소시킵니다. 너무 낮은 열 (< 50°C) 은 반응을 느리게합니다.

오줌: 불충분한 조화로 인해 입자가 응집됩니다. 과도한 절단으로 인해 발효가 불안정해질 수 있습니다.

표면활성물질 수량: 반응 중 조혈을 일으키는 것은 너무 적고, 너무 많은 것은 비용과 잔액을 증가시킵니다.

3제품 품질

입자 균일성: 표면활성 물질 농도와 혼합 속도에 의해 제어됩니다. 불규칙한 입자는 코팅 성능에 영향을줍니다.

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