폴리테트라플루로에틸렌 (PTFE) 생산을 위한 수 suspension polymerization process

폴리테트라플루로에틸렌 (PTFE) 생산을 위한 수 suspension polymerization process

I. PTFE의 서스펜션 폴리메리제이션에 대한 특수한 과정

1. 프로세스 개요

서스펜션 폴리메리화는 폴리메리징을 포함합니다.테트라플루로에틸렌 (TFE)에수중사용자유 라디칼 발동자형성하기PTFE 입자최종 제품은흰색 granular 樹脂 (중량 또는 미세한 입자), 가뭄과 후처리를 필요로 하는압축형조.

2. 처리 단계

(1) 원자재 제조

• 모노머:
  • 테트라플루오레틸렌 (TFE, C)₂F₄), 고 순수 (> 99. 9%) 는 억제 물질 (예를 들어, 테르펜) 을 제거했습니다.
• 중간:
  • 디온화 된 물, 불순물 (예를 들어, 금속 이온) 이 없습니다.
• 발동자:
  • 페르술فات(예를 들어, 암모늄 퍼스울فات, 칼륨 퍼스울فات) 또는유기 과산화물.
• 첨가물 (선택):
  • 디스퍼션 안정기(예를 들어, NH4PF6와 같은 플루오라이드 소금)
  • 버퍼(예를 들어, pH 6 ∼8을 유지하기 위해 나트륨 바이카보네이트)

(2) 원자로 준비

• 사용 하 여스테인레스 스틸 고압 원자로와 함께섞는 것,온도 조절, 그리고압력 모니터링 시스템.
• 원자로를질소에산소를 제거그리고 폭발 위험을 최소화합니다.

(3) 폴리메리레이션 반응

• 충전: 이온화 된 물, 발동기, 그리고 첨가물을 원자로에 넣습니다.
• 모노머 소개: 소개TFE 가스는 천천히아래1.5·3.0 MPa압력.
• 반응 조건:
  • 온도: 50~90°C (일반적으로70~80°C) 의 내용입니다.
  • 조동 속도: 200~500회속
  • 기간4~12시간 (목적에 따라)분자량) 의 내용입니다.

(4) 반응 종료

• 멈춰모노머 식품폴리메리제이션이 완료되면압력 감소) 의 내용입니다.
• 공기과다 가스그리고 원자로를 냉각시켜야 합니다.

(5) 후처리

• 분리: PTFE 입자를 분리하기 위해 필터 또는 원심분리기.
• 세탁:비이온화 물잔류 발사자를 제거하기 위해서요.
• 건조: 건조100~150°C(온도를 피합니다.> 260°C분해를 방지하기 위해)
• 밀링/시어링: 가공중형 (20~300μm) 또는 얇은 입자.

3. 프로세스 매개 변수 참조

주요 화학물질

1테트라플루로에틸렌 (TFE, C)₂F₄)

• 역할: PTFE 합성을 위한 단일 모노머.
• 속성:
  • 무색 가스끓는점-76.3°C.
  • 매우반응성 및 연화성.
• 요구 사항:
  • 순수성>99.9%, 저장된억제제를 포함하는 실린더폴리머화 방지

2발동자

• 일반적인 종류:
  • 암모늄 퍼스울فات (APS): 물에 녹는 물질로 열분해로 급성 물질을 생성합니다.
  • 칼륨 퍼스울فات: 안정적고온반응.
  • 유기산화물(예를 들어, 벤조일 과산화물)
• 복용량: 0.01~0.1%모노머 질량.

3수중

• 요구 사항:디온화 된 물전기전도성< 1 μS/cm오염을 피하기 위해서요.

4첨가물 (선택)

• 분산 안정기:
  • 플루오라이드 소금(예를 들어, NH4PF6)입자의 균일성.
• 버퍼:
  • 나트륨 바이카보네이트유지pH 6~8.

III. 예방 조치

1안전 조치

• TFE 폭발 위험:
  • 정화산소질소와 함께
  • 피하는 것불꽃이나 높은 온도 (>25°C).
• 독성 가스 방출:
  • 260°C 이상 분해방출할 수 있습니다.페르플루오로이즈부틸렌 (PFIB), a고독성 가스.
  • 수술을통풍된 부지와 함께배기 처리.
• 개인 보호 장비 (PPE):
  • 보호 의복, 마스크, 장갑사업자에게 요구됩니다.

2프로세스 제어

• 온도 조절:
  • <50°C느린 반응.
  • > 90°C: 분자량 감소
• 압력 조절:
  • >3.5 MPa: 장비위험.
  • <1.5 MPa: 원인불균형 분산.
• 조동 속도:
  • 부적절한 섞음:로 이어집니다입자 집적.
  • 과도한 섞음: 공기 침입폴리머화 억제.

3제품 품질 관리

• 입자 크기: 조정반동 속도그리고발동자 농도.
• 잔류 발사자 제거: 철저히 확인세탁.
• 수분 함량: 보장완전한 건조예방하기 위해발형 결함.

4폐기물 관리

• 폐수: 방출 전에 중화합니다.
• 배기가스: 반응 없이 복구TFE통한응축또는소각.

화학 반응 원리

1시작

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

(페르섬산은 황산자극으로 분해됩니다)

2. 체인 퍼포게이션

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

(라디칼은TFE 모노머, 증가하는 폴리머 체인을 형성)

3체인 종료

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

(폴리머 체인이 결합하여고 분자량 PTFE) 의 내용입니다.

4최종 제품

• 고 분자량 PTFE(10⁶∙107g/mol) 의 내용입니다.