Տետրաֆտորէթիլենն առաջին անգամ պատրաստվել է 1933 թվականին: Ներկայիս առևտրային սինթեզը հիմնված է ֆտորպարի, ծծմբաթթվի և քլորոֆորմի վրա:
PTFE պոլիմերի արտադրության հիմնական գործընթացը.
PTFE պոլիմերային/խեժի արտադրությունը հիմնականում իրականացվում է երկու փուլով:Նախ, TFE Monomer-ը սովորաբար արտադրվում է կալցիումի ֆտորիդի (ֆտորոսպար), ծծմբաթթվի և քլորոֆորմի սինթեզով, իսկ հետագայում TFE-ի պոլիմերացումը կատարվում է մանրակրկիտ վերահսկվող պայմաններում՝ PTFE ձևավորելու համար:Կայուն և ամուր CF կապերի առկայության պատճառով PTFE մոլեկուլն ունի ակնառու քիմիական իներտություն, բարձր ջերմակայունություն և ուշագրավ էլեկտրական մեկուսացման բնութագրեր;ի լրումն գերազանց շփման հատկությունների:
TFE-ի մաքրում.
Պոլիմերացման համար անհրաժեշտ է մաքուր մոնոմեր:Եթե առկա են կեղտեր, դա կազդի վերջնական արտադրանքի վրա:Գազը սկզբում մաքրում են աղաթթուները հեռացնելու համար, այնուհետև թորում են այլ կեղտերը առանձնացնելու համար:
TFE-ի պոլիմերացում.
Մաքուր չխանգարված տետրաֆտորէթիլենը կարող է բռնությամբ պոլիմերացվել նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանում:Արծաթապատ ռեակտոր, քառորդը լցված լուծույթով, որը բաղկացած է 0,2 մաս ամոնիումի պերսուլֆատից, 1,5 մաս բորակից և 100 մաս ջրից և 9,2 pH-ով։Ռեակտորը փակվել է.տարհանվել է և 30 մաս մոնոմեր ներս է թողնվել: Ռեակտորը մեկ ժամ խառնվել է 80°C ջերմաստիճանում և սառչելուց հետո ստացել է պոլիմերի 86% ելք: PTFE-ն առևտրային առումով արտադրվում է երկու հիմնական գործընթացներով, որոնցից մեկը հանգեցնում է այսպես կոչված «հատիկավորի» պոլիմեր, իսկ երկրորդը, որը հանգեցնում է շատ ավելի նուրբ մասնիկների չափի և ավելի ցածր մոլեկուլային քաշի պոլիմերի ցրման:Վերջինիս արտադրության եղանակներից մեկը ներառում էր 0,1°% ջրային դիսուկցինաթթվի պերօքսիդի լուծույթի օգտագործումը:Ռեակցիաներն իրականացվել են մինչև 90°C ջերմաստիճանում։
Մեկ այլ մեթոդներ.
TFE-ի տարրալուծումը էլեկտրական աղեղի ազդեցությամբ: Պոլիմերացումն իրականացվում է էմուլսիայի մեթոդով՝ օգտագործելով պերօքսիդի նախաձեռնիչներ, օրինակ՝ H2O2 (Ջրածնի պերօքսիդ) և երկաթի սուլֆատ:Որոշ դեպքերում թթվածինը օգտագործվում է որպես նախաձեռնող:
PTFE-ի կառուցվածքը և հատկությունները.
PTFE-ի քիմիական կառուցվածքը C–F2–C–F2-ի գծային պոլիմեր է առանց որևէ ճյուղի և PTFE-ի ակնառու հատկությունները կապված են ամուր և կայուն ածխածին–ֆտոր կապի հետ։
Պոլիտետրաֆտորէթիլենը գծային պոլիմեր է, որը զերծ է ճյուղավորումների զգալի քանակից:Մինչդեռ պոլիէթիլենի մոլեկուլը հարթ զիգզագի ձևով է բյուրեղային գոտում, սա PTFE-ի մոլեկուլի հետ ընդհանուր առմամբ անհնար է, քանի որ ֆտորի ատոմներն ավելի մեծ են, քան ջրածինը:Արդյունքում մոլեկուլը վերցնում է ոլորված զիգզագ, որի մեջ ֆտորի ատոմները սերտորեն փաթեթավորվում են ածխածնային-ածխածնային կմախքի շուրջ պարույրով:Պարույրի ամբողջական շրջադարձը կներառի ավելի քան 26 ածխածնի ատոմ 19°C-ից ցածր և 30°C-ից բարձր, որտեղ կա անցումային կետ, որը ներառում է 1% ծավալի փոփոխություն այս ջերմաստիճանում:Ֆտորի ատոմների կոմպակտ փոխկապակցումը հանգեցնում է մեծ կոշտության մոլեկուլի, և հենց այս հատկանիշն է հանգեցնում բարձր բյուրեղային հալման կետին և պոլիմերի ջերմային ձևի կայունությանը:
PTFE մոլեկուլների միջև միջմոլեկուլային ներգրավումը շատ փոքր է, լուծելիության հաշվարկված պարամետրը 12.6 (MJ/m3) 1/2 է, հետևաբար, պոլիմերը մեծ քանակությամբ չունի բարձր կոշտություն և առաձգական ուժ, որը հաճախ կապված է բարձր փափկացման կետ ունեցող պոլիմերների հետ:Ածխածին-ֆտոր կապը շատ կայուն է։Ավելին, երբ ֆտորի երկու ատոմները կցված են մեկ ածխածնի ատոմին, C–F կապի հեռավորությունը նվազում է 1,42 Ա-ից մինչև 1,35 Ա: Արդյունքում կապի ուժը կարող է հասնել մինչև 504 կՋ/մոլ:Քանի որ միակ ներկա կապը կայուն C–C կապն է, PTFE-ն ունի շատ բարձր ջերմային կայունություն, նույնիսկ երբ ջեռուցվում է իր բյուրեղային հալման կետից բարձր՝ 327°C:Բարձր բյուրեղության և հատուկ փոխազդեցության անկարողության պատճառով սենյակային ջերմաստիճանում լուծիչներ չկան:Հալման կետին մոտեցող ջերմաստիճանում որոշ ֆտորացված հեղուկներ, ինչպիսիք են մեկ ֆտորացված կերոսինը, կլուծեն պոլիմերը:
PTFE-ի հատկությունները կախված են պոլիմերի տեսակից և մշակման եղանակից:Պոլիմերը կարող է տարբերվել մասնիկների չափերով և/կամ մոլեկուլային քաշով:Մասնիկների չափը կազդի վերամշակման դեպքի և պատրաստի արտադրանքի դատարկ քանակի վրա, մինչդեռ մոլեկուլային քաշը կազդի բյուրեղականության և, հետևաբար, բազմաթիվ ֆիզիկական հատկությունների վրա:Մշակման մեթոդները նույնպես կազդեն ինչպես բյուրեղության, այնպես էլ դատարկության պարունակության վրա:
Առևտրային պոլիմերների միջին քաշային մոլեկուլային կշիռները, ըստ երևույթին, շատ բարձր են և գտնվում են 400000-ից 9000000 միջակայքում: ICI-ն հայտնում է, որ դրանց նյութերի մոլեկուլային զանգվածը 500000-ից 5000000 միջակայքում է, իսկ բյուրեղության տոկոսը 94-ից բարձր է, քան արտադրվածը:Պատրաստված մասերը ավելի քիչ բյուրեղային են:Պատրաստի արտադրանքի բյուրեղության աստիճանը կախված կլինի վերամշակման ջերմաստիճանից հովացման արագությունից:Դանդաղ սառեցումը կհանգեցնի բարձր բյուրեղության, արագ սառեցման դեպքում հակառակ ազդեցությունը:Ցածր մոլեկուլային քաշով նյութերը նույնպես ավելի բյուրեղային կլինեն:
Նկատվում է, որ դիսպերսիոն պոլիմերը, որն ունի ավելի նուրբ մասնիկների չափ և ավելի ցածր մոլեկուլային քաշ, արտադրանք է տալիս ճկման նկատմամբ զգալիորեն բարելավված դիմադրությամբ և նաև հստակորեն ավելի բարձր առաձգական ուժով:Այս բարելավումները, ըստ երևույթին, առաջանում են վերամշակման ընթացքում պոլիմերի զանգվածում մանրաթելման կառուցվածքների ձևավորման միջոցով:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հունվար-04-2019