Ftorpolymer.ru Ftorpolymer.ru
Поиск по сайту Обратная связь На главную страницу Карта сайта RSS лента

ФТОРОПЛАСТ-3

Изделия из PCTFEФторопласт-3 (Ф-3, Ф-3Б) - политрифторхлорэтилен, PCTFE. Представляет собой высокомолекулярный гомополимер трифторхлорэтилена. Зарубежными аналогами являются Kel-f (3M Corp), Alcon (Allied Signal), Aclar (Honeywell International Inc.), Plascon (Allied Signal), Voltalef (Arkema A.G.), Neoflon PCTFE (Daikin Industries, Ltd), Hostaflon C2 (Hoechst/Dyneon), Fluon (ICI).

Политрифторхлорэтилен получают свободнорадикальной полимеризацией в массе или растворе, водносуспензионным и эмульсионными способами.

Полимеризацию в массе осуществляют при относительно низких температурах, ограничивающих реакции переноса цепи, с применением диацильных и других перекисей, обладающих при данных температурах приемлемой скоростью разложения на свободные радикалы. При полимеризации трифторхлорэтилена в присутствии перекиси диацетила при 25oС и продолжительности 20 суток был получен полимер с выходом 85%. Несмотря на высокие физико-механические характеристики данный способ не получил развития по экономическим причинам.

Радиационная полимеризация трифторхлорэтилена протекает по радикальному механизму, имеет аутокаталитический характер и сложную температурную зависимость скорости процесса. С повышением температуры до определенного предела скорость полимеризации вначале растет, а затем падает. В тех же температурных интервалах обнаруживается аномальная зависимость от температуры молекулярной массы полимера. Такие аномальные зависимости объясняют влиянием продуктов радиолиза, которые могут не только инициировать полимеризацию, но и при определенных температурах и мощностях доз излучения ингибировать её. Процесс проводят при температурах от минус 20 до плюс 60oС (предпочтительно от 0 до 35oС). В этом интервале энергия активации изменяется от 13 до 28,5 кДж/моль. Скорость радиационной полимеризации трифторхлорэтилена до степени превращения 10% прямо пропорциональна корню квадратному от интенсивности излучения. Радиационная полимеризация также, отличается низкой скоростью по сравнению с со скоростью полимеризации других фтормономеров.

Трубки из PCTFE

Суспензионный способ получения PCTFE в водной среде более экономичен и технологичен по сравнению с полимеризацией в массе или растворе. Этот способ полимеризации позволяет при значительно большей скорости процесса легко регулировать отвод теплоты реакции и молекулярную массу полимера. Вследствие необходимости проведения полимеризации при невысоких температурах (с целью получения высокомолекулярного продукта) инициирование процесса осуществляют редокс-системами или низкотемпературными перекисями. Широко используют редокс-систему персульфат-бисульфит. Энергия активации суспензионной полимеризации трифторхлорэтилена с системой персульфат калия - бисульфит натрия составляет 75,8 кДж/моль при pH среды 2,5 и 106,4 кДж/моль при pH 7,5. Более широко в редокс-системах кроме инициатора используются водорастворимые соли железа, кобальта, никеля и других металлов переменной валентности, окисленная форма которых легче восстанавливается по сравнению с инициатором, а восстановленная легче окисляется, чем активатор. Высококачественный политрифторхлорэтилен получают в водной среде с применением таких органических низкотемпературных инициаторов, как диалкилпероксидикарбонаты, например, диизопропилпероксидикарбонат. Указанные инициаторы содержат относительно малоподвижный водород в алкильном радикале, поэтому образующиеся из них радикалы не становятся в процессе полимеризации агентами передачи цепи. Как правило суспензионный PCTFE отличается худшими реологическими свойствами. При равной молекулярной массе вязкость расплава суспензионного полимера выше, чем у полученного в массе.

Листы из политрифторхлорэтилена

Полимеризация трифторхлорэтилена эмульсионным способом дает полимер с более благоприятной зависимостью вязкости расплава от молекулярной массы и имеет ряд других преимуществ. Для инициирования эмульсионной полимеризации трифторхлорэтилена применяют те же инициирующие системы, что и при суспензионной полимеризации. В качестве эмульгаторов применяют соли перфторкарбоновых кислот и другие фторсодержащие эмульгаторы. Несмотря на промышленные выпуски PCTFE в ряде стран в течении многих лет, публикации о промышленной технологии получения этого полимера, как и других фторполимеров, практически отсутствуют. Однако есть основания полагать, что в промышленных условиях политрифторхлорэтилен получают как полимеризацией в массе, так и суспензионным и эмульсионными способами.

В России PCTFE под торговой маркой фторопласт-3 выпускается по ГОСТ 13744-87.

Фторопласт-3 является кристаллическим фторполимером и характеризуется резкой зависимостью физико-механических свойств от условий термообработки и степени кристалличности.

Закаленный полимер, получаемый быстрым охлаждением из расплава, обладает относительно малой кристалличностью в 25-35%, в виде тонкой пленки фторопласт-3 прозрачен, эластичен. Для закаленного образца плотность составляет 2080-2090 кг/м3.

При медленном охлаждении расплава получают мутный, хрупкий, более твердый фторполимер, с максимальной степенью кристалличности 80% и плотностью 2150-2160 кг/м3.

Блистерная упаковка лекарств из политрифторхлорэтилена

Нагревание закаленного образца до 150oС и выше вызывает кристаллизацию фторопласта-3, поэтому не рекомендуется его эксплуатировать при температуре свыше 130oС, особенно, когда необходимо сохранить эластичность изделия. Если такой необходимости нет, фторопласт-3 можно применять при более высоких температурах до 190oС. Поскольку теплопроводность фторопласта-3 ничтожно мала, закалять можно только тонкостенные детали, не толще 3-4 мм.

Будучи теплостойким материалом, фторопласт-3 является также исключительно морозостойким. Изделия из него можно эксплуатировать при температуре до минус 196oС. По химической стойкости политрифторхлорэтилен лишь немного уступает ПТФЭ. Он стоек к действию концентрированных кислот, щелочей и окислителей, не растворяется при обычной температуре ни в одном из растворителей. Набухает только в хлорированных углеводородах и простых эфирах. Разлагается под действием расплавленных щелочных металлов и элементарного фтора при высоких температурах. В качестве антикоррозионного покрытия фторопласт-3 значительно превосходит политетрафторэтилен (PTFE) и многие другие материалы. Коэффициент диффузии у фторполимера PCTFE примерно в 100 раз меньше, чем у PTFE. Покрытия из него практически бездиффузионны. Водопоглощение его фактически равно нулю. Коэффициент диффузии паров воды через пленку фторопласта-3 равен (1.79-3.06)•10-17кг/(м•с•Па).

Фторопласт-3 имеет хорошие диэлектрические свойства: объемное электрическое сопротивление, электрическая прочность и дугостойкость очень высоки, особенно при низких частотах, и стабильны в условиях повышенной влажности. В хорошо закаленном состоянии политрифторхлорэтилен прозрачен в видимом диапазоне, для ИК лучей прозрачен в пределах длин волн от 2 до 7,5 мкм.

Фторопласт-3 перерабатывается в изделия обычными для термопластов методами горячего прессования, экструзии, литья под давлением. Легко поддается механической обработке с приданием изделию точных размеров, однако при изготовлении изделий из него встречаются трудности, связанные с применением высоких температур, близких к температуре разложения полимера, а также с необходимостью в ряде случаев закалки изделий для придания им эластичности. Поэтому формование фторопласта-3 должно проводиться при строго контролируемых температуре, давлении, времени.

Благодаря чрезвычайно высокому удельному объемному электрическому сопротивлению, хорошей электрической прочности, этот фторполимер может применяться в качестве диэлектрика в технике сильных токов. Однако сравнительно высокие диэлектрические потери ограничивают применение фторопласта-3 при высоких частотах. Разновидностью фторопласта-3 является фторопласт-3Б, отличающийся более высокой прозрачностью в видимом и инфракрасном свете, улучшенной термостойкостью. Применяется для изготовления смотровых стекол, работающих в особо агрессивных средах.

Технологические режимы переработки фторопласта-3

1. Прессование

№ п/п Параметры Ф-3 марки Б,В
1 Температура оС 260 - 280
2 Удельное давление, МПа 19,6 - 34,4
3 Выдержка под давлением на 1 мм толщины изделия (пластины), мин 2,5 - 3,5
4 Температура охлаждения,оС
под давлением

без давления
Крупногабаритные изделия до 40-60
Тонкостенные изделия до 250

закалка

2. Литье под давлением

№ п/п Параметры Ф-3 марка Б
1 Температура по зонам,oC
I (загрузки)
II (пластикации)
головка
форма

280 - 300
260 - 300
300 - 305
100 - 150
2 Удельное давление, МПа 148
3 Время, с
заполнения формы
выдержки под давлением
охлаждения в форме без давления

5 - 30
5 - 10
15
4 Частота вращения червяка, с-1 0,33 - 0,83
5 Усадка, % 2 - 3

3. Экструзия

№ п/п Параметры Ф-3 марка Б
1 Температура по зонам, оС
I
II
III
головка
калибр

220 - 230
230 - 240
260 - 270
280 - 300
50 - 120
2 частота вращения червяка, с-1 0,17 - 0,33

 

 

Расплав фторопласта-3, так же как и расплавы других фторполимеров, обладает коррозионной активностью, что делает необходимым при изготовлении перерабатывающего оборудования использование специальных химстойких и жаропрочных сплавов типа ЭИ-437Б, ХН77ТЮР, Hastelloy.

В соответствии с действующим в России законодательством, работающим с расплавами фторполимеров рабочим и ИТР положен сокращенный рабочий день и дополнительный ежегодный оплачиваемый отпуск.

Паспорт безопасности химической продукции на фторопласт-3 по ГОСТ 30333-2007, сделанный разработчиками фторопластов, можно запросить через форму обратной связи.

 


Мы в социальных сетях:
© 2009 - 2016. Все права защищены. Полное или частичное копирование материалов Ftorpolymer.ru допускается только по согласованию с администрацией сайта. Копирование материалов из раздела "Новости о фторопластах" разрешено при установки активной ссылки на Ftorpolymer.ru