Tetrafluoroetileni u përgatit për herë të parë në vitin 1933. Sinteza aktuale komerciale bazohet në fluorspat, acid sulfurik dhe kloroform.
Procesi themelor i prodhimit të polimerit PTFE:
Prodhimi i polimerit/rrëshirës PTFE kryhet kryesisht në dy faza.Së pari, monomeri TFE prodhohet përgjithësisht nga sinteza e fluorit të kalciumit (fluorospar), acidit sulfurik dhe kloroformit dhe më vonë polimerizimi i TFE kryhet në kushte të kontrolluara me kujdes për të formuar PTFE.Për shkak të pranisë së lidhjeve të qëndrueshme dhe të forta CF, molekula PTFE ka inertitet të jashtëzakonshëm kimik, rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë dhe karakteristika të jashtëzakonshme izolimi elektrik;përveç vetive të shkëlqyera të fërkimit.
Pastrimi i TFE:
Për polimerizimin kërkohet monomeri i pastër.Nëse ka papastërti, kjo do të ndikojë në produktin përfundimtar.Gazi fillimisht pastrohet për të hequr çdo acid klorhidrik dhe më pas distilohet për të ndarë papastërtitë e tjera.
Polimerizimi i TFE:
Tetrafluoroetileni i pastër i pafrenuar mund të polimerizohet me dhunë, edhe në temperatura fillimisht nën atë të temperaturës së dhomës.Një reaktor i veshur me argjend, i mbushur çerek me një tretësirë të përbërë nga 0,2 pjesë persulfat amoni, 1,5 pjesë boraks dhe 100 pjesë ujë, dhe me një pH prej 9,2.Reaktori ishte i mbyllur;u evakuuan dhe 30 pjesë të monomerit u futën brenda. Reaktori u trazua për një orë në 80°C dhe pas ftohjes dha një rendiment prej 86% të polimerit. PTFE prodhohet komercialisht nga dy procese kryesore, njëri që çon në të ashtuquajturin 'granular' polimeri dhe i dyti që çon në një shpërndarje të polimerit me madhësi grimcash shumë më të imta dhe peshë molekulare më të ulët.Një metodë e prodhimit të kësaj të fundit përfshinte përdorimin e një solucioni ujor të peroksidit të acidit diksinik 0,1°%.Reaksionet kryhen në temperaturë deri në 90°C.
Metoda të tjera:
Zbërthimi i TFE nën ndikimin e një harku elektrik. Polimerizimi kryhet me metodën e emulsionit duke përdorur iniciatorë të peroksidit p.sh. H2O2 (peroksid hidrogjeni) dhe sulfat hekuri.Në disa raste, oksigjeni përdoret si iniciator.
Struktura dhe vetitë e PTFE:
Struktura kimike e PTFE është polimer linear i C– F2 – C– F2 pa asnjë degë dhe vetitë e jashtëzakonshme të PTFE janë të lidhura me lidhjen e fortë dhe të qëndrueshme Karbon – Fluor.
Politetrafluoroetileni është një polimer linear pa ndonjë sasi të konsiderueshme degëzimi.Ndërsa molekula e polietilenit është në formën e një zigzagu planar në zonën kristalore, kjo është sterikisht e pamundur me atë të PTFE për shkak të atomeve të fluorit që janë më të mëdhenj se ato të hidrogjenit.Si pasojë molekula merr një zigzag të përdredhur me atomet e fluorit të paketuar fort në një spirale rreth skeletit karbon-karbon.Një kthesë e plotë e spiralës do të përfshijë mbi 26 atome karboni nën 19°C dhe 30°C mbi të, ka një pikë tranzicioni që përfshin një ndryshim vëllimi prej 1% në këtë temperaturë.Ndërlidhja kompakte e atomeve të fluorit çon në një molekulë me ngurtësi të madhe dhe është kjo veçori që çon në pikën e lartë të shkrirjes kristalore dhe stabilitetin e formës termike të polimerit.
Tërheqja ndërmolekulare ndërmjet molekulave PTFE është shumë e vogël, parametri i llogaritur i tretshmërisë është 12.6 (MJ/m3) 1/2 Polimeri në masë nuk ka kështu ngurtësinë e lartë dhe forcën në tërheqje, e cila shpesh shoqërohet me polimere me një pikë zbutjeje të lartë.Lidhja karbon-fluor është shumë e qëndrueshme.Më tej, ku dy atome fluori janë bashkangjitur në një atom të vetëm karboni, ka një reduktim në distancën e lidhjes C–F nga 1,42 A në 1,35 A. Si rezultat, forca e lidhjes mund të jetë deri në 504 kJ/mole.Meqenëse e vetmja lidhje tjetër e pranishme është lidhja e qëndrueshme C–C, PTFE ka një qëndrueshmëri shumë të lartë të nxehtësisë, edhe kur nxehet mbi pikën e tij të shkrirjes kristalore prej 327°C.Për shkak të kristalinitetit të lartë dhe paaftësisë për ndërveprim specifik, nuk ka tretës në temperaturën e dhomës.Në temperaturat që i afrohen pikës së shkrirjes, disa lëngje të fluorizuara, si vajguri i fluoruar, do të shpërndajnë polimerin.
Vetitë e PTFE varen nga lloji i polimerit dhe mënyra e përpunimit.Polimeri mund të ndryshojë në madhësinë e grimcave dhe/ose peshën molekulare.Madhësia e grimcave do të ndikojë në rastin e përpunimit dhe sasinë e zbrazëtirave në produktin e përfunduar, ndërsa pesha molekulare do të ndikojë në kristalinitetin dhe rrjedhimisht shumë veti fizike.Teknikat e përpunimit do të ndikojnë gjithashtu në kristalinitetin dhe përmbajtjen e zbrazët.
Peshat mesatare molekulare të polimerëve tregtarë duket të jenë shumë të larta dhe janë në rangun nga 400000 deri në 9000000. ICI raporton se materialet e tyre kanë një peshë molekulare në intervalin 500000 deri në 5000000 dhe përqindje kristaliniteti më e madhe se 94 ~ siç janë prodhuar.Pjesët e fabrikuara janë më pak kristalore.Shkalla e kristalinitetit të produktit të përfunduar do të varet nga shkalla e ftohjes nga temperaturat e përpunimit.Ftohja e ngadaltë do të çojë në kristalitet të lartë me ftohje të shpejtë duke dhënë efektin e kundërt.Materialet me peshë të ulët molekulare do të jenë gjithashtu më kristalore.
Vërehet se polimeri i dispersionit, i cili është me madhësi grimcash më të imta dhe peshë molekulare më të ulët, jep produkte me një rezistencë të përmirësuar shumë ndaj përkuljes dhe gjithashtu rezistencë dukshëm më të lartë në tërheqje.Këto përmirësime duket se lindin nëpërmjet formimit të strukturave të ngjashme me fibrat në masën e polimerit gjatë përpunimit.
Koha e postimit: Jan-04-2019