氟聚合物的生产工艺技术.ppt
氟聚合物简介介绍
优异的加工性能
PVDF具有良好的熔融流动性和 热稳定性,可采用挤出、注塑、 吹塑等多种成型工艺加工成各种
制品。
FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)
01
0203Βιβλιοθήκη 耐化学性FEP具有优异的耐化学性 ,可承受各种强酸、强碱 、有机溶剂等腐蚀性介质 的侵蚀,保持性能稳定。
透明度高
FEP具有高透明度,光线 透过率高,适用于各种光 学、电子领域的透明部件 制造。
医疗领域
由于氟聚合物生物相容性良好,可用于制造医疗器械、人 工器官、医用导管等,提高医疗器械的安全性和耐用性。
02
氟聚合物种类与特性
PTFE(聚四氟乙烯)
耐高温性能
PTFE具有出色的耐高温性能,可 在高温环境下长时间稳定工作,
不分解、不变形。
低摩擦系数
PTFE具有极低的摩擦系数,适用 于各种高速、高负荷的滑动和滚动 接触,有效降低磨损。
优异的电绝缘性
PTFE是一种优良的电绝缘材料,体 积电阻率高,介电常数和介电损耗 低,适用于各种高频、高压电场环 境。
PVDF(聚偏二氟乙烯)
耐候性
PVDF具有极佳的耐候性,长期 暴露在户外环境下不易老化、开 裂,保持颜色和物理性能稳定。
耐化学腐蚀性
PVDF对多种酸、碱、盐等化学 物质具有良好的耐腐蚀性,适用 于化工、环保等领域的腐蚀性介
化工领域
由于氟聚合物具有优异的耐化学腐蚀性,可用于制造化工 设备、管道、阀门等零部件,提高设备的耐腐蚀性和使用 寿命。
航空航天领域
氟聚合物具有优异的耐高低温性和耐候性,可用于制造航 空航天器的密封件、润滑材料、涂层等,确保飞行器在极 端环境下的正常运行。
电子电气领域
氟聚合物具有低介电常数和低介电损耗,适用于制造电子 元器件、电缆绝缘层、印刷电路板等,提高电子设备的性 能和稳定性。
聚四氟乙烯材料与工艺
二、聚四氟乙烯材料
聚四氟乙烯按聚合方法的不同,分为悬浮聚四氟乙烯和分散聚四氟 乙烯两大类。分散聚四氟乙烯又分为粉末和浓缩分散液两种型态。其中 粉状分散树脂在加入一定量的助剂(如石油醚)及填料(如石英粉)经
混合后,专供推压成型,适用于电线电缆等薄壁制品的推压加工,在目 前电线生产中应用较多。由于公司目前设备只能生产聚四氟乙烯绝缘电 线,因而我们对聚四氟乙烯进行重点介绍:
二、聚四氟乙烯材料
3)耐热性 聚四氟乙烯具有相当高的耐热性和耐低温性能。聚四氟乙烯的耐
热性在现有的工程塑料中是很高的。它虽在200℃时开始有微量的分解 物出现,但从200℃至熔点327℃以上温度,其分解速度仍然非常缓慢, 几乎可以忽略不计;只是在400℃,才发生显著的分解,每小时的重量损失 约为0.01%。经热分解的聚四氟乙烯,平均分子量有所下降,结晶度则有所 增加。抗拉强度降低。当在300℃加热一个月,其抗拉强度约下降10%~ 20%;在260℃下长期加热,其抗拉强度基本不变。因此,从热分解的观点 来看,聚四氟乙烯可以在300℃下短期的使用,在260℃下则可长时间的 连续使用。若从热变形的观点看,在负荷不大的情况下,聚四氟乙烯可 以在260℃下长期连续的使用;在负荷较大时,热变形显著,其使用温度就 相应的降低。聚四氟乙烯在-200℃这样的极低的温度下,不硬脆仍具有令 人满意的机械强度和柔软性。用聚四氟乙烯做绝缘的电线,完全可以在 -60~+260℃下使用。 4)耐化学稳定性
⑤预成形
3~5MPa 无开裂发生
⑥机内预成形
⑦挤出成形
⑧助剂干燥
⑨烧结
为防止偏心、尺寸 变动,使用与挤出 压接近的压力进行 机内预成形。
必须根据干燥・烧 结区域的长度来调 节生产速度。
pfa生产工艺
pfa生产工艺
PFA是一种热塑性的聚合物,具有良好的耐化学性和耐高温性能,被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
PFA的生产工艺包括原料准备、聚合反应、熔融加工和成型等步骤。
在PFA的生产过程中,需要准备好原料。
PFA的原料主要是含有四氟乙烯单体的氟化物,如氟化钾、氟化铵等。
这些原料需要经过精细处理,去除杂质和水分,以保证聚合反应的纯度和效果。
接下来,进行聚合反应。
聚合反应是将原料中的四氟乙烯单体进行聚合,形成高分子量的PFA。
聚合反应通常在高温和高压下进行,通过引入引发剂或催化剂来促进反应的进行。
反应过程中需要控制温度、压力和反应时间等参数,以确保聚合反应的完整性和高效性。
完成聚合反应后,需要进行熔融加工。
熔融加工是将聚合得到的PFA颗粒进行熔融和塑化处理,以便进行后续的成型工艺。
熔融加工通常采用挤出或注塑的方式进行。
在挤出中,PFA颗粒被加热到熔融状态,然后通过挤出机将熔融的PFA挤出成所需的形状。
在注塑中,熔融的PFA被注入到模具中,冷却后得到所需的产品。
进行成型工艺。
成型是将熔融加工得到的PFA产品进行细化和整形。
成型工艺可以包括切割、修整、打磨等步骤,以获得最终的PFA产品。
成型工艺的要求包括精度、表面光滑度和尺寸稳定性等。
总结起来,PFA的生产工艺包括原料准备、聚合反应、熔融加工和
成型等步骤。
通过精细处理原料、控制聚合反应条件、进行熔融加工和精细成型,可以获得具有优良性能的PFA产品。
这些产品在航空航天、汽车、电子等领域发挥着重要的作用,为我们的生活和工作带来了诸多便利。
ptfe生产工艺
ptfe生产工艺聚四氟乙烯(PTFE)是一种具有高温、抗腐蚀和电绝缘性能的特殊塑料材料。
PTFE的生产工艺主要包括原料准备、聚合、造粒、压制和烧结等步骤。
首先,PTFE的原料是四氟乙烯气体,所以要先将四氟乙烯气体制备好。
四氟乙烯的制备一般是通过氯代烃和氟化氢在催化剂氟铵的作用下发生反应得到。
然后,将制备好的四氟乙烯气体传送到聚合装置中。
聚合是PTFE生产过程中的关键步骤。
在聚合装置中,四氟乙烯气体会在高压高温条件下进行自由基聚合反应。
首先,催化剂会引发四氟乙烯分子的自由基聚合,形成线性链状聚合物。
然后,聚合物会进一步反应,形成微颗粒状的聚合物。
造粒是将聚合好的聚合物进行粉碎和筛分的过程。
聚合物微颗粒经过破碎机的研磨和粉碎,生成颗粒状的PTFE粉末。
然后,通过静电或筛分的方式将粉末进行分级,得到理想的PTFE粉末。
压制是将PTFE粉末加工成所需形状的过程。
将PTFE粉末放入模具中,然后在高压下进行压制。
压制时要控制好温度和压力,以确保压制出的制品密实度和尺寸精度。
烧结是将压制好的PTFE制品进行高温处理的过程。
将压制好的PTFE制品放入烧结炉中,加热到接近PTFE熔点的温度,使PTFE颗粒之间熔融并互相结合。
随后,逐渐降温,使PTFE制品冷却固化。
最后,经过冷却固化的PTFE制品可以进行后续的机械加工和表面处理,以满足不同的使用要求。
总的来说,PTFE的生产工艺包括原料准备、聚合、造粒、压制和烧结等步骤。
通过这些步骤,可以制备出具有高温、抗腐蚀和电绝缘性能的PTFE制品。
氟聚合物有关资料
氟聚合物有关资料氟聚合物,常规的聚合物大都由炭C、氢H两种元素或者再加上氧O三种元素所组成,如聚苯乙烯(polystyrene)它由炭C、氢H两种元素组成,当聚苯乙烯中的氢原子部分或者全部被氟原子替代后,这样的聚苯乙烯就成了含氟的聚苯乙烯,这样的含氟聚苯乙烯广义上也叫氟聚合物。
概念简介氟聚合物指的是一类聚合物(即聚合物中还有氟原子),而不是某一个特定的聚合物。
可以理解为只要聚合物中含有氟原子,那么我们就可以说这个聚合物就是氟聚合物。
如当聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate)中的氢原子部分或者全部被氟原子替代了,我们同样可以称这样的聚甲基丙烯酸甲酯为氟聚合物。
氟聚合物主要分为氟塑料和氟橡胶两大类,其中氟塑料包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟化乙丙烯(FEP)、聚四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等,其中PTFE、PVDF和FEP这3种氟塑料的用量最大。
氟化工因高技术、高性能、高附加值的特性,被誉为“黄金产业”。
国外现状成熟市场的发展速度会相对放缓,但美国著名的增长咨询公司弗若斯特沙利文近日发布的报告显示,由于氟聚合物本身优良的物理化学性能以及下游应用领域的持续发展,已步入成熟阶段的美国氟聚合物市场发展前景仍然乐观。
预计至2013年,美国氟聚合物市场销售额将达20.82亿美元,产量突破2亿磅。
推动美国氟聚合物市场保持增长的动力主要来源于几个主要下游市场的强劲需求。
氟聚合物被广泛用于披护材料或者绝缘材料等,美国电缆市场近年来持续稳定增长带动了氟聚合物市场的增长。
FEP以及PVDF在电缆行业中应用最为广泛,作为光缆制造中的主要材料之一,PVDF市场增长潜力巨大。
另外,作为主要下游市场之一,近年来美国半导体行业持续增长,对氟聚合物的需求也不断增长。
PTFE、氟橡胶以及PVDF是半导体行业应用最多的材料。
氟聚合物的生产工艺技术
悬浮PTFE树脂的DSC数据
差动热分析法(DSC)是利用该法准确地测定聚四氟乙烯在熔融和结晶 时的热效应,并以结晶热为基准,建立数均分子量和结晶热之间的关系, 用此法测定所得聚四氟乙烯的数均分子量为0.18×106~1.48×107。 DSC 还能给出熔点数据。
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Hc cal / g
NP-10用量:W×wt%×(48-wt%) ; 为了加快浓缩过程,通常加入电解质碳酸铵:W×wt%×0.4%; 每次新采购的NP-10均需要进行浊点测定; 碳酸铵、NP-10和PTFE淡乳液需要在50℃下溶解混合充分,然后 升温到浊点以上5℃范围内保温;
6.
等乳液分层充分后取出下层物料,冷却后添加氨水、去离子水、 NP-10配制成PH8~10、PTFE含量60wt%、NP-10相对PTFE含
过硫酸铵
全氟辛酸铵 石蜡 丁二酸 TFE 聚合压力 聚合温度 聚合时间
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6g
1250g 40kg 500g 350kg 2.7~2.8MPa 85~95℃ 2~3h
引发剂,分析纯
结晶点>37℃,阻聚杂质少 58#半精制石蜡 加工收缩性能改善剂,分析纯 单体,气相连续补加 连续补加单体维持 水冷却
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悬浮PTFE树脂的后处理
聚合釜出料 热压缩空气
专用捣碎桶
螺杆加料
气流干燥
旋风分离(热1)
冷压缩空气 气流冷却
旋风分离(热2)
回收料1 旋风分离(冷2) 回收料2
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旋风分离(冷1) 中粒子(产品)
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悬浮PTFE树脂的后处理
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聚四氟乙烯材料与工艺
聚四氟乙烯生产工艺
由于PTFE的熔融粘度高,无法使用普通树脂的 成形方法(螺杆挤出或注射成形),所以与有机溶剂 类的助剂混合的方法进行糊状挤出成形。由约0.3μ m的PTFE凝集成500μm颗粒状的粉末。在这粉末中 添加15~20%的助剂,把渗透了助剂的原料用柱塞进 行挤出。
以下对生产设备及工艺进行简单概述
有很好的耐湿性和耐水性, 聚四氟乙烯本身透湿性和吸水性极微,放在水中浸泡 24H后,吸水性实际等于零,浸水后的绝缘电阻基本不变,是其他材料所不及的。 7)耐气候性。
耐气候性优良.在大气环境中,由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基团,臭氧也不 能与其作用,使其在炎热高温的热带和湿热带气候条件下, 聚四氟乙烯可不加保护长 期的使用,性能不变。 8)耐辐照性
30℃左右 芯棒
AL=承径段 截面积
模头间隙 压模夹角 20~30°
AR=芯棒截面积 AC=挤出缸
截面积
柱塞
聚四氟乙烯生产工艺
3,PTFE推挤绝缘生产工艺流程:
①原料保存
②过筛
③混合助剂
湿气少的地方 推荐:5~19℃
4~10 目
沸点100~250℃ 添加量15~20wt%
④熟化
25~40℃ 16小时以上
聚四氟乙烯具有突出的耐化学稳定性,它不受强腐蚀性的化学试剂 侵蚀,亦不与之发生任何作用,它也完全不受王水、氢氟酸、浓硫酸、氯 磺酸、热的浓硫酸、沸腾的苛性钠溶液氯气以及过氧化氢的作用.即使 在高温下,聚四氟乙烯也能保持很好的耐化学稳定性,只有在高温下的氟 元素和熔融的钾钠等碱金属与之发生作用。
二、聚四氟乙烯材料
压缩比在100以下,一般用来生产生料带和微孔带;500以下的低压缩比料, 用 来 生产中、大规格的产品;500~2000为中压缩比;2000~4400为高压缩比料,这种 料适合生产薄壁细线,能连续大长度高效率生产。
聚合物合成原理和工艺ppt课件
大分子的一次结构是由合成反应的条件决定的。分子量的大 小及分布、分子链节的组成、分子链的基团及活性官能团、 大分子空间立体结构等是由合成的配方、组成、催化剂及反 应条件所控制的。大分子的一次结构又对二次、三次及高次 结构及物性起决定性的作用。
耐低温性能对某些高分子材料是重要的,从分子结构看,增 加分子的柔性,Tg值下降,二烯类弹性体、硅橡胶等的分子 链柔性好,具有较好的弹性,玻璃化温度低。
为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的密度低?聚合物结构有何 差异?聚合机理有何不同?低密度聚乙烯的结构是怎样产生 的?
低密度聚乙烯的生产工艺有釜式法和管式法两种。
高压聚乙烯流程分5个部分:乙烯压缩、引发剂配制和注 入、聚合、聚合物与反应的乙烯分离、挤出和后处理(包 括脱气、混合、包装、贮存等)
本体聚合按参加参加单体的相态可分为气相和液相两种。 气相本体聚合中最成熟的是LLDPE的生产。
而升高,当超过一定值后,聚合物产率、分子量及密度则降
低.
?
T
V
但V链转移增加比V链增长更快
M相应降低,即MI
此外,支化反应加快,导致产物的长支链及短支链数目增 加,产物密度降低;另外,大分子链末端的乙烯基含量也 有所增加,降低产品的抗老化能力。
Chapter 3 悬 浮 聚 合
悬 浮 聚 合:通过强烈的机械搅拌作用使不溶于水的单体 或多种单体的混合物成为液滴状分散于一种悬浮介质中进 行聚合反应的方法。
包括:PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛、聚氧化甲 撑)、PPO(聚苯醚)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇脂)、PET(聚对 苯二甲酸乙二醇脂)
特种工程塑料:长期使用温度在150℃以上的塑料。
浅析含氟聚合物的合成反应技术
浅析含氟聚合物的合成反应技术摘要:含氟高聚物由于航天、新式武器、半导体、计算机和通讯领域高速发展对新材料的需求,取得了巨大的进展,且仍在发展之中。
目前,合成含氟高分子材料主要有两种方法:(1)利用含氟单体聚合,如聚四氟乙烯的合成;(2)利用合适的氟烷基化试剂,在普通高分子材料中引入氟烷基。
按氟元素连接在高分子链中的位置,可将含氟聚合物分为主链含氟聚合物、侧链含氟聚合物和端基含氟聚合物。
关键词:含氟聚合物;合成反应前言含氟聚合物由于侧链或主链含有的氟原子极化率低、电负性强、范德华半径小、氟碳键能高等因素,体现出一些独特的、其他材料无法比拟的优良性能:(1)抗紫外线;(2)高耐候性;(3)高耐化学性;(4)高耐老化性;(5)低表面能带来的拒水、拒油和抗沾污性;(6)优异的光学性能和电学性能。
氟聚合物的历史始于1938年Plunket博士发现四氟乙烯室温下聚合生成白色粉末。
50年代,工业上Dupont开始大量生产牌号为Teflon的聚四氟乙烯。
经过半个多世纪,含氟高聚物作为一类特种工程材料及特种橡胶,取得了巨大的进展,且仍在发展之中。
按氟元素连接在高分子链中的位置,可将含氟聚合物分为主链含氟聚合物、侧链含氟聚合物和端基含氟聚合物。
1.主链含氟聚合物传统的聚四氟乙烯等含氟乙烯基聚合物均为主链含氟,这类聚合物通常先制备氯氟烯烃单体,再进行自由基聚合或阴离子聚合得到,最后通过热消解等反应即可获得氟烯烃。
除此之外,现在工业上制备有机氟化物主要有三种方法:(1)电解法,以碳氢羧酰氯或磺酰氯为原料,将其溶解或分散于HF溶液中,控制一定温度、电压进行反应,电解最终产物为全氟羧酰氟或全氟磺酰氟。
(2)齐聚法,用氟阴离子催化四氟乙烯或六氟丙烯进行阴离子聚合反应,得到带不饱和双键的支链型全氟烷烃;(3)用五氟碘乙烷作调聚剂,以四氟乙烯作调聚单体,在过氧化物引发剂作用下进行调聚反应,最终产物为全氟碘代烷。
氟原子与CO2之间存在特殊的相互作用,超临界CO2流体能溶解氟聚合物,可代替氯氟烃作溶剂,在超临界CO2流体上实施氟碳单体的自由基聚合也是近年来氟聚合物合成的热点[1]。
3.2悬浮聚合生产工艺(Suspensionpolymerization)
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悬浮聚合过程
在悬浮聚合过程,引发剂溶解于单体中。自 由基聚合反应发生在单体小液滴中,相似于 孤立的本体聚合。聚合反应结束后,液滴状 单体转变为聚合物固体颗粒。 颗粒的形态为透明的、圆滑的坚硬小圆珠; 或为不透明的、形状不规整的小颗粒。
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3.2.3分散剂及其作用原理
3.2.3.1 分散剂种类 工业采用的分散剂主要有保护胶类分散剂和无机 粉状分散剂两大类。 保护胶类分散剂都是水溶性高分子化合物。 ①天然高分子化合物及其衍生物:明胶、淀粉、纤 维素衍生物。 ②合成高分子化合物:部分水解度的聚乙烯醇、聚丙 烯酸及其盐、磺化聚苯乙烯、顺丁烯二酸酐—苯乙 烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮等。 无机粉状分散剂主要有:高分散性的碱土金属的 磷酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。
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3.3.2 聚合工艺
也可将一部分单体与一部分溶剂和少量引发剂先加 入反应釜中,加热使聚合反应开始后,继续将剩余 的单体和剩余的溶剂在1~4h内连续加入反应釜中。 单体全部加完后继续反应2h以上,再补加适量的引 发剂溶液以使聚合反应均匀进行。 如果所得聚合物溶液直接应用时,在聚合过程结束 前应补加引发剂以尽量减少残存单体含量。 或用化学办法将未反应单体除去。 如果单体沸点低于溶剂,也可采用蒸馏的办法脱除 残存单体。或减压蒸出残存单体。
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3.2.4 生产工艺
2)水相 水相由去离子水、分散剂、助分散剂、pH调节剂等 组成。 水中的金属离子将污染合成树脂,甚至影响热稳定 性和聚合反应速度,要求用经离子交换树脂处理过 的去离子水或经软化处理的软水,pH值在6—8范围。 水相与单体相质量比一般在 75:25—50:50范围。
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3.2.4 生产工艺
3.2悬浮聚合生产工艺(Suspensionpolymerization)
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.2 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合法生产的聚合物颗粒直径一般在0.050.2mm,有些产品可达0.4mm,甚至超过1mm。 因产品种类和用途的不同而有变化。 悬浮聚合都是用水作为连续相,具有的优点:聚合 反应热容易除去;生产操作安全;反应过程中物料 粘度变化不大,温度易控制。 与乳液聚合不同的是停止搅拌后,生成的聚合物颗 粒自动沉降,可用离心法或过滤法使之与水分离, 再经干燥而得商品树脂。悬浮法所得树脂的纯度高 于乳液法。 悬浮聚合过程工业上采用间歇法生产。 Question:悬浮聚合的配方如何组成?
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3.3 溶液聚合生产工艺
单体溶解在适当溶剂中在自由基引发剂作用
下进行的聚合方法称为溶液聚合法。 反应生成的聚合物如溶解于所用溶剂中为均 相溶液聚合; 生成的聚合物如不溶于所用溶剂中沉淀析出, 为非均相溶液聚合又称为沉淀聚合。 溶液聚合所用的溶剂为水或者有机溶剂。
Question:溶液聚合配方组成是什么?
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3.3.1 溶剂的选择与作用
自由基引发剂的分解速度与周围介质的性质有关, 溶液聚合如用水作为溶剂,对引发剂的分解速度基 本无影响。 如用有机溶剂则因溶剂种类和引发剂种类的不同而 有不同程度的影响。 在有机溶剂中进行溶液聚合时,采用可溶于有机溶 剂的过氧化物引发剂或偶氮化合物引发剂。 极性溶剂和可极化的溶剂对过氧化物的分解有促进 作用,因而可加快聚合反应速度。 偶氮二异丁腈则不显现诱导分解作用。
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溶液聚合生产过程
溶剂 单体 引发剂 溶液 回收未反应 单体 聚合物溶液 过滤 聚合
+非溶剂 聚合物沉淀
蒸馏
分离干燥
溶剂回收
(3-6)
全氟聚醚生产工艺
全氟聚醚生产工艺
全氟聚醚(Polytetrafluoroethylene, PTFE)是一种具有出色耐化学性、耐热性和电绝缘性的高性能聚合物。
它通常通过以下工艺进行生产:
1. 原料准备:将聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene resin)切碎成小颗粒。
切碎后的颗粒往往具有纯白色和丝状结构。
2. 水洗:切碎的聚四氟乙烯颗粒通过水洗过程去除杂质和残留的催化剂。
3. 固化:将洗净的颗粒放入模具中,并在高温下进行固化处理。
固化过程中,高温使颗粒熔化并粘结在一起形成固体块状。
4.粉碎:将固化后的聚四氟乙烯块碾碎成粉末。
这些粉末用于后续工艺,如挤出或压制。
5. 加工:根据所需的终产品形状和尺寸,利用挤出机或压机对聚四氟乙烯粉末进行加工。
挤出机将粉末加热到熔点,然后通过模具挤压成形,形成管材、棒材、薄膜等形状;压机将粉末加热并施加高压,
使其在模具中变形形成片材、板材等。
6. 后处理:根据需要,通过烧结或其他处理过程来提高聚四氟乙烯材料的密实性和性能。
需要注意的是,全氟聚醚的生产工艺可能会根据不同的制造商和产品规格而有所不同。
因此,在实际生产中,具体的工艺过程和条件可能会有所调整和优化,以确保最终产品的质量达到要求。
含氟聚合物PTFE与PFA的技术分析
含氟聚合物PTFE与PFA的技术分析含氟聚合物是一类具有优异性能的高分子材料,其主要成分为氟化聚合物。
其中,聚四氟乙烯(PTFE)和聚全氟丙烯(PFA)作为含氟聚合物的代表,在工业领域具有广泛的应用。
本文将对PTFE和PFA进行技术分析,包括物性表现、加工方式、应用领域等方面进行探讨。
首先,我们来分析PTFE的技术特点。
PTFE具有很高的耐腐蚀性,能够在广泛的温度范围内保持稳定性。
它还具有优异的耐高温性能,可在-200℃至260℃的温度范围内使用。
PTFE是一种无毒的材料,能够耐腐蚀和化学介质的侵蚀,具有较低的表面能和优良的电绝缘性能。
此外,它还具有很好的自润滑性,摩擦系数低,具有耐疲劳、耐老化、不粘性和耐磨损等特点。
PTFE的加工方式主要有挤出、注塑和压缩模压等。
挤出法是通过将PTFE颗粒或片状料填充到挤出机中,在高温和高压下进行挤出,制备出不同形状的制品。
注塑法是将PTFE颗粒和模具通过加热和压缩的方式制备成产品。
压缩模压法则是通过将PTFE颗粒放入模具中,在高温和高压下进行成型。
这些加工方式能够制备出PTFE管材、板材、薄膜等各种形状的制品。
PTFE在工业领域有广泛的应用。
由于其优异的耐腐蚀性和耐高温性能,PTFE常被用于制备管道、阀门和阀内衬等耐腐蚀设备。
PTFE还可用于制备电线电缆的绝缘和护套材料,以及制备高温电缆。
此外,PTFE还可用于制备密封件、轴承、垫片等工程塑料制品。
接下来,我们分析PFA的技术特点。
PFA是以全氟烷基乙烯为主要成分的一种共聚物。
与PTFE相比,PFA材料具有更高的耐热性和更好的加工性能。
PFA在-200℃至260℃的温度范围内能够维持良好的性能。
它具有良好的耐化学性能,能够耐受多种酸、碱、溶剂和氧化剂的侵蚀。
PFA还具有优异的电特性,具有低介电常数和在宽频率范围内保持稳定的介电损耗。
PFA的加工方式主要有挤出、注塑和热压等。
与PTFE类似,挤出法和注塑法是常用的制备PFA制品的方式。
氟聚合物的生产工艺技术.ppt
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悬浮PTFE的烧结加工
1. PTFE树脂在模具(包括模压模具和挤出模具)的模腔中 受到压力形成致密的具有初步强度和形状的生坯。
2. PTFE生坯通过烘箱或烘道在高于熔点的温度下(高达 380 ℃以上)热处理。由于PTFE树脂熔融粘度很高,熔 融的树脂颗粒不流动,因此在热处理过程中仍保持一定 的强度和形状。PTFE树脂熔融后相互融合,最终融合成 一个整体,形成较高强度且尺寸稳定的制品。
中粒子(产品)
回收料2
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悬浮PTFE树脂的后处理
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悬浮PTFE树脂的捣碎桶
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进水口213 出水口214 进料口221
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悬浮PTFE树脂的分子量测定
聚四氟乙烯在常温下不溶于所有的溶剂,因此不能用粘度法、光 散射法、渗透压法、凝胶渗透色谱法等一般分子量测定方法来测 定。同时,它的熔融粘度高达1010Pa s,因此也不能用熔融粘度 法测定分子量。 常用方法有标准比重法(S.S.G)和差动热分析法(DSC),用 来测定聚四氟乙烯的数均分子量。
的包覆作用阻止PTFE树脂颗粒的团聚; 5. 聚合体系为白色乳液状。
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TFE的分散聚合特征
1. 全氟辛酸铵用量低于CMC,水中不形成乳化剂胶束; 2. 溶解于水中的TFE发生聚合; 3. 全氟辛酸铵和助分散剂在PTFE树脂颗粒形成后起包覆隔离作用; 4. PTFE树脂颗粒的平均粒径一般为100~300nm; 5. 尽管聚合体系为白色乳液状,在聚合机理上,TFE的分散聚合只能
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Mn 106
用上式计算得到的聚四氟乙烯数均分子量为8.88×106~3.17×107。聚合物
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Mn 2.11010 Hc5.16
Hc cal / g
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1
10
Mn 106
2019/12/28
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悬浮PTFE树脂的基本性能指标
1. SSG:与分子量有关 2. DSC熔点:包括一次熔点和二次熔点(327℃) 3. 拉伸强度与断裂伸长率:强度数据 4. 水含量:干燥程度 5. 平均粒径:颗粒度 6. 平均体积密度:指产品的堆积密度
聚合釜
液位显示与称重
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TFE悬浮聚合釜
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TFE悬浮聚合釜的活化
1. 聚合釜活化目的:活化聚合釜,提高初始几釜聚合生产 的正常率。
2. 聚合釜活化步骤:加入1200L去离子水、50g过硫酸铵、 500ml36%HCl,开启搅拌,升温到50℃,保持6小时, 降温,放出液体,用去离子水清洗聚合釜。
320kg
单体原料,气相连续补加
0.7~0.8MPa 通过补加单体维持压力
<15℃
采用冷冻水或冷盐水冷却
<50℃
采用冷冻水或冷盐水冷却
50min
一般在40~60min之间
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TFE悬浮聚合设备流程
TFE贮槽
-15/-35℃
TFE计量槽
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单向阀
硅 胶 吸 去除三乙胺 附 塔
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(一)TFE的悬浮聚合
聚合特征: 1Biblioteka 以水为聚合介质,TFE在水中溶解; 2. 引发剂在一定温度下分解形成自由基,引发溶解在水中
的TFE聚合; 3. 聚合形成的PTFE以树脂颗粒形式浮在水中,通过强烈
的搅拌防止PTFE树脂颗粒的团聚; 4. 一旦停止搅拌,成型的PTFE树脂颗粒将漂浮在水面上。
2.24
2.22
2.20
1
10
Mn 106
用上式计算得到的聚四氟乙烯数均分子量为8.88×106~3.17×107。聚合物
的标准相对密度和数均分子量的关系是经过同位素示踪末端基法、熔融
粘度和在高温的溶液粘度法校正的。
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悬浮PTFE树脂的DSC数据
差动热分析法(DSC)是利用该法准确地测定聚四氟乙烯在熔融和结晶 时的热效应,并以结晶热为基准,建立数均分子量和结晶热之间的关系, 用此法测定所得聚四氟乙烯的数均分子量为0.18×106~1.48×107。 DSC 还能给出熔点数据。
3. 这个加工过程就是所谓“烧结”。
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悬浮PTFE树脂产品种类
牌号
结构、特点
用途
中粒子 细料 造粒料
预烧结料
悬浮聚合,简单捣碎 粒径100~200微米 进一步粉碎 粒径<40微米、高强度 采用细料添加助剂造粒 粒径>300微米 流动性好
烧结后粉碎 粒径>300微米 流动性好,强度低,结晶度低
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TFE悬浮聚合步骤
1. 加入去离子水、过硫酸铵。抽空置换,控制氧含量小于20ppm。 2. 开启搅拌,控制釜内温度<15 ℃ 。加TFE至压力0.8MPa。 3. 通过计量泵加入FeSO4·7H2O 和36%HCl的水溶液,用去离子水
通过计量泵清洗加料管道。反应在5min内开始。 4. 补加TFE,控制压力下降不超过0.05MPa。开启聚合釜夹套冷却
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悬浮PTFE树脂的S.S.G.(Standard Specific Gravity)
SSG:标准相对比重,用ASTMD4894所示的一定热处理条件下成型聚四 氟乙烯试片,然后测它的标准相对密度,按公式计算出聚四氟乙烯的数 均分子量。
2.30
2.28
S. S. G.
2.26
S.S.G 0.0579 log Mn 2.6113
国产牌号,一般模压 棒材、片材、车削膜
一般模压 棒材、片材、车削膜
自动模压,柱塞挤出 棒材、片材、车削膜、 大直径管棒
柱塞挤出 小直径管棒(直径小于 20mm)
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四种悬浮PTFE树脂的生产关系
中粒子
粉碎
烧结,粉碎
预烧结料
细料
溶剂/水
造粒料
粒径小于50微米时,制品强度明显提高,一般控制细料粒径25~30微米。 造粒料流动性好,充模容易,受压破碎,能保持细料的强度优势。 预烧结料硬且流动性好,特别适合柱塞挤出制薄壁管。
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TFE悬浮聚合配方1
项目 反应釜 去离子水 (NH4)2S2O8 FeSO4·7H2O 36% HCl TFE 反应压力 起始反应温度 终止反应温度 反应时间
数据
备注
2500L
搪瓷,设计压力1.5MPa
1200L
电导率≤3μs/cm
5g
氧化剂
3g
还原剂
50ml
活化剂,调节PH
氟聚合物的生产工艺技术
主讲:杨 兵
2019/12/28
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一、聚四氟乙烯
o悬浮聚四氟乙烯树脂(Granular PTFE) o分散聚四氟乙烯树脂(PTFE Fine-powder) o聚四氟乙烯乳液(PTFE Dispersion) o聚四氟乙烯微粉(PTFE Micro-powder)
-(CF2-CF2)n-
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悬浮PTFE的烧结加工
1. PTFE树脂在模具(包括模压模具和挤出模具)的模腔中 受到压力形成致密的具有初步强度和形状的生坯。
2. PTFE生坯通过烘箱或烘道在高于熔点的温度下(高达 380 ℃以上)热处理。由于PTFE树脂熔融粘度很高,熔 融的树脂颗粒不流动,因此在热处理过程中仍保持一定 的强度和形状。PTFE树脂熔融后相互融合,最终融合成 一个整体,形成较高强度且尺寸稳定的制品。
中粒子(产品)
回收料2
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悬浮PTFE树脂的后处理
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悬浮PTFE树脂的捣碎桶
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进水口213 出水口214 进料口221
11
悬浮PTFE树脂的分子量测定
聚四氟乙烯在常温下不溶于所有的溶剂,因此不能用粘度法、光 散射法、渗透压法、凝胶渗透色谱法等一般分子量测定方法来测 定。同时,它的熔融粘度高达1010Pa s,因此也不能用熔融粘度 法测定分子量。 常用方法有标准比重法(S.S.G)和差动热分析法(DSC),用 来测定聚四氟乙烯的数均分子量。
水,控制聚合温度不超过50℃。 5. 当TFE投料量达到目标值或聚合温度达到50℃时,停止投料,结
束反应。
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悬浮PTFE树脂的后处理
聚合釜出料
热压缩空气
专用捣碎桶
螺杆加料
气流干燥
旋风分离(热1)
冷压缩空气
气流冷却
旋风分离(热2) 回收料1
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旋风分离(冷1)
旋风分离(冷2)