氟聚合物的生产工艺技术.ppt

2019/12/28
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（一）TFE的悬浮聚合
聚合特征： 1. 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。
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
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。
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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
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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
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。
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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。
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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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
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）
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Mn 2.11010 Hc5.16
Hc cal / g
1
1
10
Mn 106
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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
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
氟聚合物的生产工艺技术
主讲：杨 兵
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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-
2.24
2.22
2.wenku.baidu.com0
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。