टेट्राफ्लुरोइथिलीन प्रथम 1933 मध्ये तयार करण्यात आले. सध्याचे व्यावसायिक संश्लेषण फ्लोरस्पर, सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि क्लोरोफॉर्मवर आधारित आहे.
PTFE पॉलिमरची मूलभूत उत्पादन प्रक्रिया:
PTFE पॉलिमर/रेझिनचे उत्पादन मुळात दोन टप्प्यात केले जाते.प्रथम, TFE मोनोमर सामान्यत: कॅल्शियम फ्लोराइड (फ्लुरोस्पार), सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि क्लोरोफॉर्मच्या संश्लेषणाद्वारे तयार केले जाते आणि नंतर PTFE तयार करण्यासाठी TFE चे पॉलिमरायझेशन काळजीपूर्वक नियंत्रित परिस्थितीत केले जाते.स्थिर आणि मजबूत CF बाँड्सच्या उपस्थितीमुळे, PTFE रेणूमध्ये उत्कृष्ट रासायनिक जडत्व, उच्च उष्णता प्रतिरोध आणि उल्लेखनीय विद्युत इन्सुलेशन वैशिष्ट्ये आहेत;उत्कृष्ट घर्षण गुणधर्मांव्यतिरिक्त.
TFE शुद्धीकरण:
पॉलिमरायझेशनसाठी शुद्ध मोनोमर आवश्यक आहे.जर अशुद्धी असतील तर ते अंतिम उत्पादनावर परिणाम करेल.कोणतेही हायड्रोक्लोरिक ऍसिड काढून टाकण्यासाठी गॅस प्रथम स्क्रब केला जातो आणि नंतर इतर अशुद्धता वेगळे करण्यासाठी डिस्टिल्ड केले जाते.
TFE चे पॉलिमरायझेशन:
शुद्ध निर्बंधित टेट्राफ्लुओरोइथिलीन हिंसेत पॉलिमराइज करू शकते, अगदी सुरुवातीला खोलीच्या तापमानापेक्षा कमी तापमानातही.चांदीचा मुलामा असलेला अणुभट्टी, 0.2 भाग अमोनियम पर्सल्फेट, 1.5 भाग बोरॅक्स आणि 100 भाग पाण्याने आणि 9.2 पीएच असलेल्या द्रावणाने क्वार्टरने भरलेला आहे.अणुभट्टी बंद होती;मोनोमरचे 30 भाग रिकामे केले गेले आणि 80 डिग्री सेल्सिअस तापमानात एक तास अणुभट्टी खवळली आणि थंड झाल्यावर 86% पॉलिमरचे उत्पादन मिळाले. PTFE दोन प्रमुख प्रक्रियांद्वारे व्यावसायिकरित्या तयार केले जाते, एक म्हणजे तथाकथित 'ग्रॅन्युलर' पॉलिमर आणि दुसरा जास्त बारीक कण आकाराचा आणि कमी आण्विक वजन असलेल्या पॉलिमरचा प्रसार होतो.नंतरचे उत्पादन करण्याच्या एका पद्धतीमध्ये 0.1°% जलीय डिस्किनिक ऍसिड पेरोक्साइड द्रावणाचा वापर समाविष्ट होता.प्रतिक्रिया 90 डिग्री सेल्सियस पर्यंत तापमानात केल्या गेल्या.
आणखी एक पद्धती:
इलेक्ट्रिक आर्कच्या प्रभावाखाली TFE चे विघटन. पेरोक्साईड इनिशिएटर्स उदा. H2O2 (हायड्रोजन पेरॉक्साइड) आणि फेरस सल्फेट वापरून इमल्शन पद्धतीने पॉलिमरायझेशन केले जाते.काही प्रकरणांमध्ये ऑक्सिजनचा वापर आरंभकर्ता म्हणून केला जातो.
PTFE ची रचना आणि गुणधर्म:
PTFE ची रासायनिक रचना कोणत्याही शाखेशिवाय C– F2 – C– F2 चा रेखीय पॉलिमर आहे आणि PTFE चे उत्कृष्ट गुणधर्म हे मजबूत आणि स्थिर कार्बन – फ्लोरिन बाँडशी संबंधित आहेत.
पॉलीटेट्राफ्लुओरोइथिलीन एक रेखीय पॉलिमर आहे जो कोणत्याही लक्षणीय प्रमाणात शाखांपासून मुक्त आहे.पॉलिथिलीनचा रेणू हा स्फटिकाच्या झोनमध्ये प्लानर झिगझॅगच्या स्वरूपात असतो, तर फ्लोरिनचे अणू हायड्रोजनच्या अणूंपेक्षा मोठे असल्यामुळे PTFE प्रमाणे हे अशक्य आहे.परिणामी, रेणू कार्बन-कार्बनच्या सांगाड्याभोवती सर्पिलमध्ये घट्ट पॅक करून फ्लोरिन अणूंसह एक वळणदार झिगझॅग घेतो.सर्पिलच्या संपूर्ण वळणामध्ये 19°C च्या खाली 26 पेक्षा जास्त कार्बन अणू आणि 30°C वर या तापमानात 1% खंड बदलणारा एक संक्रमण बिंदू असेल.फ्लोरिन अणूंच्या कॉम्पॅक्ट इंटरलॉकिंगमुळे रेणू मोठ्या कडकपणाकडे नेतो आणि हे वैशिष्ट्य आहे ज्यामुळे उच्च क्रिस्टलीय वितळण्याचा बिंदू आणि पॉलिमरच्या थर्मल स्वरूपाची स्थिरता होते.
PTFE रेणूंमधील आंतर-आण्विक आकर्षण खूपच लहान आहे, गणना केलेले विद्राव्यता पॅरामीटर 12.6 (MJ/m3)1/2 मोठ्या प्रमाणात पॉलिमरमध्ये उच्च कडकपणा आणि तन्य सामर्थ्य नसते जे बहुतेक वेळा उच्च सॉफ्टनिंग पॉइंटसह पॉलिमरशी संबंधित असते.कार्बन-फ्लोरिन बाँड अतिशय स्थिर आहे.पुढे, जेथे दोन फ्लोरिन अणू एकाच कार्बन अणूला जोडलेले असतात तेथे C–F बाँड अंतर 1.42 A ते 1.35 A पर्यंत कमी होते. परिणामी बाँडची ताकद 504 kJ/मोल इतकी जास्त असू शकते.स्थिर C–C बाँड सध्या अस्तित्वात असलेले एकमेव बॉण्ड असल्याने, PTFE ची उष्मा स्थिरता खूप जास्त आहे, जरी 327°C च्या क्रिस्टलीय वितळण्याच्या बिंदूच्या वर गरम केले तरीही.उच्च स्फटिकता आणि विशिष्ट परस्परसंवादाच्या अक्षमतेमुळे, खोलीच्या तपमानावर कोणतेही सॉल्व्हेंट्स नसतात.वितळण्याच्या बिंदूजवळ येणा-या तापमानात विशिष्ट फ्लोरिनेटेड द्रव जसे की पर-फ्लोरिनेटेड केरोसीन पॉलिमर विरघळतील.
पीटीएफईचे गुणधर्म पॉलिमरच्या प्रकारावर आणि प्रक्रियेच्या पद्धतीवर अवलंबून असतात.पॉलिमर कणांच्या आकारात आणि/किंवा आण्विक वजनात भिन्न असू शकतो.कणांचा आकार प्रक्रियेच्या केसवर आणि तयार उत्पादनातील व्हॉईड्सच्या प्रमाणात प्रभावित करेल, तर आण्विक वजन क्रिस्टलिनिटीवर प्रभाव टाकेल आणि त्यामुळे अनेक भौतिक गुणधर्मांवर परिणाम करेल.प्रक्रिया तंत्र क्रिस्टलिनिटी आणि शून्य सामग्री दोन्हीवर देखील परिणाम करेल.
व्यावसायिक पॉलिमरचे वजन सरासरी आण्विक वजन खूप जास्त असल्याचे दिसून येते आणि ते 400000 ते 9000000 या श्रेणीत आहेत. ICI अहवाल देतो की त्यांच्या सामग्रीचे आण्विक वजन 500000 ते 5000000 आणि उत्पादित केल्याप्रमाणे टक्केवारी स्फटिकता 94~ पेक्षा जास्त आहे.फॅब्रिकेटेड भाग कमी स्फटिकासारखे असतात.तयार उत्पादनाच्या क्रिस्टलिनिटीची डिग्री प्रक्रिया तापमानापासून थंड होण्याच्या दरावर अवलंबून असेल.स्लो कूलिंगमुळे उच्च स्फटिकता वाढेल आणि वेगवान थंडीमुळे उलट परिणाम होईल.कमी आण्विक वजन सामग्री देखील अधिक क्रिस्टलीय असेल.
असे आढळून आले आहे की डिस्पर्शन पॉलिमर, जे सूक्ष्म कण आकाराचे आणि कमी आण्विक वजनाचे आहे, उत्पादनांना वाकणे आणि स्पष्टपणे उच्च तन्य सामर्थ्यांसह मोठ्या प्रमाणात सुधारित प्रतिकार देते.प्रक्रियेदरम्यान पॉलिमरच्या वस्तुमानात फायबर-सदृश संरचना तयार झाल्यामुळे या सुधारणा दिसून येतात.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-04-2019