شرکت توسعه تفلون

توليد پليمر/رزين PTFE در طي دو مرحله انجام مي شود. مرحله اول: مونومر TFE توسط ترکيب Calcium Fluoride (Fluorospar)، Sulphuric Acid و Chloroform بدست مي آيد. سپس تحت پليمريزاسيون TFE در شرايط کنترل شده، PTFE توليد مي شود. بدليل مقاومت و پايداري پيوند C-F، مولکول هاي PTFE داراي خواص خوب شيميايي، مقاومت بالا در برابر گرما و خواص عالي اصطکاکي بوده و عايق الکتريکي هستند.

توليد پليمر/رزين PTFE

توليد مونومر- TFE Monomer:

تترافلوئوراتيلن اولين بار در سال 1933 توليد شد. ترکيب تجاري براساس Fluorspar، Sulphuric Acid و Chloroform مي باشد.

از واکنش Fluorspar و Sulphuric Acid، هيدروفلوريک اسيد بدست مي آيد:

CaF₂ + H₂SO₄          :تبديل به          CaSO₄ + 2HF,

توليد مونوکلرو دي فلورو متان و تترا فلوئور اتيلن (TFE): واکنش هيدروفلوريک اسيد با کلروفرم باعث توليد مونوکلرو دي فلورو متان مي شود:

CHCL₃ + 2HF          :تبديل به         CHCLF2 + 2HCL,

نقطه ذوب مونوکلرو دي فلورو متان -40.8  درجه سلسيوس مي باشد و هميشه بعنوان خنک کننده استفاده مي شود. مونومر مونوکلرو دي فلورو متان را از يک لوله پلاتينيوم در دماي 700  درجه سلسيوس عبور مي دهند:

2CHCLF₂        :تبديل به             CF₂ = CF₂ + 2HCL,

ترکيبات توليد شده در طول پيروليز، يک سري ساختارهاي حلقه اي سمي مي باشند.

پاکسازي TFE:

مونومر خالص براي پليمريزاسيون مورد نياز است. اگر ناخالصي ها وجود داشته باشد روي محصول نهايي اثر خواهند گذاشت. در ابتدا گاز اسکراب مي شود تا هر نوع اسيد هيدروليک از بين برود و سپس تقطير مي شود تا باقي ناخالصي ها جدا شوند.

پليمريزاسيون TFE:

تترافلوئوراتيلن غير قابل انفجار خالص مي تواند حتي در دماي پايين تر از دماي اتاق به شدت پليمريزاسيون شود. يک راکتور با پوشش نقره اي، يک چهارم پر از محلول حاوي 0.2 قسمت آمونيوم پرسولفات، 1.5 قسمت بوراکس و 100 قسمت آب با PH 9.2 است. راکتور بسته مي شود و در مدت يک ساعت در دماي 80 درجه سانتيگراد تحريک شده و پس از خنک شدن، 86 درصد پليمر را توليد مي کند.

PTFE توسط دو پروسه اصلي بوجود مي آيد، مرحله اول به نام پليمر گرانول مي باشد و مرحله دوم انتشار پليمر از اندازه ذرات بسيار کوچکتر و وزن مولکولي پايين تر است. يکي از روش هاي توليد آن استفاده از محلول پراکسيد اسيد 0.1% مي باشد. واکنش ها در دماي 90 درجه سانتيگراد انجام مي شوند.

متدهاي ديگر:

- تجزيه TFE تحت تاثير قوس الکتريکي.

- پليمريزاسيون با کمک روش امولسيون با استفاده از آغازگرهاي پراکسيد مانند H₂O₂ (هيدروژن پراکسيد) و سولفات آهن. گاهي اوقات از اکسيژن بعنوان آغازگر استفاده مي شود.

همه واکنش هاي بالا بسيار اکسوترمي هستند و بايد براي جلوگيري از انفجارات شديد کنترل شوند.

ساختار و خواص PTFE:

ساختار شيميايي PTFE بصورت پليمر خطي C-F₂-C-F₂ بدون شاخه است و خواص مهم PTFE وابسته به پيوند محکم و پايدار کربن-فلوئور مي باشد.

پلي تترافلوئوراتيلن يک پليمر خطي آزاد از هرگونه شاخه است. درحاليکه مولکول پلي اتيلن به شکل زيگزاگ مسطح در حالت بلورين است، اين وضعيت براي PTFE غير ممکن است زيرا که اتم هاي فلوئور بزرگتر از هيدروژن هستند. بنابراين مولکول بصورت يک زيگزاگ پيچ خورده با اتم هاي فلورين در يک حرکت چرخشي به دور اسکلت کربن-کربن دارد. اتصال فشرده ي اتم هاي فلورين موجب مي شود که نقطه ذوب بالا رود و پايداري حرارتي داشته باشد.

جذب بين مولکولي مولکول PTFE بسيار کوچک است، بطوريکه پارامتر انحلال پذيري محاسبه شده به 12.6 (MJ/m³)^1/2 مي رسد. پليمر بطور عمده سفتي بالا يا استحکام کششي ندارد. پيوند کربن-فلورين بسيار محکم و پايدار است. زمانيکه دو اتم فلورين به يک اتم کربن متصل شود، يک کاهش فاصله در پيوند کربن-فلوئور از 1.42 A تا 1.35 A رخ مي دهد. در نتيجه استحکام پيوندها ممکن است به 504 kJ/mole برسد. با وجود اينکه باقي پيوندهاي حاضر، پيوند محکم C-C مي باشد، حتي در دماهاي بالاتر از نقطه ذوب (327 درجه سانتيگراد)، PTFE مقاومت گرمايي بالايي دارند. بدليل خاصيت بلورينگي و ناتواني آن در تعامل هاي خاص، هيچ نوع حلالي در دماي معمولي اتاق براي PTFE وجود ندارد. در دماي نزديک به نقطه ذوب، مايعات فلوئوري خاص مانند Per-fluorinated kerosene پليمر را حل خواهند کرد.

خواص PTFE وابسته به نوع پليمر و متد پردازش است. پليمر ممکن است در وزن مولکولي و سايزهاي متفاوت باشد. سايز قطعه روي پردازش و مقدار حفره ها در محصولات تمام شده اثر خواهد گذاشت، درحاليکه وزن مولکولي روي بلورينگي و بالا بردن خواص فيزيکي موثر مي باشد. تکنيک هاي پردازشي بر روي بلورينگي و محتواي حفره اثر مي گذارد.

وزن متوسط مولکولي پليمرهاي تجاري بسيار بالا بنظر مي آيد و در رنج 400000 تا 9000000 مي باشد. گزارش ICI نشان مي دهد که موادش داراي وزن مولکولي در رنج 500000 تا 5000000 و درصد بلورينگي بزرگتر از 94 مي باشد. درجه بلورينگي محصولات تمام شده به نرخ سردشدن از دماهاي پردازش بستگي دارد. به آرامي سرد شدن موجب مي شود درصد بلورينگي بالا رود و سردشدگي سريع اثر معکوس دارد.   

کلمات کليدي: توسعه تفلون – تفلون PTFE – پلي آميد PA – پلي استال POM – پلي اورتان PUR – پيک PEEK - ورق – ميلگرد – لوله – تفلون PTFE چيست؟ - ورق تفلون PTFE – ميلگرد تفلون PTFE – لوله تفلون PTFE – ورق پلي آميد PA – ميلگرد پلي آميد PA – ورق پلي استال POM – ميلگرد پلي استال POM – ورق پلي اورتان PUR – ميلگرد پلي اورتان PUR – ميلگرد پيک PEEK – تفلون برنز PTFE + BR – تفلون کربن PTFE + Cr – تفلون گلاس PTFE + Gl - پي تي اف اي - پلي آميد کست - زلاميد - تترافلوئوراتيلن - پليمر - پلاستيک

گردآوري: پريسا اکبري