Физико-химические основы процесса производства политетрафторэтилена

Тетрафторэтилен полимеризуется легче, чем этилен. Полимеризация тетрафторэтилена проходит с применением перекисных соединений по свободнорадикальному механизму и сопровождается большим выделением тепла - 47 ккал/моль. При этом тетрафторэтилен может образовать как высокомолекулярный, так и низкомолекулярный полимер.

В промышленности пользуются суспензионным методом получения полимера. При блочном методе затруднен отвод тепла, что приводит к местным перегревам, вызывающим разложение мономера, сопровождающееся взрывом. При полимеризации в растворе образуется политетрафторэтилен пониженной молекулярной массы.

Физико-химические основы процесса производства политрифторхлорэтилена

Полимеризация трифторхлорэтилена может быть осуществлена в блоке, растворе, в водной среде и под действием ультрафиолетовых лучей (фотополимеризация). При всех методах полимеризации полимер выпадает в осадок, так как он не растворяется в мономере, растворителях и воде.

Недостаток блочной полимеризации в трудности равномерного отвода тепла, хотя полимер получается чистый, поскольку в процессе полимеризации применяется только инициатор. Полимер, полученный этим методом, имеет более высокие диэлектрические свойства при повышенных температурах, чем полимер, полученный другими методами полимеризации. В качестве инициатора применяют перекись трихлорацетила и др., реакцию полимеризации проводят при температуре 0ºС.

При полимеризации в растворе получают сравнительно низкомолекулярный политрифторхлорэтилен.

Полимеризацию в водной среде проводят с перекисями или в присутствии окислительно-восстановительных систем. При этом методе, полимеризации можно отводить теплоту реакции и регулировать скорость процесса. В качестве добавок для регулирования скорости и поддержания рН среды 2,5-3,8 в систему вводят буферные соли и восстановители - соли двухвалентных металлов (железа, кобальта, марганца, никеля) и соли серебра. Наиболее эффективные соли - растворимый фосфат железа и бисульфит натрия. Молекулярная масса политрифторхлорэтилена уменьшается при увеличении концентрации применяемых перекисей. Повышение температуры реакции увеличивает скорость реакции полимеризации, но снижает молекулярную массу полимера.

Полимеры акриловой и кислот и их производных (полиакрилаты)

Из большого количества известных акриловых полимеров наибольшее развитие получили полиметилметакрилат, полиакрилонитрил, полиметилакрилат, полиакриламид, полибутилметакрилат и некоторые сополимеры.

Полимеры акрилонитрила нашли большое применение в виде волокна "нитрон", имеющего малую теплопроводность. Из всех производимых синтетических волокон нитрон - лучший заменитель шерсти и шелка.

Полиакриламид высокоэффективное средство для укрепления почв- структурообразователь почв. Растворы полиакриламида применяются в бумажном производстве для повышения прочности бумаги и для осветления (осаждения) многих видов сточных вод. Этот полимер применяется в качестве стабилизатора в латексах натурального каучука и для повышения клеящей способности крахмала и декстрина.

Для производства пластических масс большое значение имеет полимер метилметакрилата, поэтому ниже рассматриваются технология его получения и свойства.

Пресспорошки и материалы на основе совмещенных феноло-альдегидных полимеров

Феноло-альдегидные полимеры и материалы на их основе не всегда способны обеспечить комплекс требований, предъявляемых к ним современной техникой. От изделий и материалов из пластмасс часто требуется сочетание повышенной механической прочности и высоких диэлектрических свойств, высокой тепло- и морозостойкости, хорошей водо- и химстойкости, масло- и бензиностойкости и др. Улучшать отдельные свойства и придавать комплекс требуемых свойств феноло-альдегидным полимерам можно совмещением их (модификацией) с другими полимерами.

При совмещении новолачных феноло-формальдегидных полимеров с поливинилхлоридом получают продукты с повышенной водо- и химстойкостью, особенно к. кислотам. При использовании этих полимеров в качестве связующих получают водо- и кислотостойкие пресспорошки фенолит (наполнитель - древесная мука), водо-, кислото- и щелочестойкий пресспорошок декоррозит (наполнитель - измельченный кокс), водо- и кислотостойкий и антифрикционный пресспорошок антифрик (наполнитель - графит). Совмещение новолачных смол с поливинилхлоридом производят в процессе получения пресспорошков при вальцевании. На горячих вальцах происходит одновременно взаимодействие поливинилхлорида с феноло-формальдегидной смолой, пропитка наполнителя и пластикация пресспорошка.

При сплавлении (совмещении) новолачных феноло-формальдегидных смол с полиамидами получают полимеры с более высокими водо- и теплостойкостью и эластичностью, чем фенольные смолы. При применении этих полимеров в качестве связующих и при использовании минеральных наполнителей получают пресспорошки для производства деталей высокочастотной аппаратуры, работающих при повышенных температуре и влажности.

При совмещении новолачных феноло-формальдегидных олигомеров с 20-30% бутадиен-нитрильного каучука получают полимеры, отличающиеся высокой ударной вязкостью. На основе этих полимеров в качестве связующих с органическими и минеральными наполнителями в системе экструдеров непрерывным способом выпускают пресс-порошки для изготовления деталей общего и электротехнического назначения, обладающих повышенной стойкостью к ударным нагрузкам.

При совмещении резольных феноло-формальдегидных олигомеров с поливинилбутиралем получают полимер, обладающий высокой адгезией к хлопчатобумажным и стеклянным тканям, коже, стеклу, древесине и др. Эти полимеры используют для изготовления клеев промышленного и бытового назначения (БФ-1, БФ-2, БФ-3 и т. п.), связующих для пропитки стеклоткани в производстве стеклотекстолита, зеркальной эмали при покрытии серебряной амальгамы зеркал.

При совмещении новолачных и резольных феноло-формальдегидных смол с эпоксидными олигомерами получают эпоксифенольные полимеры, используемые для лаковых покрытий с высокой кислото- и щелочестойкостью, связующих для пресспорошков и слоистых пластиков с более высокой теплостойкостью, чем только на эпоксидных олигомерах. Феноло-формальдегидные смолы играют роль отвердителей для эпоксидных олигомеров за счет взаимодействия гидроксильных и эпоксидных групп олигомеров при температуре отверждения (175-200ºС).

Освоен выпуск пресспорошка на основе резольной сухой фенолоформальдегидной смолы и наполнителя - гидрофобизированной кремнийорганическими олигомерами древесной муки. По свойствам этот пресспорошок может быть рекомендован взамен пресспорошка Э2-330-02. Производство его суховальцовым способом более эффективно и технологично.