पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (पीटीएफई) के उत्पादन के लिए सस्पेंशन पॉलीमराइजेशन प्रक्रिया

निलंबन पोलीमराइजेशन प्रक्रिया के लिए पॉलीटेट्रैफ्लुओरोथिलीन (पीटीएफई)

I. PTFE के निलंबन पोलीमराइजेशन के लिए विशिष्ट प्रक्रिया

1। प्रक्रिया अवलोकन

निलंबन पोलीमराइजेशन में पॉलीमराइजिंग शामिल हैटेट्राफ्लुओरोथिलीन (टीएफई)मेंजलीय माध्यमएक का उपयोगमुक्त कट्टरपंथी सर्जकरूप देनापीटीएफई कण। अंतिम उत्पाद एक हैसफेद दानेदार राल (मध्यम या ठीक कण), जैसे अनुप्रयोगों के लिए सुखाने और पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता हैदबाव से सांचे में डालना।

2। प्रक्रिया चरण

(१) कच्चे माल की तैयारी

• मोनोमर:
  • टेट्राफ्लुओरोइथिलीन (टीएफई, सी₂एफ₄), उच्च शुद्धता (> 99.9%), अवरोधकों (जैसे, टेरपेन) के साथ हटा दिया गया।
• मध्यम:
  • विआयनीकृत जल, अशुद्धियों से मुक्त (जैसे, धातु आयनों)।
• सर्जक:
  • पराजित करना(जैसे, अमोनियम पर्सल्फेट, पोटेशियम पर्सल्फेट) याकार्बनिक पेरोक्साइड।
• Additives (वैकल्पिक):
  • फैलाव स्थिरता(उदाहरण के लिए, फ्लोराइड लवण जैसे कि nh₄pf₆)।
  • बफ़र(जैसे, पीएच 6-8 को बनाए रखने के लिए सोडियम बाइकार्बोनेट)।

(२) रिएक्टर तैयारी

• का उपयोग करोस्टेनलेस स्टील हाई-प्रेशर रिएक्टरसाथउत्तेजक,तापमान नियंत्रण, औरदबाव निगरानी प्रणालियाँ।
• रिएक्टर को शुद्ध करेंनाइट्रोजनकोऑक्सीजन निकालेंऔर विस्फोट जोखिम को कम करें।

(३) पोलीमराइजेशन रिएक्शन

• चार्ज: रिएक्टर में विआयनीकृत पानी, सर्जक और एडिटिव्स जोड़ें।
• मोनोमर परिचय: परिचय देनाटीएफई गैस धीरे -धीरेअंतर्गत1.5–3.0 एमपीएदबाव।
• प्रतिक्रिया की स्थिति:
  • तापमान: 50-90 डिग्री सेल्सियस (आमतौर पर70-80 डिग्री सेल्सियस)।
  • सरगर्मी गति: 200-500 आरपीएम।
  • अवधि: 4-12 घंटे (लक्ष्य पर निर्भर करता हैआणविक वजन)।

(४) प्रतिक्रिया समाप्ति

• रुकनामोनोमर फ़ीडजब पोलीमराइजेशन पूरा हो जाता है (द्वारा न्याय किया जाता है)दबाव में गिरावट)।
• बाहर निकलने देनाअतिरिक्त गैसऔर रिएक्टर को ठंडा करें।

(५) पोस्ट-प्रोसेसिंग

• पृथक्करण: PTFE कणों को अलग करने के लिए फ़िल्टर या अपकेंद्रित्र।
• धुलाई: के साथ कुल्लाविआयनीकृत जलअवशिष्ट सर्जक को हटाने के लिए।
• सुखाने: सूखा100-150 डिग्री सेल्सियस(तापमान से बचें> 260 डिग्री सेल्सियसअपघटन को रोकने के लिए)।
• पीसना/sievingमें प्रक्रियामध्यम (20-300 माइक्रोन) या ठीक कण।

3। प्रक्रिया पैरामीटर संदर्भ

Ii। प्रमुख रसायन

1। टेट्राफ्लुओरोथिलीन (टीएफई, सी₂एफ₄)

• भूमिका: PTFE संश्लेषण के लिए एकमात्र मोनोमर।
• गुण:
  • रंगीन गैस, क्वथनांक-76.3 ° C।
  • अत्यधिकप्रतिक्रियाशील और ज्वलनशील।
• आवश्यकताएं:
  • पवित्रता> 99.9%, में संग्रहीतअवरोधक युक्त सिलेंडरपोलीमराइजेशन को रोकने के लिए।

2। सर्जक

• सामान्य प्रकार:
  • अमोनियम persulfate (APS): पानी में घुलनशील, थर्मल अपघटन के माध्यम से कट्टरपंथी उत्पन्न करता है।
  • पोटेशियम पर्सल्फेटके लिए स्थिरउच्च तापमानप्रतिक्रियाएं।
  • कार्बनिक पेरोक्साइड(जैसे, बेंज़ोयल पेरोक्साइड)।
• मात्रा बनाने की विधि: 0.01–0.1% कामोनोमर मास।

3। जल माध्यम

• आवश्यकताएं:विआयनीकृत जलचालकता के साथ<1 μS/सेमीसंदूषण से बचने के लिए।

4। additives (वैकल्पिक)

• फैलाव स्थिरता:
  • फ्लोराइड लवण(जैसे, nh₄pf₆) के लिएकण एकरूपता।
• बफ़र:
  • सोडियम बाईकारबोनेटअनुरक्षण करनापीएच 6–8।

Iii। सावधानियां

1। सुरक्षा उपाय

• TFE विस्फोट जोखिम:
  • शुद्ध करनाऑक्सीजननाइट्रोजन के साथ।
  • टालनास्पार्क या उच्च तापमान (> 25 डिग्री सेल्सियस)।
• विषाक्त गैस से मुक्त:
  • 260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का अपघटनहो सकता हैपेरफ्लुओरोइज़ोबुटिलीन (पीएफआईबी), एअत्यधिक विषाक्त गैस।
  • में संचालितहवादार क्षेत्रसाथनिकास उपचार।
• व्यक्तिगत सुरक्षा उपस्कर:
  • सुरक्षात्मक कपड़े, मुखौटे और दस्तानेऑपरेटरों के लिए आवश्यक।

2। प्रक्रिया नियंत्रण

• तापमान नियंत्रण:
  • <50 ° C: धीमी प्रतिक्रिया।
  • > 90 डिग्री सेल्सियस: आणविक भार कम।
• दबाव नियंत्रण:
  • > 3.5 एमपीए: उपकरणजोखिम।
  • <1.5 एमपीए: कारणअसमान फैलाव।
• सरगर्मी गति:
  • अपर्याप्त सरगर्मी: ओर जाता हैपार्टिकल एग्लोमेशन।
  • अत्यधिक सरगर्मी: एयर इनग्रेस हो सकता हैपोलीमराइजेशन को रोकना।

3। उत्पाद की गुणवत्ता नियंत्रण

• कण आकार: समायोजित करनासरगर्मी गतिऔरसर्जक एकाग्रता।
• अवशिष्ट सर्जक हटाने: पूरी तरह से सुनिश्चित करेंकपड़े धोने।
• नमी: सुनिश्चित करनापूरा सुखानारोकने के लिएमोल्डिंग दोष।

4। अपशिष्ट प्रबंधन

• अपशिष्ट: डिस्चार्ज से पहले बेअसर करें।
• निकास गैस: पुनर्प्राप्त किया गयाटफेके जरिएवाष्पीकरणयाजलाए जाने।

Iv। रासायनिक प्रतिक्रिया सिद्धांत

1। दीक्षा

।

(सल्फेट कट्टरपंथियों में विघटित होता है)

2। श्रृंखला प्रसार

R

(कट्टरपंथी के साथ प्रतिक्रिया करते हैंटीएफई मोनोमर्स, एक बढ़ती बहुलक श्रृंखला का गठन)

3। श्रृंखला समाप्ति

R ((cf2) cf2) n r+r m (cf2 (cf2) m⋅ → r − (cf2 (cf2) n+m − rr- (cf₂-cf₂) ₙcdot+r- (cf₂-cf₂) ₘcdot → r- (cf₂-cf₂) ₙ₊ₘ-r- (cf₂-cf₂) ₙ₊ₘ-r

(पॉलिमर चेन गठबंधन, गठनउच्च-आणविक भार पीटीएफई)।

4। अंतिम उत्पाद

• उच्च-आणविक भार पीटीएफई(10-10 जी/मोल)।