Тема выпускной квалификационной работы Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров

• Название: Тема выпускной квалификационной работы Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров
• Дата: 14.05.2023
• Размер: 383.55 Kb.
• Имя файла: Kalashnikov_M_A_Diplom_gotovy (7).docx
• Тип: Реферат; #1128600
• страница: 5 из 10

2.2. Свойства политрифторхлорэтилена

Как было ранее сказано, внутри молекулярной цепи политрифторхлорэтилена находится полярный атом хлора, что приводит к ухудшению некоторых свойств, если сравнивать их с показателями политетрафторэтилена. Кинетические кривые потери массы ПТФХЭ при прогреве образцов на воздухе показывают, что при 240 °С полимер еще достаточно стабилен. Длительный прогрев при 270 °С вызывает незначительную деструкцию, а при 300 °С и особенно при 330 °С степень деструкции резко возрастает. О частичной деструкции полимера с разрывом цепей при 270-300 °С свидетельствует также снижение молекулярной массы полимера [7].



Рисунок 1 – кинетические кривые (1 - при 240 °С, 2 - при 270 °С, 3 – при 300 °С)
Старение полимера на воздухе при 330 °С указывает на появление в полимере фторангидридных и хлорангидридных групп. В результате гидролиза этих групп влагой, содержащейся в воздухе,образуются карбоксильные группы [17].

На разрушение полимера при воздействии повышенных температур оказывает каталитическое воздействие медь и ее соли, свинец, кадмий и серебро, молибден, ферросилиций в свою очередь инертны, а вольфрам оказывает стабилизирующее действие [19].

Если сравнивать образцы из политрифторхлорэтилена и тетрафторэтилена на подверженность воздействию радиационного облучения, можно заметить, что ПТФХЭ обладает большей стойкостью, поскольку он обладает большими показателями разрушающего напряжения при растяжении.

Благодаря замене одного атома фтора на атом хлора в его цепи, политрифторхлорэтилен обладает меньшей химической стойкостью, чем политетрафторэтилен, но он также устойчив к действию большинства сред: кислот различной концентрации, сильных окислителей, брома, газообразных фтора и хлора, гексафторида урана, растворов щелочей. Как и политетрафторэтилен, он разрушается под действием расплавленных щелочных металлов, а политрифторхлорэтилен также устойчив к действию жидкого хлора, элементарного фтора, тетраоксида азота, 100% олеума.

При комнатной температуре ПТФЭ не растворяется ни в одном из известных органических растворителей, но набухает в таких, как ксилол или тетрахлорэтилен. Если поместить образец политрифторэтилена, например, в дихлорбензоилфторид во время его кипячения, то можно наблюдать растворение образца.Данный полимер отличается очень низкой паро- и газопроницаемостью.

Также атом хлора в основной полимерной цепи понижается его температура плавления, если сравнивать ее с показателями образцов из политетрафторэтилена.

Политритфорхлорэтилен отличается от других пластиков, не входящих в класс фторопластов своими высокими физико-механическими свойствами, например разрушение образца, к которому прикладывают усилия в 300 мПа может наступить при достижении температуры значений примерно 270 °С. О хороших низкотемпературных свойствах полимера свидетельствует и значение модуля упругости полимера при -196 °С, равное 422 МПа. В отличие от политетрафторэтилена, изделия из политрифторхлорэтилена практически не обладает хладотекучестью, деформация после снятия нагрузки 60 МПа составляет всего 4-5%. Механические свойства полимера зависят от температуры [18].

В роли диэлектриков политрифторхлорэтилен то же является хорошим диэлектриком, но только при низких частотах, так как обладает высокими значениями электрического сопротивления, электрической прочности и дугостойкости. Как диэлектрик ПТФХЭ можно применять даже в условиях повышенной влажности или тропических условиях, так как он несмачиваем водой и у него отсутствует водопоглощение.

Одним из ценных свойств политрифторхлорэтилена является прозрачность изделий, изготовленных из данного фторопласта. Так светопроницаемость образцов ПТФХЭ толщиной 1-1,3 мм в видимой и инфракрасной областях спектра составляет 40-50%.

2.3 Получение политрифторхлорэтилена.

Получают политрифторхлорэтилен в процессе полимеризации трифторхлорэтилена различными методами: полимеризация массе, суспензионная и эмульсионная полимеризация

Полимеризация в массе необходимо проводить при низких температурах, чтобы ограничить реакцию переноса цепи, с применением диацильных и других перекисей, обладающих при данных температурах приемлемой скоростью разложения на свободные радикалы.

Процесс крайне медленный, и экономически невыгодный. Но при применении мономера высокого качества позволяет получать продукты с высокой степенью чистоты и хорошими физико-механическими характеристиками, из-за чего данный метод все еще применяется в редких случаях.

Если проводить полимеризацию трифторхлорэтилена суспензионным методом, процесс будет более технологичен с производственной точки зрения, и более выгоден с экономической. Также данный метод позволяет достаточно легко контролировать молекулярную массу готового продукта. Но важно проводить полимеризацию при невысоких температурах. Энергия активации суспензионной полимеризации ТФХЭ с системой персульфат калия-бисульфит натрия составляет 75,8 кДж/моль при рН среды 2,5 и 106,4 кДж/моль при рН 7,5.

Высококачественный политрифторхлорэтилен получают в водной среде в процессе полимеризации с применением таких органических низкотемпературных инициаторов, как диалкилпероксидикарбонаты. Это обуславливается тем, что у указанных инициаторов в алкильном радикале находится менее подвижный водород, нежели у других органических инициаторов. В результате этого образующиеся из них радикалы не становятся в процессе полимеризации агентами передачи цепи.

Качество готового изделия может ухудшится если в исходном мономере будут примеси фторолефинов или продуктов взаимодействия трифторхлорэтилена с кислородом. Чем чище использовался мономер, тем выше его молекулярная масса и термостойкость

Среди представленных способов эмульсионный позволяет получать ПТФХЭ с более благоприятной зависимостью вязкости расплава от молекулярной массы и имеет ряд других преимуществ. Для инициирования эмульсионной полимеризации ТФХЭ те же инициирующие системы, что и при суспензионной полимеризации. Но крайне затруднительным является процесс очистки полимера, что безусловно повышает стоимость и усложняет производство.

Таким образом на основе литературного обзора для дальнейшего расчета выбираем суспензионный способ получения ПТФХЭ, поскольку он является наиболее экономически выгодным и технологически простым.