Polytrifluorchlorethylen, PCTFE ( -CF2 - CFCl-) n- je vysokomolekulární homopolymer trifluorchlorethylenu . V Rusku se PCTFE vyrábí pod obchodním názvem fluoroplast - 3 podle GOST 13744-83 Archivní kopie ze dne 6. října 2016 ve Wayback Machine , je jedním z prvních polymerů obsahujících fluor, které získaly velký praktický význam a průmyslový rozvoj. [jeden]
Polytrifluorchlorethylen | |
---|---|
Všeobecné | |
Systematický název |
poly(trifluorchlorethen). |
Zkratky | PCTFE, PCTFE |
Tradiční jména | Fluoroplast-3 (F-3), Fluoron-3, Kel-F |
Chem. vzorec | ( CF2 - CFC1 ) n _ _ _ _ |
Fyzikální vlastnosti | |
Stát | pevný |
Hustota | 2090-2160 kg/m³ při 20 °C |
Tepelné vlastnosti | |
Teplota | |
• tání | krystalická fáze - asi 215 °C, stagnace amorfní fáze - 50 °C |
• rozklad | 300-315 °C |
Klasifikace | |
Reg. Číslo CAS | 9002-83-9 |
Reg. číslo EINECS | 618-336-7 |
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. |
Zahraniční analogy PTFE-3 jsou: Kel-f (3M Corp), Alcon (Allied Signal), Aclar (Honeywell International Inc.), Plascon (Allied Signal), Voltalef (Arkema AG), Neoflon PCTFE (Daikin Industries, Ltd) , Hostaflon C2 (Hoechst/Dyneon), Fluon (ICI). [2]
Fluoroplast-3 je krystalický polymer . Teplota skelného přechodu amorfní fáze je 50°C, pod ní se dlouhodobě nepozoruje krystalizace, nad ní začíná krystalizace, jejíž rychlost se zvyšuje s rostoucí teplotou až na 170°C. Teplota tání krystalické fáze je asi 215 °C. Lze uhasit: rychlé ochlazení roztaveného polymeru vede ke snížení obsahu krystalické fáze na 30-40 %. Při zahřátí na 300–315 °C se rozloží a zbarví se do tmavě hnědé (až černé). [3]
Fyzikální a mechanické vlastnosti fluoroplastu-3 závisí na stupni krystalinity. Oproti fluoroplastu-4 má větší plasticitu, ale nižší tepelnou stabilitu o 80–100°C. Bez zátěže jej lze provozovat v teplotním rozsahu od plus 125 do minus 195 °C; při zatížení - od plus 70 do mínus 60 ° C. V chladu je fluoroplast-3 nerozpustný v jakýchkoli organických rozpouštědlech. Při zvýšených teplotách se rozpouští v mesitylenu, tetrachlormethanu , benzenu , toluenu , xylenu , cyklohexanu a fluorovaných uhlovodících . [3]
Dielektrické vlastnosti fluoroplastu-3 jsou horší než vlastnosti fluoroplastu-4, což je spojeno s větší polaritou, díky čemuž se zvyšují dielektrické ztráty. Při zahřátí nad 120 °C se jeho dielektrické vlastnosti výrazně zhorší. Z hlediska chemické odolnosti je fluoroplast-3 také horší než fluoroplast-4, ale je odolný vůči působení kyselin různých koncentrací, roztoků zásad, peroxidů a organických rozpouštědel. Pod vlivem radioaktivního záření podléhá fluoroplast-3 degradaci za vzniku různých produktů rozpadu, včetně chlóru a fluoru. [3]
Fluoroplast-3 se zpracovává lisováním, vstřikováním a vytlačováním. Praktická absence studeného proudění umožňuje použití při vysokých tlacích.
Polymerace trifluorchlorethylenu se vyznačuje nízkou rychlostí a výrobou polymerů s relativně nízkou molekulovou hmotností. Fluoroplast-3 se získává radikálovou polymerací ve hmotě nebo roztoku, vodní suspenzí a emulzní metodou. [jeden]
Navzdory ekonomicky nepříznivé nízké rychlosti polymerace ve hmotě byl způsob základem pro zahájení průmyslové výroby fluoroplastu-3, protože umožňuje získat produkt vysoké čistoty s dobrými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. Suspenzní způsob získávání ve vodném médiu je ekonomičtější a technologicky vyspělejší a umožňuje při mnohem vyšší rychlosti procesu snadno řídit odvod reakčního tepla a molekulovou hmotnost polymeru. Vzhledem k nutnosti provádět polymeraci při nízkých teplotách je proces iniciován redoxními systémy. Suspenzní produkt má zpravidla horší vlastnosti, při stejné molekulové hmotnosti je viskozita taveniny suspenzního polymeru vyšší než u polymeru získaného blokovou polymerací. Emulzní metoda poskytuje polymer s příznivější závislostí viskozity taveniny na molekulové hmotnosti a má řadu dalších výhod, avšak čištění výsledného polymeru od emulgátoru, koagulantu a iniciačních složek je obtížné. [jeden]
Fluoroplast-3 byl poprvé získán v roce 1934 v německém koncernu IG Farben .
Vyrábí se v SSSR od roku 1951, ukazatele kvality jsou regulovány GOST 13744-76. Vysokomolekulární fluoroplast-3 se vyrábí ve formě bílého sypkého prášku tří stupňů:
Ve formě suspenze v organických kapalinách se fluoroplast-3 vyrábí ve třech stupních:
Fluoroplast-3 se používá k získání antikorozních nátěrů na kov, sklo, porcelán, keramiku (ve formě suspenze), k výrobě fólií a desek pro antikorozní obložení nádob, zařízení a k výrobě těsnění a těsnění. Jako antikorozní nátěr je fluoroplast-3 výrazně lepší než polytetrafluorethylen (F-4) a mnoho dalších materiálů. Difúzní koeficient F-3 je přibližně 100krát menší než u PTFE. Nátěry z něj jsou prakticky nedifúzní . Jeho nasákavost je prakticky nulová. Koeficient difúze vodní páry filmem fluoroplastu-3 je (1,79-3,06)•10−17 kg /(m•s•Pa). [2]
Fluoroplast-3 nemá žádný vliv na chuť a vůni potravin, proto je použitelný pro výrobu strojních součástí pro zpracování potravin a povlakování kovových forem a dopravních pásů. Tyto nátěry eliminují přilnavost a nevyžadují mazání, odolávají dlouhodobému zahřátí do plus 100 °C a krátkodobě až do plus 120 °C. Fólie, povlaky a produkty vyrobené z F-3 lze použít ve farmaceutickém průmyslu a v lékařství. Pyrolýza F-3 může produkovat oleje a maziva.
Fluoroplast-3M je modifikovaný polytrifluorchlorethylen, vyznačující se nižší rychlostí krystalizace, menší velikostí sférolitů vzniklých během krystalizace a vyšší molekulovou hmotností. Výrobky vyrobené z PTFE-3M jsou transparentnější než výrobky vyrobené z fluoroplastu-3, jejich vlastnosti jsou prakticky nezávislé na rychlosti ochlazování. Bez nutnosti kalení zjednodušuje technologie lisování, potahování.
V závislosti na účelu a metodách zpracování se vyrábějí 2 třídy: