Tetrafluoroetilenoa 1933an prestatu zen lehen aldiz. Gaur egungo sintesia komertziala fluor-espatoan, azido sulfurikoan eta kloroformoan oinarritzen da.
PTFE polimeroaren oinarrizko ekoizpen-prozesua:
PTFE Polimero / Erretxina Fabrikazioa, funtsean, bi fasetan egiten da.Lehenik eta behin, TFE monomeroa, oro har, kaltzio fluoruroa (fluoroespatoa), azido sulfurikoa eta kloroformoaren sintesian fabrikatzen da eta geroago TFEaren polimerizazioa arretaz kontrolatutako baldintzetan egiten da PTFEa sortzeko.CF lotura egonkor eta sendoen presentzia dela eta, PTFE molekulak inertzia kimiko bikaina, bero erresistentzia handia eta isolamendu elektrikoaren ezaugarri nabarmenak ditu;marruskadura-propietate bikainez gain.
TFEaren arazketa:
Polimerizaziorako monomero hutsa behar da.Ezpurutasunak egonez gero, azken produktuari eragingo dio.Gasa garbitu egiten da lehenik azido klorhidrikoa kentzeko eta gero destilatu egiten da beste ezpurutasun batzuk bereizteko.
TFEaren polimerizazioa:
Inhibitu gabeko tetrafluoroetileno hutsa bortizkeriaz polimeriza daiteke, hasiera batean giro-tenperaturatik beherako tenperaturan ere.Zilarrez estalitako erreaktorea, 0,2 zati amonio persulfatoz, 1,5 zati borax eta 100 ur zatiz osatutako disoluzio batez laurden betea, eta 9,2ko pH-a duena.Erreaktorea itxita zegoen;ebakuatu eta 30 monomero zati utzi ziren. Erreaktorea ordubetez 80 °C-tan astindu zen eta hoztu ondoren polimeroaren % 86ko etekina eman zuen. PTFEa bi prozesu nagusiren bidez egiten da komertzialki, bata "granularra" deitzen dena. polimeroa eta bigarrenak partikulen tamaina askoz finagoko eta pisu molekular baxuagoko polimeroaren sakabanaketa dakar.Azken hau ekoizteko metodo batek %0,1°-ko azido disuccinic peroxido-disoluzio urtsu bat erabili zuen.Erreakzioak 90 °C-ko tenperaturan egin dira.
Beste metodo bat:
TFEaren deskonposizioa arku elektriko baten eraginez. Emultsio-metodoaren bidez egindako polimerizazioa, peroxidoaren abiarazleak, adibidez, H2O2 (hidrogeno peroxidoa) eta sulfato ferrosoa erabiliz.Zenbait kasutan oxigenoa abiarazle gisa erabiltzen da.
PTFEren egitura eta propietateak:
PTFEaren egitura kimikoa C– F2 – C– F2 polimero lineala da, inolako adarrik gabe eta PTFEren propietate nabarmenak karbono-fluor lotura sendoa eta egonkorra dira.
Politetrafluoroetilenoa adarkatze kopuru handirik gabeko polimero lineala da.Polietilenoaren molekula eremu kristalinoan sigi-saga planar baten moduan dagoen bitartean, hori esterikoki ezinezkoa da PTFEarekin, fluor atomoak hidrogenoarenak baino handiagoak direlako.Ondorioz, molekulak sigi-saga bihurritu bat hartzen du fluor-atomoak karbono-karbono eskeletoaren inguruan espiral batean estu bilduta.Espiralaren bira osoa 19 °C-tik beherako 26 karbono-atomo baino gehiago hartuko ditu eta haren gainetik 30°C-tik gorako trantsizio-puntu bat egongo da tenperatura horretan %1eko bolumen-aldaketa dakar.Fluor atomoen elkarloketa trinkoak zurruntasun handiko molekula bat dakar eta ezaugarri hori da polimeroaren urtze-puntu kristalino altua eta forma termikoko egonkortasuna eragiten duena.
PTFE molekulen arteko erakarpen intermolekularra oso txikia da, kalkulatutako disolbagarritasun-parametroa 12,6 (MJ/m3) 1/2 1/2 Solanean dagoen polimeroak ez du, beraz, leuntze-puntu altua duten polimeroekin erlazionatu ohi den zurruntasun eta trakzio-erresistentzia handirik.Karbono-fluor lotura oso egonkorra da.Gainera, bi fluor-atomo karbono-atomo bakar bati lotuta daudenean, C-F loturaren distantzia murrizten da 1,42 A-tik 1,35 A-ra. Ondorioz, lotura-indarrak 504 kJ/mol izan daitezke.Hor dagoen beste lotura bakarra C-C lotura egonkorra denez, PTFE-k bero-egonkortasun oso handia du, 327 °C-ko urtze-puntu kristalinotik gora berotzen denean ere.Bere kristalintasun handia eta elkarrekintza espezifikorako ezintasunagatik, ez dago disolbatzailerik giro-tenperaturan.Urtze-puntura hurbiltzen diren tenperaturetan fluoratutako likido jakin batzuek, adibidez, keroseno per-fluoratua, polimeroa disolbatuko dute.
PTFEaren propietateak polimero motaren eta prozesatzeko metodoaren araberakoak dira.Polimeroa partikulen tamaina eta/edo pisu molekularra desberdina izan daiteke.Partikulen tamainak prozesatzeko kasuan eta produktu amaituko hutsuneen kopuruan eragina izango du, eta pisu molekularrak kristalinitatean eta, beraz, propietate fisiko askotan eragingo du.Prozesatzeko teknikek ere eragina izango dute bai kristalinitatean bai hutsunearen edukian.
Polimero komertzialen batez besteko pisu molekularra oso altua dela dirudi eta 400000 eta 9000000 bitartekoak dira. ICIk jakinarazi du haien materialek 500000 eta 5000000 arteko pisu molekularra dutela eta 94~ baino kristalinotasun ehuneko handiagoa dutela fabrikatu bezala.Fabrikatutako piezak ez dira hain kristalinoak.Amaitutako produktuaren kristalintasun-maila prozesatzeko tenperaturen hozte-tasaren araberakoa izango da.Hozte motelak kristalinotasun handia ekarriko du, hozte azkarrak kontrako efektua emanez.Pisu molekular baxuko materialak ere kristalinoagoak izango dira.
Dispertsio-polimeroak, partikula-tamaina finagoa eta pisu molekular baxuagoa dena, flexioarekiko erresistentzia izugarri hobetua duten produktuak eta trakzio-erresistentzia nabarmen handiagoak ematen dituela ikusten da.Hobekuntza hauek prozesatzeko garaian polimeroaren masan zuntz-itxurako egiturak sortzearen ondorioz sortzen direla dirudi.
Argitalpenaren ordua: 2019-04-04