Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Фторопласты. Часть 3

Гранулированный ПТФЭ получают путем полимеризации одного ТФЭ или с использованием следовых количеств сомономеров. Перекисный инициатор, небольшое количество поверхностно-активного вещества или его отсутствие и другие добавки могут присутствовать в водной полимеризационной среде, которая интенсивно перемешивается и иногда буферизуется щелочным раствором. Большая часть полимера образуется в газовой фазе в форме нитей и частиц неправильной формы. Частицы измельчаются до разных размеров, в зависимости от свойств порошка, требуемого в процессе изготовления. Например, более гладкая часть поверхности требует меньшего размера частиц, в то время как хороший поток улучшается за счет большего размера частиц. Мелкий порошок ПТФЭ получают путем полимеризации ТФЭ в водной среде в присутствии инициатора и поверхностно-активного вещества. Полимеризация не следует общепринятому эмульсионному механизму, но некоторые его принципы тем не менее применяются.

Стабильность дисперсии во время полимеризации, чтобы избежать преждевременной коагуляции, сбалансирована с необходимостью разрушения эмульсии для извлечения ПТФЭ. Во время полимеризации поддерживается перемешивание с низкой скоростью сдвига с использованием уровней поверхностно-активного вещества ниже критической концентрации мицелл. На скорость полимеризации, а также на форму и размер частиц влияет концентрация поверхностно-активного вещества. Большая часть частиц образуется в начале полимеризации и растет по мере прохождения цикла. Молекулярная масса и состав внутри частицы могут контролироваться с использованием ингредиентов и условий полимеризации. Тот же процесс полимеризации приводит к получению водных дисперсий ПТФЭ в виде тонкого порошка. Дисперсию концентрируют и стабилизируют, используя различные ионные и не ионные поверхностно-активные вещества. Сообщалось о нескольких методах концентрации, включая электрокантацию, испарение и термическую концентрацию. Химические добавки в соответствии с процессом изготовления или требованиями к свойствам готового продукта могут изменить конечную дисперсию ПТФЭ. Заполненные соединения производятся из всех трех форм ПТФЭ с использованием наполнителей, таких как стекловолокно, графит, металлический порошок, углеродное волокно и других.

Перфторированный этиленпропиленовый сополимер, FEP, представляет собой статистический сополимер TFE и HFP, который можно полимеризовать в водной или неводной среде. Терполимеры этого класса содержат другие мономеры, такие как перфторалкилвиниловый эфир (например, PPVE), для улучшения сопротивления растрескиванию под напряжением. Коммерчески, он полимеризуется по механизму свободнорадикальной полимеризации, обычно в водной (или неводной) среде, посредством аддитивной полимеризации TFE и HFP. Инициатором для полимеризации обычно является водорастворимый пероксид, такой как персульфат калия. Агенты переноса цепи могут быть использованы для контроля молекулярной массы смолы. В целом режим и условия полимеризации напоминают те, которые используются для получения ПТФЭ эмульсионной полимеризацией. FEP извлекается, высушивается и экструдируется из расплава в кубики для процессов производства расплава. FEP также доступен в дисперсионной форме.

В завершение этой части поговорим про этилен-тетрафторэтиленовые полимеры или ETFE. Этилентетрафторэтилен представляет собой частично фторированный полимер с прямой цепью с очень высокой молекулярной массой. Его получают по механизму свободнорадикальной полимеризации в растворителе или гибридной среде (растворитель / водная смесь) с использованием инициатора на основе органического пероксида. Сополимеризация ТФЭ и этилена (СН2 = СН2, молекулярный вес 28) происходит по механизму присоединения. Сополимеры ТФЭ и этилена являются высококристаллическими и хрупкими при повышенных температурах и модифицированы третьим мономером. Было продемонстрировано получение терполимеров ETFE, обладающих улучшенными высокотемпературными механическими свойствами (особенно в плане эластичности). Они содержат 40-60% этилена, 40-60% ТФЭ и небольшое количество полимеризуемого винилтермономера, такого как перфторизобутилен, PPVE и HFP. В следующей части поговорим о таких важных материалах, как ECTFE, PVDF и некоторых других.