Способ получения политетрафторэтилена методом фотохимической полимеризации



 


Владельцы патента RU 2409594:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт эластомерных материалов и изделий" (ООО "НИИЭМИ") (RU)

Изобретение относится к способу получения политетрафторэтилена фотохимической полимеризацией тетрафторэтилена в газовой фазе с использованием инициатора. В качестве инициатора используют четыреххлористый углерод в количестве 4-10 мас.% от загруженного тетрафторэтилена. Массовое количество получаемых частиц политетрафторэтилена с размером до 5 мкм составляет до 93 мас.%. Технический результат - полученные частицы используют в качестве компонента для получения резин и консистентных пластичных смазок, увеличивая их износостойкость, стойкость к растворителям, маслам и агрессивным средам при многолетней эксплуатации в широком интервале температур. 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к получению политетрафторэтилена (ПТФЭ), который может быть использован в качестве компонента для получения резин и консистентных пластичных смазок.

Тетрафторэтилен (ТФЭ) сравнительно легко полимеризуется в присутствии перекисных инициаторов. Существуют различные способы полимеризации: в массе, суспензионный эмульсионный, фотохимический (A.N.Bolstad. USA Pat. 3163628, 1964. Соединения фтора. Синтез и применение под редакцией Н.Исикава. Москва, «Мир», 1990, 63-64. R.N.Haszeldine. J. Chem. Soc. 2860, 1949).

Известен также способ полимеризации с использованием ультрафиолетового излучения в присутствии источника радикалов - смеси тетрафтордихлорацетона и трифтортрихлорацетона формулы (патент РФ 2186791):

Этот способ наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению.

Основным недостатком этого способа является крайне ограниченная доступность указанных инициаторов ввиду отсутствия их промышленного производства.

Известен также способ получения низкомолекулярных фторсодержащих полимеров в сухом виде насыпью, в виде раствора, эмульсии или суспензии путем полимеризации мономеров в присутствии реагента передачи цепи (патент РФ 2131888). К числу таких обычных реагентов цепной передачи относятся такие реагенты, как четыреххлористый углерод, ацетон, диэтиловый эфир малоновой кислоты и додецилмеркаптан.

При создании настоящего изобретения ставилась задача найти более доступный - газофазный способ получения высокодисперсного термостабильного ПТФЭ с высоким содержанием частиц размером до 5 мкм, применение которого в качестве компонента резин и консистентных смазок увеличивает их износостойкость и стойкость к агрессивным средам.

Поставленная цель достигается тем, что фотохимическую полимеризацию проводят в газовой фазе в присутствии в качестве инициатора - четыреххлористого углерода.

В качестве источника ультрафиолетового излучения, например, используют ртутно-кварцевую лампу.

Под действием ультрафиолетового излучения четыреххлористый углерод распадается с образованием радикалов:

Эти радикалы принимают участие в росте цепи полимера, не ухудшая его химических и физико-химических свойств.

Количество четыреххлористого углерода составляет 4-10 мас.% от загруженного ТФЭ.

Схематически эту реакцию можно представить таким образом:

ПТФЭ, полученный этим способом, представляет собой белый порошок с насыпной массой от 198 до 901 кг/м3, имеет температуру плавления 314-330°С, размер частиц не более 10 мкм, гранулометрический состав (массовое количество частиц с размером до 5 мкм) - не менее 90%.

Фотохимическую реакцию полимеризации проводят, например, в реакторе из нержавеющей стали, снабженном манометром, термопарой, кварцевым фонарем, в который помещают ртутно-кварцевую лампу.

Нижеследующие примеры иллюстрируют заявленное изобретение, но не ограничивают его.

Пример 1.

Реактор вакуумируют до остаточного давления 1-10 мм рт.ст., включают лампу и прогревают до 80-100°С, после чего лампу выключают, загружают инициатор в количестве 4% массовых от загружаемого ТФЭ. По показанию манометра загружают ТФЭ в количестве 220 г. Включают вновь ртутно-кварцевую лампу. Процесс проводят при температуре не выше 250°С и не более 3 часов.

После окончания процесса полимеризации источник УФ-излучения выключают, реактор охлаждают до комнатной температуры и выгружают полученный ПТФЭ в количестве 202 г (91,8% от загруженного ТФЭ).

Полученный ПТФЭ имеет следующие показатели:

- температура плавления 314°С;

- насыпная плотность 198 кг/м3;

- гранулометрический состав (массовое количество частиц с размером до 5 мкм) - 93% массовых.

Указанная цель достигается.

Остальные примеры представлены в таблице. Примеры получения ПТФЭ методом фотохимической полимеризации в газовой фазе в условиях примера 1.

Количество инициатора, мас.% Характеристика полученного ПТФЭ Выход, % Примечание
Температура плавления, °С Насыпная плотность, кг/м3 Гранулометрический состав (массовое количество частиц с размером до 5 мкм), %
1 5 320 202 91 91,5 Малая насыпная плотность
2 6 323 451 92 90,0 Средняя насыпная плотность
3 7 325 528 92 89,5 Повышенная насыпная плотность
4 10 330 901 91 90,5 Высокая насыпная плотность

Полученный методом фотохимической полимеризации ТФЭ с использованием в качестве инициатора четыреххлористого углерода ПТФЭ может быть использован как загуститель пластичных консистентных смазок, работающих при температурах от минус 120 до плюс 250°С в контакте с агрессивными средами в условиях многолетней эксплуатации. Кроме того, он может быть использован в качестве компонента резин на основе фторкаучуков, работающих в агрессивных средах в условиях многолетней эксплуатации в широком диапазоне температур от глубокого холода до плюс 300°С.

Способ получения политетрафторэтилена фотохимической полимеризацией тетрафторэтилена в газовой фазе в присутствии инициатора, отличающийся тем, что в качестве инициатора используют четыреххлористый углерод в количестве 4-10 мас.% от загруженного тетрафторэтилена, причем массовое количество получаемых частиц политетрафторэтилена с размером до 5 мкм составляет до 93 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к водной композиции для покрытия. .

Изобретение относится к области получения новых бромсодержащих сополимеров на основе тетрафторэтилена. .

Изобретение относится к реактору и способу получения полимеров с низким содержанием непрореагировавшего мономера. .

Изобретение относится к области бромсодержащих сополимеров на основе тетрафторэтилена. .

Изобретение относится к водной эмульсии полимера, ре-диспергируемой смоле и адгезивному материалу, полученным с применением этой эмульсии. .

Изобретение относится к способу получения (со)полимеров путем непрерывного взаимодействия, по меньшей мере, одного мономера с инициатором в присутствии диоксида углерода и, необязательно, модифицирующей добавки, осуществляемого в одной или нескольких реакционных зонах прямоточного трубчатого реактора, при поддержании в указанных зонах реакционных условий с непрерывной отгонкой газовой смеси, содержащей преимущественно непрореагированный мономер, и выделением (со)полимера.

Изобретение относится к композиции для загущения и эмульгирования топической косметической, дермофармацевтической или фармацевтической композиции, в форме инверсного латекса, включающего: а) от 50 до 80 мас.% по меньшей мере одного линейного, разветвленного или сшитого органического полимера (Р); b) от 5 до 10 мас.% эмульгирующей системы (S1) типа вода-в масле (Е/Н); с) от 5 до 45 мас.% по меньшей мере одного масла; и d) до 5 мас.% воды.
Изобретение относится к водной дисперсии политетрафторэтилена и способу ее получения. .
Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения мелкодисперсного сыпучего политетрафторэтилена с высокой удельной поверхностью. .
Изобретение относится к способу обработки фторопласта, который может быть использован для изготовления защитных покрытий металлических и/или любых окрашенных поверхностей, для консервации металлических поверхностей деталей без дальнейшей их расконсервации, в качестве составной части антифрикционных добавок, в том числе, для моторных масел автомобилей.

Изобретение относится к способу получения концентрированной водной дисперсии политетрафторэтилена. .
Изобретение относится к полимеру тетрафторэтилена, имеющему высокую растяжимость, способность к фибриллированию и перерабатываемость в нерасплавленном состоянии.

Изобретение относится к способу концентрирования водной дисперсии фторполимера путем термического отстоя, включающему смешивание исходной дисперсии со стабилизатором - неионогенным ПАВ, выбранным из класса оксиэтилированных алкилфенолов, нагрев смеси, выдержку ее без перемешивания, при необходимости последующее охлаждение еотественньм путем, отделение концентрированной фазы от верхнего слоя, при необходимости введение дополнительного стабилизатора в концентрированную фазу и, при необходимости, разбавление концентрированной фазы до содержания фторполимера 50-55 мас.%.

Изобретение относится к способу получения полимера тетрафторэтилена с высокой прочностью. .

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу переработки фторполимеров термическим разложением (пиролизом) в присутствии водяного пара.
Наверх