El papel de la fluororesina que contiene grupos éter

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El papel de la fluororesina que contiene grupos éter

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2022-12-06 Más de 25 usuarios han adoptado la respuesta de TA

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Resina de flúor 1. Descripción general de la resina de flúor La resina de fluorocarbono se refiere a un compuesto polimérico sintético que contiene átomos de flúor en la cadena de carbonos de la cadena principal o de la cadena lateral. La resina de flúor se puede procesar en productos plásticos (plásticos en general y plásticos de ingeniería), plásticos reforzados (plásticos reforzados con fibra de vidrio, etc.) y recubrimientos. Las pinturas a base de resina fluorada se denominan pinturas de resina fluorada, también conocidas como pinturas de resina fluorada o, para abreviar, pinturas fluoradas. Desde el descubrimiento del policlorotrifluoroetileno por la empresa alemana Hoechst en 1934, y especialmente la invención del politetrafluoroetileno (PTFE) por el Dr. R.J. Plunkett de la empresa estadounidense DuPont en 1938, la fluororesina se ha caracterizado por su excelente resistencia al calor y a los productos químicos. -pegajosidad, resistencia a la intemperie, bajo coeficiente de fricción y excelentes propiedades eléctricas, se ha ganado el favor de la gente y ha logrado un rápido desarrollo. En 1964, DuPont comercializó politetrafluoroetileno bajo la marca Teflon. Debido a su excelente resistencia a la corrosión, el PTFE rápidamente se ganó la reputación de "Rey de los plásticos" y desempeñó un papel importante en el desarrollo de la industria moderna. A nivel internacional, existen tres tipos principales de recubrimientos desarrollados a base de fluoroplásticos. El primero es el revestimiento antiadherente de la serie Teflon con revestimiento de flúor termofusible representado por la American DuPont Company, que se utiliza principalmente en sartenes antiadherentes, vajillas antiadherentes y moldes antiadherentes; el segundo es el American Ato; el revestimiento arquitectónico de flúor producido por Fina Company como componente principal de la resina de fluoruro de polivinilideno (PVDF) tiene una gran resistencia a la intemperie y se utiliza principalmente para paneles de muro cortina de aluminio. El tercer tipo es el termoendurecible marca Lumiflon lanzado por Asahi Glass Company de Japón en 1982. Fluorocarbono; La resina FEVE se elabora a partir de la polimerización de clorotrifluoroetileno (CTFE) y éteres alquenílicos. Su recubrimiento se puede curar a temperatura ambiente y media. Esta pintura de fluorocarbono que cura a temperatura ambiente no requiere horneado y se puede aplicar in situ en edificios y grandes objetos al aire libre, ampliando así en gran medida el ámbito de aplicación de la pintura de fluorocarbono. Se utiliza principalmente en edificios, puentes, torres de televisión, etc. que son difíciles de mantener con frecuencia. Se utiliza para la protección decorativa de grandes estructuras, etc. Tiene las características de construcción simple, buen efecto protector y larga vida protectora. Después de 1995, DuPont desarrolló fluoroelastómeros (fluoroelastómeros) y luego desarrolló elastómeros de fluorocarbono líquidos (incluidos los a base de agua), produciendo recubrimientos de fluoroelastómeros a base de solventes y agua. Hasta ahora, existe una gama completa de recubrimientos de resina de fluorocarbono termoplástica, termoestable y elastomérica con diferentes usos. Se están desarrollando recubrimientos de resina de fluorocarbono a base de solventes, a base de agua y en polvo, lo que amplía los campos de aplicación de los recubrimientos de resina de fluorocarbono. Los recubrimientos de resina fluorada de nuestro país se desarrollaron sobre la base del aprendizaje de tecnologías avanzadas extranjeras. Desde principios de la década de 1990, se introdujeron y comenzaron a usarse recubrimientos de resina de fluorocarbono de curado a temperatura ambiente producidos por Asahi Glass Coating Resin Co., Ltd. de Japón. Proyectos de autopistas y puentes de Shanghai. A finales de la década de 1990 se inició la producción fabril en el país. La capacidad de producción anual actual se estima en unas 12.000 toneladas y se ha utilizado ampliamente en anticorrosión, carreteras, puentes ferroviarios, vehículos de transporte, barcos e instalaciones de ingeniería marina y otros campos.

La razón por la cual la fluororesina tiene muchas propiedades únicas y excelentes es que la fluororesina contiene más enlaces C—F. El flúor es un elemento químico con propiedades únicas en la tabla periódica de elementos, tiene la electronegatividad más fuerte, la polarizabilidad más baja y su radio atómico es superado solo por el hidrógeno. El átomo de flúor reemplaza al H en el enlace C—H, y el enlace C—F formado es extremadamente corto, con una energía de enlace tan alta como 486 KT/mol (la energía del enlace C—H es 413 KJ/mol, y la energía del enlace C—C es 347 KJ/mol). Por lo tanto, los enlaces C-F son difíciles de destruir mediante calor, luz y factores químicos. La electronegatividad del F es grande. El átomo de F tiene más cargas negativas. Los átomos de F adyacentes se repelen entre sí. Los átomos de flúor de la cadena de hidrocarburos que contienen flúor están distribuidos en forma de espiral a lo largo de la cadena en zigzag C—C. La cadena principal está rodeada por una serie de átomos de F cargados negativamente, formando un alto grado de blindaje tridimensional, que protege la estabilidad del enlace C-C.

Por lo tanto, la introducción del elemento flúor hace que las propiedades químicas de los polímeros que contienen flúor sean extremadamente estables, mientras que los recubrimientos de resina fluorada exhiben una excelente estabilidad térmica, resistencia química y súper resistencia a la intemperie. Son los recubrimientos para exteriores más resistentes a la intemperie jamás descubiertos. de más de 20 años (los recubrimientos generales de poliuretano acrílico altamente decorativos y resistentes a la intemperie y los recubrimientos de silicona acrílica generalmente tienen una durabilidad de 5 a 10 años, y los recubrimientos de poliéster de silicona tienen una durabilidad máxima de solo 10 a 15 años). 2. Monómeros sintéticos de resina fluorada Los principales monómeros para la síntesis de resina fluorada incluyen tetrafluoroetileno, clorotrifluoroetileno, fluoruro de vinilo, fluoruro de vinilideno, hexafluoropropileno, éter perfluoroalquilvinílico, etc. 1. Tetrafluoroetileno El tetrafluoroetileno (TFE) es un gas incoloro e inodoro con un punto de ebullición de -76,3 °C, un punto de fusión de -142,5 °C, una temperatura crítica de 33,3 °C, una presión crítica de 4,02 MPa y una temperatura crítica de 4,02 MPa. densidad de 0,58 g/cm3 En el aire El límite de combustión en un medio de 0,1 MPa es 14 ~ 43 (fracción de volumen). El tetrafluoroetileno puro se autopolimeriza fácilmente, incluso en recipientes de metal oscuro, y esta polimerización es una reacción exotérmica violenta, un fenómeno llamado implosión. No es seguro manipular PTFE a temperatura ambiente, especialmente durante su transporte. Por razones de seguridad y para evitar la autopolimerización del tetrafluoroetileno durante el almacenamiento, normalmente se añade al monómero de tetrafluoroetileno una cierta cantidad de eliminadores de radicales libres, como trietilamina, para evitar la autopolimerización. El principal método de producción de tetrafluoroetileno es utilizar espato flúor (fluorita) como materia prima, reaccionar con ácido sulfúrico para generar fluoruro de hidrógeno, el fluoruro de hidrógeno reacciona con cloroformo para generar difluorofluorometano y el difluorofluorometano se craquea a alta temperatura para generar tetrafluoroetileno y luego se desacidifica. se secó y se purificó para obtener tetrafluoroetileno.

CaF2 H2SO4 —→ 2HF CaSO4CHCl3 2HF —→ CHClF2 2HCl2. Clorotrifluoroetileno El clorotrifluoroetileno (CTFE) es un gas incoloro a temperatura ambiente, tiene un olor similar al del éter, es moderadamente tóxico y tiene un punto de ebullición de - 27,9 ℃, punto de fusión -157,5 ℃, temperatura crítica 105,8 ℃, presión crítica 4,06 MPa, densidad crítica 0,55 g/cm3. Cuando el clorotrifluoroetileno se encuentra con HCl, genera 1,1-dicloro-1,2,2-trifluoroetano. El oxígeno y el clorotrifluoroetileno líquido reaccionan a una temperatura más baja para formar peróxido, que puede convertirse en un iniciador de la polimerización violenta del CTFE. Por lo tanto, cuando el CTFE se almacena y transporta de manera segura, se debe eliminar todo el oxígeno si no se agrega un inhibidor de la polimerización. El clorotrifluoroetileno se puede sintetizar a partir de 1,1,2-tricloro-1,2,2-trifluoroetano mediante craqueo en fase gaseosa y decloración a 500 ~ 600 ℃, o mediante decloración catalítica. Y el 1,1,2-tricloro-1,2,2-trifluoroetano se produce mediante la reacción de hexacloroetano y fluoruro de hidrógeno:

CCl_{3}—CCl_{3} 3HF\overset {SbCl_{x) }F_{y}}{\longrightarrow}CCl_{2}F—CClF_{2} 3HCl

CCl

3

—CCl

3

3HF

SbCl

x

F

y

p>

CCl

2

F—CClF

2

3HCl

En el síntesis de tres Hay muchos subproductos en el proceso del clorofluoroetileno, incluidos clorodifluoroetileno, trifluoroetileno, diclorotrifluoroetano, cloruro de metilo, éter dimetílico y dímero de clorotrifluoroetileno, etc., por lo que es necesario purificarlo mediante una serie de operaciones de purificación y destilación. 3. Fluoroetileno El fluoroetileno (VF) es un gas incoloro a temperatura ambiente, con olor a éter, y es altamente inflamable. Tiene un punto de ebullición de -72,0°C, un punto de fusión de -160,0°C y una temperatura crítica de 54,7°C. °C, una presión crítica de 5,24 MPa y una densidad crítica de 0,32 g/cm3, densidad del líquido (21 ℃) 0,636 g/cm3. El límite de combustión en el aire es 2,6 ~ 21,7 (fracción de volumen). Es insoluble en agua a presión normal y ligeramente soluble en dimetilformamida y etanol.

Los métodos de síntesis de fluoruro de vinilo incluyen principalmente los siguientes: (1) El método de síntesis más antiguo consiste en hacer reaccionar difluorobromoetano con polvo de zinc. También se puede utilizar una solución alcohólica de yoduro de potasio en lugar de polvo de zinc. (2) Se craquea 1,1-difluoroetano para liberar HF bajo la acción de un catalizador para generar VF. (3) Se craquea 1-fluoro-2-cloroetano en presencia de 1,2-dicloroetano a 500°C para generar fluoruro de vinilo. (4) El fluoruro de hidrógeno se agrega al acetileno para formar 1,1-difluoroetano, que luego se craquea bajo la acción del aluminato para formar fluoruro de vinilo. (5) Adición de fluoruro de hidrógeno y etileno. Pase HF y etileno que contengan 35 (fracción en volumen) de O2 a la capa de carbono del catalizador en una proporción de 2:1 para generar fluoruro de vinilo a 240 °C. La capa de carbono contiene platino y cloruro cuproso como catalizadores.

(6) El cloruro de vinilo se fluora y el cloro se sustituye por flúor. Calentar la mezcla de HF y cloruro de vinilo en una proporción de 3:1 a 370~380°C. El catalizador utiliza 96% de γ-A12O3 y 4 Cr2O3 (fracción de masa). Dado que el cloruro de vinilo es barato, este método es un método práctico para producir fluoruro de vinilo. Durante el proceso de almacenamiento, para evitar la autopolimerización del fluoruro de vinilo, se debe agregar el terpeno inhibidor de la polimerización. El inhibidor de la polimerización debe eliminarse por destilación antes de la polimerización del monómero de fluoruro de vinilo. 4. El fluoruro de vinilideno (VDF) es un gas inflamable a temperatura ambiente, incoloro e inodoro. Su masa molecular relativa es 64,05, punto de ebullición (0,1 MPa) -84 ℃, punto de fusión -144 ℃, densidad (23,6 ℃) 0,617 g/. cm3, la temperatura crítica es 30,1 ℃, la presión crítica es 4,434 MPa y la densidad crítica es 0,417 g/cm3. El límite de explosión en el aire (fracción de volumen) es 5,8~20,3. El fluoruro de vinilideno puede sufrir reacciones de polimerización altamente exotérmicas por encima de su temperatura y presión críticas. Hay tres métodos de síntesis de fluoruro de vinilideno más utilizados. (1) Eliminación de HF del trifluoroetano. Pase gas 1,1,1-trifluoroetano a un tubo de aleación de hierro y níquel recubierto de platino, caliéntelo a 1200 °C, póngase en contacto con él durante 0,01 s y luego páselo a un dispositivo que contenga fluoruro de sodio para eliminar el HF y luego coloque Se recoge en un tanque de nitrógeno líquido. El punto de ebullición del fluoruro de vinilideno es -84 °C y se separa mediante evaporación a baja temperatura. El trifluoroetano sin reaccionar se calentó a -47,5°C y se recuperó. (2) Se añade acetileno al HF, luego se clora y finalmente se elimina el HCl. (3) Agregue HF al cloruro de vinilideno y luego elimine el HC1: vierta cloruro de vinilideno y HF en la capa de catalizador CrC13·6H2O calentada a 300 °C al vacío, de modo que el color del gas cambie de verde oscuro a púrpura y el El gas se condensa para formar fluoruro de vinilideno para separarlo a bajas temperaturas. 5. Hexafluoropropileno El hexafluoropropileno (HFP) es un gas incoloro a temperatura ambiente y es moderadamente tóxico. Punto de ebullición -29,4 ℃, punto de fusión -156,2 ℃, densidad 1,58 g/mL (-40 ℃), temperatura crítica 85 ℃, presión crítica 32,5 MPa, densidad crítica 0,60 g/mL. Existen muchos métodos de síntesis para hexafluoropropileno (HFP), incluido el craqueo de difluoroclorometano, craqueo de trifluorometano, craqueo de metilfluoroetileno, descomposición térmica de hexafluorocloropropano, descarbonatación de sales de metales alcalinos de ácido fluorobutírico y descomposición térmica de fluorociclobutano, descomposición térmica de tetrafluoroetileno y octafluorociclobutano y descomposición térmica. de politetrafluoroetileno. Industrialmente, a menudo se produce mediante la descomposición térmica del tetrafluoroetileno (TFE). Pase TFE a través de la tubería de aleación de níquel-cromo hierro a una velocidad de 500 g/(L·h), caliéntelo a 850 °C y realice pirólisis bajo una presión de 8 kPa para obtener HFP con una fracción de masa superior a 75. y luego destilarlo para obtener HFP refinado.

6. Perfluoroalquil vinil éter El perfluoroalquil vinil éter (PAVE) es un componente importante del polímero de tetrafluoroetileno (TFE) para mejorar su rendimiento y ampliar sus usos. ** Polimonómero, puede inhibir eficazmente el proceso de cristalización del politetrafluoroetileno. (PTFE), reducen su masa molecular relativa y tienen buenas propiedades mecánicas. Como modificador, PAVE es superior al HFP porque tiene mejor estabilidad térmica. El polímero de PAVE y TFE tiene la misma excelente estabilidad térmica que el PTFE.

La síntesis de perfluoroalquil vinil éter (PAVE) utiliza hexafluoropropileno (HFP) como materia prima y pasa por los siguientes tres pasos: (1) El hexafluoropropileno y un agente oxidante, como H2O2 en una solución alcalina, a 50 ~ 250 ℃, reaccionan bajo una cierta presión para generar óxido de hexafluoropropileno (HFPO): (2) El óxido de hexafluoropropileno reacciona con fluoruro de perfluoroacilo para generar fluoruro de perfluoro 2-alcoxipropionilo, que es una reacción electroquímica Proceso: Rf - perfluoroalquilo (3) El fluoruro de perfluoro-2-alcoxipropionilo reacciona con oxígeno- que contiene sales alcalinas, como Na2CO3, Li2CO3, Na4B2O7, etc. a alta temperatura para sintetizar perfluoroalquilvinil éter, la temperatura de reacción está relacionada con el tipo de sal alcalina. Rf: el perfluoroalquil perfluoroalquil vinil éter más común es el perfluoropropil vinil éter (PPVE), con una masa molecular relativa de 266, un punto de ebullición (0,1 MPa) de 36 °C y un punto de inflamación de -20 °C, densidad relativa. (23 ℃) 1,53 g/cm3, densidad de vapor (75 ℃) 0,2 g/cm3, temperatura crítica 423,58 K, presión crítica 1,9 MPa, volumen crítico 435 ml/mol. La fracción de volumen límite de inflamabilidad en el aire es 1. 3. Síntesis de resina fluorada Las fluororesinas incluyen principalmente politetrafluoroetileno (PTFE), policlorotrifluoroetileno (PCTFE), polifluoruro de vinilo (PVF), polifluoruro de vinilideno (PVDF) y poliperfluoroetileno-propileno (FEP), polímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE), tetrafluoroetileno-perfluoroalquilvinilo. polímero de éter (PFA), polímero de etileno-clorotrifluoroetileno (ECTFE), etc., entre los cuales el homopolímero y el polímero de tetrafluoroetileno son los más comunes. 1. Politetrafluoroetileno El politetrafluoroetileno (PTFE) se polimeriza a partir del monómero de tetrafluoroetileno (TFE). El mecanismo de polimerización es la polimerización por radicales libres. El proceso de polimerización generalmente se lleva a cabo en un medio acuoso. Puede iniciarse mediante un sistema redox a una temperatura baja por debajo de 30 °C o utilizando persulfato a una temperatura más alta. Cuando se utiliza persulfato de potasio K2S2O8 como iniciador, el mecanismo de polimerización es el siguiente:

(1) El persulfato de potasio se calienta para descomponerse en radicales libres: (2) El tetrafluoroetileno se disuelve en la fase acuosa y reacciona con tetrafluoroetileno La reacción genera nuevos radicales libres: (3) Crecimiento de la cadena: (4) Los radicales libres se hidrolizan en grupos terminales hidroxilo y radicales terminales carboxilo: (5) La cadena en crecimiento se termina y finalmente se forma un polímero terminado en carboxilo: Se puede ver que se usa persulfato como iniciador para generar politetrafluoroetileno terminado en carboxilo. El peso molecular relativo del politetrafluoroetileno se puede controlar controlando la cantidad de iniciador o añadiendo telómeros y agentes de transferencia de cadena. Industrialmente, la polimerización en suspensión y la polimerización en emulsión se utilizan generalmente para preparar politetrafluoroetileno. Ambos métodos se llevan a cabo mediante polimerización discontinua en un solo recipiente. (1) Polimerización en suspensión La polimerización en suspensión se lleva a cabo en un medio de agua desionizada desoxigenada con agitación fuerte a una temperatura y presión determinadas. La polimerización debe realizarse bajo presión constante para controlar la masa molecular relativa y la distribución del polímero. La temperatura de polimerización se mantiene entre 10 y 50 °C y la presión de polimerización se controla añadiendo monómero a una velocidad constante. El iniciador puede ser un iniciador inorgánico iónico, tal como persulfato de amonio, persulfato de potasio o persulfato de litio, o un peróxido orgánico tal como peróxido de bis(β-carboxipropionilo). La cantidad de iniciador utilizada es 2×10-6 ~ 5×10-4 según la masa de agua. La cantidad exacta depende de las condiciones de polimerización. Cuando otras condiciones son constantes, cuanto mayor sea la cantidad de iniciador utilizada, menor será la masa molecular relativa del polímero, pero cuando la cantidad de iniciador es demasiado pequeña, el rendimiento disminuirá. Durante la polimerización se libera una gran cantidad de calor y la temperatura de polimerización generalmente se controla mediante agua de enfriamiento de la camisa. Para mayor seguridad operativa y para reducir o evitar la adhesión del polímero a la pared del hervidor y al agitador, se agregan tampones como fosfato y borato para controlar la solución

Respuesta el 2022-12-06

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Usos de la fluororesina

La resina de flúor se puede utilizar como revestimiento de tuberías, válvulas, bombas y tanques de almacenamiento en la industria química; revestimiento de alambre resistente al calor y anticorrosión y otros materiales aislantes para cableado de aeronaves, naves espaciales y computadoras electrónicas; resistentes y autolubricantes para la industria mecánica Cojinetes, aros y juntas de pistón, etc., rodillos para la industria papelera, gráfica y tintórea, textil, alimentaria, materiales de construcción, etc. Las resinas de flúor también se utilizan ampliamente como revestimientos, adhesivos y fibras sintéticas. Por ejemplo, las fibras de politetrafluoroetileno se pueden utilizar en telas filtrantes anticorrosión resistentes al calor, ropa protectora, trajes espaciales y revestimientos de membranas de intercambio iónico perfluorados. Además, el politetrafluoroetileno también se puede utilizar como material médico, como vasos sanguíneos artificiales, tráqueas y dispositivos cardiopulmonares, las películas de fluoroplástico 46 se pueden utilizar como bolsas de almacenamiento de sangre; las películas de fluoruro de polivinilideno se pueden utilizar como materiales para altavoces estéreo y sensores potentes. se puede utilizar como hilo de pescar, etc.; el polímero de etileno-clorotrifluoroetileno y el polímero de etileno-tetrafluoroetileno se pueden utilizar como materiales resistentes a la radiación. La resina XR es principalmente polímero de éter de tetrafluoroetileno-perfluoro (vinilpolialcoxi). Se utiliza como membrana de intercambio iónico en la industria cloro-álcalina (ver imagen en color).

Shangguanzu wg

Respondido el 28-05-2016

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¿Es tóxica la resina de flúor?

El recubrimiento de resina de flúor es tóxico. Los recubrimientos de resina de flúor son productos químicos y sus materias primas, resinas insaturadas y agentes de curado y otros materiales auxiliares, son corrosivos hasta cierto punto. Sin embargo, los recubrimientos de resina de fluoruro siguen siendo tóxicos, la toxicidad o el daño de algunas artesanías hechas de estos materiales. está fuera del alcance de los humanos dentro del rango de tolerancia. Hay muchos tipos de resina fluorada, que se pueden dividir en tipo sólido, tipo solvente y tipo dispersado en agua según la forma, se dividen en politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafluoroetileno, etc. entre los cuales el politetrafluoroetileno es el tipo más popular. Principalmente el tetrafluoroetileno, entre los cuales el disolvente utilizado en la producción de recubrimientos es el más tóxico. La película de pintura no tiene ninguna toxicidad una vez que se seca por completo.

Información ampliada: Características de la resina fluorada: 1. Excelente moldeo y reprocesabilidad Debido a las excelentes propiedades de flujo de fusión de los fluoroplásticos, se puede realizar un procesamiento secundario después de pulverizar sobre la superficie de la pieza para satisfacer las necesidades de la pieza. pieza de trabajo. Requisitos de control de precisión dimensional. 2. Excelente resistencia al vacío, no se producirá delaminación bajo ninguna condición de vacío. 3. Excelentes propiedades mecánicas, alta resistencia mecánica, alta dureza y tenacidad. 4. Excelente resistencia al calor, se puede utilizar de forma estable durante mucho tiempo en temperaturas altas y bajas de -193 a 260 °C.

Enciclopedia Baidu - Resina de flúor

Xiaoxi Qutan Electronics and Digital

Respondido el 19-11-2019

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