PTFE ಯ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ ಅನ್ನು ಮೊದಲು 1933 ರಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಸ್ತುತ ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಫ್ಲೋರ್ಸ್ಪಾರ್, ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರೊಫಾರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ.

PTFE ಪಾಲಿಮರ್‌ನ ಮೂಲ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ:

PTFE ಪಾಲಿಮರ್/ರಾಳದ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಮೂಲತಃ ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ.ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, TFE ಮೊನೊಮರ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಫ್ಲೋರೈಡ್ (ಫ್ಲೋರೋಸ್ಪಾರ್), ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರೊಫಾರ್ಮ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ TFE ಯ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣವನ್ನು PTFE ರೂಪಿಸಲು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ CF ಬಂಧಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ, PTFE ಅಣುವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಜಡತ್ವ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರೋಧನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ;ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಘರ್ಷಣೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಜೊತೆಗೆ.

TFE ಯ ಶುದ್ಧೀಕರಣ:

ಪಾಲಿಮರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಶುದ್ಧ ಮೊನೊಮರ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.ಕಲ್ಮಶಗಳು ಇದ್ದರೆ ಅದು ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.ಅನಿಲವನ್ನು ಮೊದಲು ಯಾವುದೇ ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಉಜ್ಜಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

TFE ನ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣ:

ಶುದ್ಧವಾದ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸದ ಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ ಹಿಂಸಾಚಾರದೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಮರೈಸ್ ಮಾಡಬಹುದು, ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ.ಬೆಳ್ಳಿ-ಲೇಪಿತ ರಿಯಾಕ್ಟರ್, 0.2 ಭಾಗಗಳ ಅಮೋನಿಯಂ ಪರ್ಸಲ್ಫೇಟ್, 1.5 ಭಾಗಗಳ ಬೊರಾಕ್ಸ್ ಮತ್ತು 100 ಭಾಗಗಳ ನೀರು ಮತ್ತು 9.2 ರ pH ​​ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಕ್ವಾರ್ಟರ್ ತುಂಬಿದೆ.ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಮುಚ್ಚಲಾಯಿತು;ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಮೊನೊಮರ್‌ನ 30 ಭಾಗಗಳನ್ನು ಒಳಗೆ ಬಿಡಲಾಯಿತು. ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು 80 ° C ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಗಂಟೆ ಕಾಲ ಕ್ಷೋಭೆಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸಿದ ನಂತರ ಪಾಲಿಮರ್‌ನ 86% ಇಳುವರಿಯನ್ನು ನೀಡಿತು. PTFE ಅನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒಂದನ್ನು 'ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲರ್' ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ಪಾಲಿಮರ್‌ನ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.ಎರಡನೆಯದನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಒಂದು ವಿಧಾನವು 0.1 °% ಜಲೀಯ ಡಿಸ್ಸಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು 90 ° C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು.

ಇನ್ನೊಂದು ವಿಧಾನಗಳು:

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆರ್ಕ್‌ನ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ TFE ಯ ವಿಭಜನೆ. ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಇನಿಶಿಯೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎಮಲ್ಷನ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣವನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಉದಾ H2O2 (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್) ಮತ್ತು ಫೆರಸ್ ಸಲ್ಫೇಟ್.ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಇನಿಶಿಯೇಟರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

PTFE ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು:

PTFE ಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಯು ಯಾವುದೇ ಶಾಖೆಯಿಲ್ಲದೆ C– F2 – C– F2 ನ ರೇಖೀಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು PTFE ಯ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಬಲವಾದ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರವಾದ ಕಾರ್ಬನ್ - ಫ್ಲೋರಿನ್ ಬಂಧಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ.

ಪಾಲಿಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ ಯಾವುದೇ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಕವಲೊಡೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಮುಕ್ತವಾದ ರೇಖೀಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದೆ.ಪಾಲಿಥಿಲೀನ್‌ನ ಅಣುವು ಸ್ಫಟಿಕದ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಅಂಕುಡೊಂಕಾದ ರೂಪದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಫ್ಲೋರಿನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ಗಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವುದರಿಂದ PTFE ಯೊಂದಿಗೆ ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದ ಸುತ್ತ ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವ ಫ್ಲೋರಿನ್ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಣುವು ತಿರುಚಿದ ಅಂಕುಡೊಂಕನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಸುರುಳಿಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಿರುವು 19 ° C ಮತ್ತು 30 ° C ಗಿಂತ ಕೆಳಗಿನ 26 ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 1% ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಬಿಂದು ಇರುತ್ತದೆ.ಫ್ಲೋರಿನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಇಂಟರ್ಲಾಕಿಂಗ್ ದೊಡ್ಡ ಬಿಗಿತದ ಅಣುವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವು ಪಾಲಿಮರ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕದ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ರೂಪದ ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

PTFE ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರ ಅಣುಗಳ ಆಕರ್ಷಣೆಯು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಕಂಪ್ಯೂಟೆಡ್ ಸೊಲ್ಬಿಲಿಟಿ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ 12.6 (MJ/m3) 1/2 ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೃದುಗೊಳಿಸುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ.ಕಾರ್ಬನ್-ಫ್ಲೋರಿನ್ ಬಂಧವು ತುಂಬಾ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಇದಲ್ಲದೆ, ಒಂದೇ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುವಿಗೆ ಎರಡು ಫ್ಲೋರಿನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ C-F ಬಂಧದ ಅಂತರವು 1.42 A ನಿಂದ 1.35 A ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬಂಧದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು 504 kJ/mole ವರೆಗೆ ಇರಬಹುದು.ಸ್ಥಿರವಾದ C-C ಬಂಧವು ಇರುವ ಏಕೈಕ ಬಂಧವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, PTFE ಅದರ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಕರಗುವ ಬಿಂದು 327 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಸಮರ್ಥತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ದ್ರಾವಕಗಳಿಲ್ಲ.ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಫ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ಸೀಮೆಎಣ್ಣೆಯಂತಹ ಕೆಲವು ಫ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ದ್ರವಗಳು ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತವೆ.

PTFE ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಪಾಲಿಮರ್ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.ಪಾಲಿಮರ್ ಕಣದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರಬಹುದು.ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿನ ಶೂನ್ಯಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕವು ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಗಳು ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆ ಮತ್ತು ಶೂನ್ಯ ವಿಷಯ ಎರಡನ್ನೂ ಸಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ.

ವಾಣಿಜ್ಯ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳ ತೂಕದ ಸರಾಸರಿ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 400000 ರಿಂದ 9000000 ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿವೆ. ICI ವರದಿಯು 500000 ರಿಂದ 5000000 ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಂತೆ ಶೇಕಡಾವಾರು ಸ್ಫಟಿಕತ್ವವನ್ನು 94~ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿದೆ.ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಟೆಡ್ ಭಾಗಗಳು ಕಡಿಮೆ ಹರಳಿನಂತಿರುತ್ತವೆ.ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನದ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯ ಮಟ್ಟವು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ತಂಪಾಗಿಸುವ ದರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.ನಿಧಾನವಾದ ತಂಪಾಗುವಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ತಂಪಾಗುವಿಕೆಯು ವಿರುದ್ಧ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.ಕಡಿಮೆ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ವಸ್ತುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಫಟಿಕದಂತಿರುತ್ತವೆ.

ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಅಣು ತೂಕದ ಪ್ರಸರಣ ಪಾಲಿಮರ್, ಬಾಗಿಸುವಿಕೆಗೆ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಮತ್ತು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ.ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ತರಹದ ರಚನೆಗಳ ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ ಈ ಸುಧಾರಣೆಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ.