聚四氟乙烯的制备方法
2016-10-14 10:34阅读：
四氟乙烯比较容易发生聚合反应，一般在贮存过程中就会发生自聚现象。四氟乙烯的聚合热很大（83.8~104.8kJ/mol），而且其聚合物的导热性很小，因此不能采用本体聚合方法聚合。而具体的聚合方法的选择取决于产物的用途和成型工艺，悬浮聚合的树脂为白色纤维状颗粒，颗粒直径为35~500μm，可用于模压及挤压，颗粒细的可用于成型薄壁制品、薄膜和混充填料制品等。分散聚合的树脂可以是一种白色纤维状颗粒，也可以是一种分散液，这种树脂的原始颗粒为0.1~0.4μm，次级颗粒为400~500μm。分散液用于喷涂、流延、浸渍、湿法混合填料制品等，纤维状颗粒树脂可用于糊状挤压成型等。
1.悬浮聚合
悬浮聚合是四氟乙烯单体以单体量的0.5%~2%的过氧化物为引发剂，在脱氧的蒸馏水中聚合，水作为传热介质，有时加入微量金属（如把铁当做活化剂）。聚合温度为40~80°C，压力为0.35~2.8MPa，反应温度的控制很重要，可以使发应在规定的温度范围内进行
。反应压力增大，聚合速度急剧增快。操作过程：先用氮气消除聚合釜中的空气，然后加入水和引发剂过硫酸铵，再加入1%~2%HCL作为活化剂，冷却并抽真空后加入四氟乙烯，在搅拌下保持釜内温度和压力。反应结束后，冷却高压釜，回收未反应的单体。聚合物为白紫色粉末或纤维状物，经过滤、洗涤、干燥后得到产品。
2.分散聚合
分散聚合与悬浮聚合的区别在于聚合时需要加入分散剂。聚合催化剂为饱和脂肪和脂肪族二元酸过氧化物（如戊二酸、丁二酸）或由过氧化苯甲酸叔丁酯、磷酸铁盐和亚硫酸氢钠组成的氧化物还原体系。
操作过程：在聚合釜中加入水及过氧化物引发剂（如过硫酸铵）和微量分散剂（如全氟辛酸铵），随后加入气体四氟乙烯至压力2MPa，控制釜内温度20°C，加入还原剂偏重亚硫酸钠。聚合开始后，每当压力下降0.05MPa即向釜内补加单体，使其恢复原有压力。
在反应前期和中期，分别补加一定量的分散剂，聚合所得的分散液经机械搅拌、凝聚、洗涤、干燥，即得到颗粒状树脂。
如果要得到浓度为50%~60%的乳状分散液。则可在发应结束后加入非离子或阴离子表面活性剂，随后通过减压蒸发、离心分离
、沉降等方法进行浓缩。教先进的方法是采用电渗析或可逆凝结，供应特殊用途。经浓缩后的分散液可直接用于浸渍玻璃纤维织物，制成保护涂层，或直接做成薄膜。
在工业生产上，为了改进聚合物在熔融状态下的流动性，可以在聚合体系中加0.01%~0.3%全氟烷基乙烯或全氟乙烯基醚，以及采用全氟型过氧化物为引发剂，这样可以使PTFE的颗粒粒度均匀；另一种办法是在聚合前，在聚合体系中添加一些PTFE分散液，使生成的聚合物能达到注射成型的要求。
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