ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение водных коллоидных дисперсий политетрафторэтилена из "Синтетические волокна из дисперсий полимеров" Как указывалось ранее, политетрафторэтилен может быть получен либо в гранулированной форме, либо в виде водных коллоидных дисперсий. Впервые водные коллоидные дисперсии политетрафторэтилена получены в 1950 г. Было найдено что при полимеризации тетрафторэтилена в водной среде при температуре 55— 70 °С и давлении 3,5—20 ат в присутствии перекисей насыщенных двухосновных алифатических кислот (янтарной или глутаровой) — инициаторов процесса полимеризации тетрафторэтилена — образуется водная дисперсия политетрафторэтилена с размером частиц 0,1—0,3 мкм. Применение этих инициаторов при полимеризации тетрафторэтилена в количестве 0,05—0,5% от массы воды дает возможность получить дисперсии политетрафторэтилена с концентрацией твердой фазы до 8—10%. В этих условиях не наблюдается дальнейший рост концентрации дисперсии, так как при отсутствии поверхностно-активных веществ коллоидная система очень нестабильна и при увеличении содержания полимера в дисперсии выше указанного предела коагулирует при перемешивании реакционной среды в процессе полимеризации. Такие дисперсии непригодны для практического использования. [c.60] Концентрированные стабильные водные коллоидные дисперсии политетрафторэтилена могут быть получены непосредственно при полимеризации тетрафторэтилена или путем концентрирования водных коллоидных дисперсий политетрафторэтилена. [c.60] Возможность применения этих соединений в качестве диспергирующих агентов лимитируется длиной углеродной цепи фторалкильной группы, которая обусловливает как растворимость этих соединений в воде, так и поверхностно-активные свойства. Соединения, у которых (т-Ьи) 6, не обладают достаточными поверхностно-ак-тивными свойствами при п 20 эти соединения практически нерастворимы в воде (растворимость менее 0,1%). [c.61] В последние годы была показана возможность применения в качестве диспергирующих агентов при полимеризации тетрафторэтилена поверхностно-активных веществ обычных типов, например водорастворимых солей сернокислых эфиров жирных спиртов или водорастворимых солей ароматических сульфоновых кислот . Чтобы предотвратить ингибирование процесса полимеризации тетрафторэтилена, поверхностно-активные вещества вводят в реакционную среду на промежуточной стадии процесса полимеризации, когда количество образовавщегося полимера достигает 5—7% от массы воды и полимера. Однако применение поверхностно-ак-тивных веществ этого типа менее эффективно по сравнению со фторсодержащими диспергирующими агентами, так как приводит к получению дисперсий политетрафторэтилена с меньщей степенью дисперсности частиц (более 0,2 мкм) и меньщей концентрацией твердой фазы (до 14%) з. [c.62] Для получения стабильных дисперсий политетрафторэтилена в качестве стабилизаторов могут применяться насыщенные углеводороды с 12 и более углеродными атомами в цепи . Введение этих веществ в реакционную систему в количестве 1—5% от массы воды позволяет значительно повысить концентрацию полимера в дисперсии. Применение углеводородов с меньщим количеством атомов углерода в цепи приводит либо к полному ингибированию реакции полимеризации (например, при использовании изооктана или декагидронафталина), либо к образованию низкомолекулярных теломеров тетрафторэтилена (при использовании декана и додекана). Механизм стабилизирующего действия углеводородов с числом атомов углерода более 12 не установлен. Эти стабилизаторы особенно эффективны в присутствии фторсодержащих диспергирующих агентов, и применение их дает возможность получать дисперсии с концентрацией твердой фазы порядка 60%. В этом случае более целесообразно использовать углеводороды с числом атомов углерода более 16. Это обусловлено, очевидно, тем, что фторсодержащие диспергирующие агенты оказывают растворяющее действие на углеводородные стабилизаторы более низкого молекулярного веса. [c.62] При введении в реакционную смесь порошкообразного железа изменяется количество полимера в осадке. С увеличением содержания железа в реакционной смеси количество полимера в осадке достигает 6—8,5% (при применении железа в количестве 0,005%), что недопустимо. Эта зависимость проявляется сильнее всего при получении высококонцентрированных дисперсий. При содержании железа в реакционной среде 0,0001—0,0005% достигается оптимальная скорость реакции, а в осадок переходит менее 1 % полимера. [c.63] Выяснение зависимости скорости полимеризации от содержания порошкообразного железа дало возможность установить причину невоспроизводимости скоростного режима полимеризации тетрафторэтилена в отсутствие железа. Это, по-видимому, обусловлено тем, что вместе с некоторыми компонентами (в частности, с перекисным инициатором) в реакционную систему попадает некоторое количество железа, трудно поддающееся контролю. [c.63] Поэтому при введении в реакционную систему железа в количестве, заведомо превышающем количество случайных примесей железа, как бы нейтрализуется действие этих примесей железа в реакционной среде и достигается воспроизводимость процесса. [c.64] Для того чтобы избежать осаждения железа в виде гидроокиси, процесс полимеризации в этом случае проводят в кислой среде при pH 2,5. [c.64] Из всех перечисленных стабилизаторов наиболее целесообразно применять водород и метан вследствие их доступности и дешевизны. [c.65] Количество стабилизатора, мол. [c.65] Скорость полимеризации, г/(л-ч). [c.65] Стабильность дисперсии, мин. [c.65] Из приведенных данных видно, что при добавлении метана не только увеличивается стабильность водной дисперсии политетрафторэтилена, но и предотвращается возможность выпадения полимера в осадок. Однако применение метана в количестве выше 0,41 мол. % от массы мономера приводит к резкому снижению скорости полимеризации. [c.66] Концентрирование дисперсий политетрафторэтилена. Водные дисперсии политетрафторэтилена с относительно низким содержанием диспергированного полимера (10— 20%) можно концентрировать выпариванием, центрифугированием, флокуляцией полимера с последующим удалением отделившейся воды и редиспергацией осадка полимера и электродекантацией. [c.66] Практическое применение нашли лишь два последних метода. [c.66] Специфической особенностью способа концентрирования политетрафторэтилена флокуляцией с последующей редиспергациейявляется получение способного к редиспергации осадка полимера. Это достигается введением в низкоконцентрированную дисперсию политетрафторэтилена поверхностно-активного вещества (ионогенного или неионогенного) в количестве до 0,5% от массы дисперсии и последующей его дезактивацией. [c.66] После отделения воды от флокулированного полимера к флокуляту добавляют расчетное количество воды и поверхностно-активное вещество, а осадок подвергают пептизации при перемешивании при этом образуется стабильная дисперсия политетрафторэтилена заданной концентрации. [c.67] Описанным способом могут быть получены стабильные в течение длительного времени водные дисперсии политетрафторэтилена с концентрацией твердой фазы более 60%. [c.67] Вернуться к основной статье