Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА МЕТОДОМ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА МЕТОДОМ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА МЕТОДОМ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к получению политетрафторэтилена, который может быть использован в качестве компонента для получения резин и консистентных пластичных смазок. Политетрафторэтилен получают фотохимической полимеризацией тетрафторэтилена в газовой фазе с использованием инициатора. В качестве инициатора используют смесь тетрафтордихлорацетона и трифтортрихлорацетона с температурой кипения 40-90oС в количестве 5-15 мас.% от загруженного тетрафторэтилена. Изобретение позволяет получить высокодисперсный термостабильный политетрафторэтилен, применение которого в качестве компонента резин и консистентных пластичных смазок увеличивает их износостойкость, стойкость к растворителям, маслам и агрессивным средам. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2186791
Класс(ы) патента: C08F114/26, C08F2/48
Номер заявки: 2001104869/04
Дата подачи заявки: 22.02.2001
Дата публикации: 10.08.2002
Заявитель(и): Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии"
Автор(ы): Захарова Л.В.; Костикин Л.И.; Платонов В.С.; Поляков В.С.; Румянцев И.Б.; Сорокин Ю.В.
Патентообладатель(и): Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии"
Описание изобретения: Изобретение относится к органической химии, а именно к получению тетрафторэтилена, который может быть использован в качестве компонента для получения резин и консистентных пластичных смазок.
Тетрафторэтилен сравнительно легко полимеризуется в присутствии перекисных инициаторов. Существует способ полимеризации в массе, а также суспензионный и эмульсионный.
Наиболее распространен способ водоэмульсионной полимеризации при умеренных температуре и давлении в зависимости от активности переписного инициатора. В качестве инициаторов используют персульфаты щелочных металлов, в качестве эмульгаторов - органические и фторорганические поверхностно-активные вещества.
Этот процесс хорошо изучен. /Bolstad A.N. пат. США 3163628, 1964/.
Политетрафторэтилен, полученный эмульсионной полимеризацией, в зависимости от области применения требует дополнительной обработки: удаления воды, стабилизатора, а также и других операций. /Соединения фтора. Синтез и применение под ред. Н.Исикава, Москва, "Мир", 1990 г. стр. 63-64/.
Известен также способ фотохимической полимеризации тетрафторэтилена с использованием ультрафиолетового излучения в присутствии источника радикалов - трифториодметана (R.N. Haszeldine J. Chem. Soc. 2860, 1949 г.).
Этот способ наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению.
Недостатками этого способа являются:
- маленький выход политетрафторэтилена (25-30%);
- значительное время протекания реакции (12 и более часов);
- наличие большого количества низкомолекулярных жидких продуктов реакции, что требует дополнительных операций по выделению целевого полимера;
- получаемый полимер CF3(CF3-CF2)nJ содержит легко отщепляющийся атом иода, что значительно ухудшает стабильность полимера.
При создании изобретения ставилась задача найти способ получения высокодисперсного термостабильного политетрафторэтилена, применение которого в качестве компонента резин и консистентных пластичных смазок увеличивает их износостойкость, стойкость к растворителям, маслам и агрессивным средам.
Это достигается тем, что фотохимическую полимеризацию тетрафторэтилена проводят в газовой фазе в присутствии в качестве источника радикалов смеси тетрафтордихлорацетона и трифтортрихлорацетона (формулы и ) с температурой кипения в интервале 40-90oС.
В качестве источника УФ-излучения используют ртутно-кварцевую лампу ДРЛ-250.
Под действием УФ-излучения фторхлорацетоны распадаются с образованием радикалов:


Частично наблюдается образование радикалов по схеме

Эти радикалы также могут принимать участие в росте полимерной цепи, не ухудшая при этом свойства полимеров.
Количество смеси фторхлорацетонов составляет 5-15 мас.% от загруженного тетрафторэтилена.
Большее количество инициатора приводит к уменьшению температуры плавления и увеличению насыпной массы полимера, меньшее количество инициатора приводит к увеличению температуры плавления.
Фторхлорацетоны получали фторированием трехфтористой сурьмой гексахлорацетона:

Реакционная смесь содержала фторхлорацетоны со следующими температурами кипения:




Из реакционной массы выделяли путем разгонки фракцию с температурой кипения в интервале 40-90oС (58-90% от исходной смеси), которая содержала только тетрафтордихлорацетон и трифтортрихлорацетон. Другие фторхлорацетоны кипят при значительно более высоких температурах. Различное соотношение тетрафтордихлорацетона и трифтортрихлорацетона в их смеси не влияет на процесс полимеризации.
Выделение индивидуальных компонентов из смеси экономически нецелесообразно, так как применение любого из этих двух фторхлорацетонов в отдельности оказывает идентичное влияние на скорость реакции, выход и качество получаемого полимера, как и в случае их смеси.
Политетрафторэтилен, полученный этим способом, должен представлять собой белый порошок с насыпной массой в пределах 350-550 г/дм3, иметь температуру плавления 310-320oС, размер частиц не более 60 мкм, гранулометрический состав (массовое количество частиц с размером до 50 мкм) не менее 80 мас.%.
Фотохимическую реакцию полимеризации проводят в реакторе из нержавеющей стали вместимостью 23,5 л. Реактор снабжен манометром, термопарой, кварцевым фонарем, в который помещают ртутно-кварцевую лампу ДРЛ-250.
Пример 1.
Реактор вакуумируют до остаточного давления 133,3-399,9 Па (1-3 мм рт. ст.), включают ртутно-кварцевую лампу, в результате чего температура в реакторе достигает 100oС. Далее при выключенной лампе загружают смесь фторхлорацетонов в количестве 11 г (5 мас.% от загруженного тетрафторэтилена), по показанию манометра загружают тетрафторэтилен в количестве 220 г. Включают вновь ртутно-кварцевую лампу.
В процессе протекания реакции давление в реакторе понижается в течение 1 часа с 1,1 ати до 0,06 ати (с 1,08•104 Па до 0,49•104 Па).
Остаточное давление стравливают, реактор вакуумируют, и затем выгружают образовавшийся порошкообразный политетрафторэтилен. Количество полимера составляет 204 г (92,5% от загруженного тетрафторэтилена).
Полученный политетрафторэтилен имеет следующие показатели:
- температура плавления, oС 318
- насыпная плотность, г/дм3 370
- гранулометрический состав, мас.% 89.
Указанная цель достигается.
Остальные примеры представлены в таблице.
Формула изобретения: Способ получения политетрафторэтилена фотохимической полимеризацией тетрафторэтилена в газовой фазе в присутствии инициатора, отличающийся тем, что в качестве инициатора используют смесь тетрафтордихлорацетона и трифтортрихлорацетона с температурой кипения 40-90oС в количестве 5-15 мас.% загруженного тетрафторэтилена.