![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Обзор и математическое моделирование суспензионной полимеризации тетрафторэтилена |
СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Методы получения политетрафторэтилена 1.1.1 Эмульсионная полимеризация 1.1.2 Радиационная полимеризация 1.1.3 Фотополимеризация 1.1.4 Суспензионная полимеризация 1.2 Кинетическая модель и механизм полимеризации 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА И СТРУКТУРА СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ После того, как был получен молекулярный фтор, началось стремительное развитие методов синтеза, основанных на использовании фтора и некоторых его простейших соединений как реагентов для замены водорода на фтор в органических молекулах. Для фтора характерны уникальные свойства и возможности, среди которых, наиболее замечательной является не имеющая аналогов возможность замены любого числа атомов водорода на атомы этого элемента с сохранением многих присущих органическому веществу черт, таких, как подвижность, летучесть, тугоплавкость, и одновременным появлением принципиально новых свойств. Особенно ярко это проявляется при полной замене водорода на фтор, что означает трансформацию органической химии как химии углеводородов и их производных в химию фторуглеродов — соединений с уникальным сочетанием свойств, благодаря чему они проникли практически во все области науки и техники. Подобно простейшим алкенам, фторированные производные этилена используются как мономеры для получения полимеров. Однако полимеры, полученные из алкенов с малым содержанием фтора — фтористого винила и фторсодержащих стиролов, по своим свойствам мало отличаются от углеводородных аналогов, что не оправдывает их производство в больших масштабах. Принципиально новая область в химии и применении полимеров открылась с использованием полифторированных алкенов в качестве мономеров. К тому же интересной особенностью органической химии фтора является то, что полифторированные соединения зачастую оказываются более доступными, нежели соединения с низким содержанием фтора. Уникальные свойства фторсодержащих полимеров выдвинули их в число ведущих полимерных материалов. Класс фторсодержащих полимеров включает самые разнообразные по свойствам продукты: жесткие пластики, эластомеры и эластопласты; нерастворимые и ненабухающие полимеры и полимеры, легко растворяющиеся в обычных растворителях; полимеры, выдерживающие длительное радиационное облучение; волокна с прочностью, превосходящей прочность высоколегированной стали; коррозионностойкие покрытия, мало проницаемые для влаги и других коррозионных сред, стойкие к атмосферным воздействиям; пленки с уникальными диэлектрическими свойствами и пленки, выдерживающие температуру жидкого водорода; каучуки, способные работать в особо жестких условиях. Кроме того, все фторсодержащие полимеры значительно дороже аналогичных не содержащих фтора полимеров. Однако больший срок службы в агрессивных средах делает оправданным использование фторсодержащих полимеров, особенно в специальных областях новой техники. Наиболее крупнотоннажный фторсодержащий полимер – политетрафторэтилен (фторопласт-4), обладающий ценными свойствами. Он практически нерастворим ни в одном из растворителей при обычных температурах, имеет чрезвычайно высокую вязкость расплава, вследствие чего переработку его приходится вести методами, сходными с процессами порошковой металлургии и получения керамики.
В работе рассмотрен процесс полимеризации тетрафторэтилена, c образованием политетрафторэтилена методом суспензионной полимеризации ввиду того, что именно политетрафторэтилен (ПТФЭ) представляет интерес для техники и промышленности и является уникальным по свойствам материалом. Политетрафторэтилен обладает очень низким коэффициентом трения, что обусловило его применение в подшипниках, и имеет непревзойденную химическую стойкость. ПТФЭ используется в химическом машиностроении для изготовления пластин, кранов, вентилей, клапанов и т.д., применяемых при высокой температуре в среде концентрированных минеральных кислот. Высокое сопротивление износу и низкий коэффициент трения сделали этот полимер незаменимым материалом для производства подшипников, работающих в агрессивных средах или в контакте со сжиженными газами (кислород, водород и т.п.) и не требующих смазки. 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Методы получения политетрафторэтилена Политетрафторэтилен (ПТФЭ) получают полимеризацией исходного мономера – тетрафторэтилена (ТФЭ) различными методами в виде рыхлого волокнистого порошка или белой, либо желтоватой непрозрачной водной дисперсии, из которой при необходимости осаждают тонкодисперсный порошок полимера с частицами размером 0,1 – 0,3 мкм, согласно схеме: ТФЭ легко полимеризуется по радикальному механизму в присутствии любых источников радикалов (радикальных инициаторов и просто молекулярного кислорода). Диапазоны возможных температуры и давления полимеризации широки (от -150 до 200 єС и давление от нескольких сотен паскаль до 106 МПа). С этим связано случайное открытие его полимеризации: из баллона с тетрафторэтиленом внезапно прекратился выход газа, а после вскрытия баллона обнаружили белый порошок — политетрафторэтилен (или тефлон), оказавшийся уникальным материалом. Инициирование может также осуществляться излучениями высоких энергий. В качестве неорганических инициаторов применяют преимущественно персульфаты или редокс-системы на их основе, в качестве органических — галогенированные диацильные перекиси, эфиры пероксидикарбоновых кислот, полимерные перекиси. В течение ряда лет существовало мнение, что фторолефины (и, в частности, тетрафторэтилен) не полимеризуются в присутствии катализаторов типа Циглера-Натта. В начале 1960-х гг. появились публикации о полимеризации фторолефинов с металлорганическими соединениями. При этом были получены полимеры невысокой молекулярной массы с выходом 10—20%. Но практического значения этот способ полимеризации не получил. Тетрафторэтилен отличается не только наиболее высокой скоростью полимеризации, но и способностью образовывать полимеры особо высокой молекулярной массы, достигающей значений десятков миллионов. Молекулярная масса остальных фторсодержащих полимеров может колебаться в пределах 8·104—6·105. Высокую активность ТФЭ в реакциях полимеризации обусловливает необыкновенно низкая энергия раскрытия двойной связи (168 кДж/моль). Однако до открытия Планкеттом в 1938 г. самопроизвольной полимеризации ТФЭ даже не предполагали возможности получения полимеров ТФЭ. Удивительные свойства политетрафторэтилена и легкость полимеризации ТФЭ привели к тому, что первое опытно-промышленное производство ПТФЭ было освоено в США фирмой «Дюпон» в 1946 г.
Полимеризация тетрафторэтилена экзотермична, и при ее неконтролируемом течении может произойти взрыв. Поэтому для безопасного хранения тетрафторэтилен тщательно очищают от кислорода и к нему добавляют ингибиторы полимеризации. При ее проведении принимаются специальные меры для эффективного отвода тепла. В противном случае процесс сопровождается термическим разложением, как мономера, так и образующегося полимера, что резко ухудшает качество получаемого материала. Полимеризация ТФЭ может осуществляться как суспензионным, так и эмульсионным способами (а также некоторыми специфическими). Особый интерес представляют способы получения низкомолекулярного ПТФЭ, что связано как с особенностями этого метода полимеризации, так и с тем, что свойства и назначение такого полимера принципиально отличаются от таковых для высокомолекулярного ПТФЭ. Полимеризация ТФЭ в массе протекает быстро, но она не применяется в промышленности из-за опасности бурного развития процесса и возможности взрыва. Мономер (тетрафторэтилен) при температуре 25°С представляет собой газообразный продукт, вследствие чего полимеризацию осуществляют под давлением. При этом необходимо соблюдение следующих условий: применение мономеров особо высокой степени чистоты, максимально возможное отсутствие в полимеризуемой среде кислорода, исключение попадания в реакционную среду смазок, применяемых для уплотнения сальника мешалки реактора, и других загрязнений, осуществление полимеризации в реакторах из нержавеющей стали. Наиболее распространенная методика проведения полимеризации сводится к следующему: в чистый реактор загружают воду (или другую инертную среду), реактор продувают азотом и вакуумируют, после чего вводят мономер. Инициирующую систему и другие компоненты добавляют до или после загрузки мономера. Полимеризацию проводят при заданных температуре и давлении с перемешиванием реакционной среды. После окончания полимеризации полимер промывают и сушат (при получении дисперсии полимер, в случае необходимости, выделяют коагуляцией). Катионная полимеризация тетрафторэтилена практического значения не имеет. Анионная полимеризация невозможна из-за склонности растущего карбаниона к присоединению протона и вероятности выделения иона фтора. Полимеризация ТФЭ в массе протекает быстро, но она не применяется в промышленности из-за опасности бурного развития процесса и возможности взрыва. Рассмотрим основные методы получения политетрафторэтилена. 1.1.1 Эмульсионная полимеризация Эмульсионный метод полимеризации тетрафторэтилена был разработан и осуществлен в промышленности на десять лет позднее, чем суспензионный способ. Он позволяет получать водные дисперсии ПТФЭ, пригодные для нанесения пленочных покрытий, пропитки субстратов, а также для получения тонкодисперсного порошка, способного перерабатываться в готовые изделия экструзией из паст (смесь порошка ПТФЭ с углеводородами). Полимеризация проводится в присутствии небольших количеств ионогенных поверхностно-активных веществ (солей перфторкарбоновых кислот), водорастворимых инициаторов и стабилизаторов дисперсии (парафиновые углеводороды или фторхлоруглероды).
Литература по экономике, планированию и торговле. ЭКОНОМИКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ИНСТИТУТ (ИЭОПП) Сибирского отделения РАН - организован в 1958 в Новосибирске. Исследования по экономико-математическому моделированию, территориально-производственным проблемам развития народного хозяйства Сибири и Дальнего Востока. ЭКОНОМИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА ИНСТИТУТ (ИЭПНТП) АН РАН - образован в Москве в 1985. Исследование проблем народнохозяйственного прогнозирования, в т. ч. перспектив экономического и социального развития на основе развития науки, техники и технологии. ЭКОНОМИКИ ИНСТИТУТ (ИЭ) РАН - основан в Москве в 1930. Разрабатывает теоретические и методологические проблемы политэкономии, экономики России. ЭКОНОМИКИ СТРОИТЕЛЬСТВА ИНСТИТУТ научно-исследовательский (НИИЭС) организован в 1957 в Москве. Исследование закономерностей и перспектив развития строительных комплексов; разработка организационных форм и экономических методов управления строительством. ЭКОНОМИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ (экономические карты) - отображают различные экономические явления и процессы на определенной территории
1. Проблемы исчисления единого налога по специальным налоговым режимам и пути их решения
2. Введение в специальность («комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений»)
5. Контрольные вопросы для самопроверки (темы: "Предмет и задачи экономической географии" и другие)
9. Задачи, основные функции и система ОВД
10. Задачи сводки и основное ее содержание
11. Международная организация труда- создание, структура, задачи и организация её работы
12. Вопросы к госэкзамену по специальности "налоги и налогообложение"
13. Цели, задачи и структура Федерального закона № 122-ФЗ
14. Решение задач по курсу "семейное право"
15. Значение, цели, задачи и основные принципы трудового права
17. Билеты на государственный аттестационный экзамен по специальности Информационные Системы
21. По решению прикладных задач на языке FRED
25. Учебник по языку C++ в задачах и примерах
26. Учебник по языку Basic в задачах и примерах
27. Графы. решение практических задач с использованием графов (С++)
33. Решение смешанной задачи для уравнения гиперболического типа методом сеток
34. Расчетно-графическая работа по специальным главам математики
36. Решение оптимизационной задачи линейного программирования
37. Методы и приемы решения задач
41. Решение задач линейной оптимизации симплекс – методом
42. Теория графов. Задача коммивояжера
43. Некоторые подходы к задачам распознавания и их приложениям
44. Три знаменитые классические задачи древности
45. Метод Алексея Юрьевича Виноградова для решения краевых задач
46. Решение задач на построение сечений в многогранниках методом следов
47. Новый метод «дополнительных краевых условий» Алексея Юрьевича Виноградова для краевых задач
48. Задача по травматологии с решением
50. Задачи и принципы лечебного питания
51. Почерковедческая экспертиза: предмет, объекты, задачи, подготовка материалов
52. Методические рекомендации и программа учебной практики (специальность - 7.060101 "Правоведение")
57. Основные задачи, принципы и направления внешней политики Республики Казахстан
58. Специальные виды литья. Литье под давлением
59. Электропривод и автоматизация главного привода специального вальцетокарного станка модели IK 825 Ф2
60. Почему я выбрал специальность "Информационные системы в металлургии"
62. Проектирование привода к специальной установке
63. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ "ДЗЕРЖИНСКОГО"
65. Дневник прохождения производственной практики по специальности "Техник-механик"
66. Предмет и задачи психологии
67. Предмет психологии, ее задачи и методы
68. 6 задач по теории электрических цепей
69. Учебная практика по специальности "ТО и ремонт РЭА"
73. Элементы специальной теории относительности
74. Задачи (с решениями) по сопромату
75. Общая физическая подготовка: цели и задачи
76. Задачи и методы теории знания
77. Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей
79. Мониторинг кредитов, его цель и задачи
81. Специальные налоговые режимы. Упрощенная система налогообложения
82. Методические указания для студентов специальности 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»
84. Установление цен на товары: задачи и политика ценообразования
85. Госэкзамен - шпоры (специальность маркетинг)
89. Задачи и функции самоменеджмента
90. Ф.Ф. Сидоренко. Логика (пособие с задачами и упражнениями)
92. Задачи и методы планирования производства
97. Задачи по теории принятия решений
99. Сетевое моделирование при планировании. Задача о коммивояжере...