CN104130345B - 高强度聚三氟氯乙烯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，该方法采用三氟氯乙烯为单体，以去离子水和1,1二氢全氟1庚醇为介质，在2,2二氢全氟庚酸铵的存在下，以双（1，1二氯全氟丁基）过氧化物为引发剂进行三氟氯乙烯的聚合，聚合温度为10～5℃；其中三氟氯乙烯的投料量为混合介质的重量的30～35%，去离子水和1,1二氢全氟1庚醇的重量比为1～1.5：1，所述双（1，1二氯全氟丁基）过氧化物引发剂的用量为三氟氯乙烯重量的0.05～0.1%，2,2二氢全氟庚酸铵的用量为三氟氯乙烯重量的0.01～0.1%；本发明方法制备出的聚三氟氯乙烯具有较高的分子量和高机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，属于氟单体聚合技术领域。
背景技术
聚三氟氯乙烯是一种性能优异的氟材料，其具有优异的隔氧性能，所以通常用作医药的包装膜。另外聚三氟乙烯用作制冷设备零件、阀（阀座、阀杆、密封）、密封材料（盖、O形圈、V形圈、特殊结构密封）、压缩机和泵的零件、食品和药物包装膜、衬垫、轴承与普通异形件等。这些应用领域均要求聚三氟氯乙烯具有高强度的机械性能。
而目前美国专利US2613202、US2689241、US5453477等文献是在氧化还原引发体系中聚合，很难制备出高分子量的聚三氟氯乙烯，从而很难制备出高机械强度聚三氟氯乙烯。
发明内容
本发明的目的是通过采用新型的聚合体系和新型的低温引发剂，制备出具有较高的分子量和高机械强度聚三氟氯乙烯。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：采用CTFE为单体，以去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇（C6F13-CH2OH）为介质，在2,2-二氢-全氟庚酸铵（C5F11CH2COONH4）的存在下，以双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物（CF3CF2CF2CCl2OOCCl2CF2CF2CF3）为引发剂进行三氟氯乙烯的聚合，聚合温度为-10～-5℃；其中CTFE的投料量为混合介质的重量的30～35%，去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇的重量比为1～1.5：1，所述双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物引发剂的用量为CTFE重量的0.05～0.1%，2,2-二氢-全氟庚酸铵的用量一般为CTFE重量的0.01～0.1%。所述聚合反应压力为0.1～0.5MPa。
本发明的优点及效果：
1. 使用去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇（C6F13-CH2OH）作为聚合介质，有利于低温引发剂溶解于聚合体系，有利于聚合温度的控制，聚合釜温度的变化可以控制在±1℃之内。
2. 使用双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物（CF3CF2CF2CCl2OOCCl2CF2CF2CF3）低温引发剂进行的聚合，可以获得高分量的聚三氟氯乙烯。
3. 添加2,2-二氢-全氟庚酸铵（C5F11CH2COONH4）表面活性剂，可以显著提高聚合的稳定性。
4. 通过上述措施的实施，可以获得聚三氟氯乙烯的拉伸强度达到40MPa以上，断裂伸长率可以达到150%以上。
具体实施方式
实施例
1
在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入2公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、0.6克2,2-二氢-全氟庚酸铵、1.2克双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-10℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.2MPa。当累计1.2公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。
测试结果显示该聚三氟氯乙烯拉伸强度为42MPa，断裂伸长率为151%。
实施例
2
在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入3公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、0.15克2,2-二氢-全氟庚酸铵、0.75克双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-5℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.24MPa。当累计1.57公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。
测试结果显示该聚三氟氯乙烯拉伸强度为45MPa，断裂伸长率为160%。
实施例
3
在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入2.5公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、1.57克2,2-二氢-全氟庚酸铵、1.18克双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-7℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.224MPa。当累计1.57公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。
测试结果显示该聚三氟氯乙烯拉伸强度为43MPa，断裂伸长率为155%。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：采用三氟氯乙烯为单体，以去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇为介质，在2,2-二氢-全氟庚酸铵的存在下，以双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物为引发剂进行三氟氯乙烯的聚合，聚合温度为-10～-5℃；其中三氟氯乙烯的投料量为混合介质的重量的30～35%，去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇的重量比为1～1.5：1，所述双（1，1-二氯-全氟丁基）过氧化物引发剂的用量为三氟氯乙烯重量的0.05～0.1%，2,2-二氢-全氟庚酸铵的用量为三氟氯乙烯重量的0.01～0.1%。
2.根据权利要求1所述的高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：所述聚合反应压力为0.1～0.5MPa。
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