DE818258C - Verfahren zum Polymerisieren von Tetrafluoraethylen - Google Patents

Verfahren zum Polymerisieren von Tetrafluoraethylen

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DE818258C DEP880D DEP0000880D DE818258C DE 818258 C DE818258 C DE 818258C DE P880 D DEP880 D DE P880D DE P0000880 D DEP0000880 D DE P0000880D DE 818258 C DE818258 C DE 818258C
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    • C08F14/18—Monomers containing fluorine
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf polymere Stoffe und insbesondere auf ein Verfahren zum Polymerisieren von Tetrafluoräthylen,
Es ist bekannt, daß das Tetrafluoräthylen durch ziemlich langes Stehenlassen bei Zimmertemperatur unter höherem als Atmosphärendruck polymerisiert werden kann. Die Polymerisation kann durch die Anwesenheit gewisser Katalysatoren, wie Silbernitrat in Gegenwart von Methanol beschleunigt werden. Indessen sind die besten zeitlichen Polymerisationsausbeuten, von denen berichtet wird, nach einer dreitägigen Polymerisationszeit bei 250 unter diesen Bedingungen 29%, berechnet auf vorhandenes Monomer.
Die Erfindung hat ein rasch arbeitendes und wirtschaftliches Verfahren für die Polymerisation von Tetrafluoräthylen zum Gegenstand. Ein weiterer Gegenstand derselben ist ein Verfahren, das in kurzer Zeitspanne hohe Ausbeuten dieses Polymeren, berechnet auf vorhandenes monomeres Material, liefert. Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von polymerisiertem Tetrafluoräthylen. Weitere Erfindungsgegenstände ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Die gestellten Aufgaben werden mittels eines weiter unten im einzelnen beschriebenen Verfahrens gelöst, das darin besteht, Tetrafluoräthylen unter Polymerisationsbedingungen mit Wasser in Berührung zu bringen.
Die nachstehend beschriebene Polymerisationsreaktion kann bei niedriger Temperatur, wie z. B. bei etwa o°, und bis zu Temperaturen von etwa 2000 ausgeführt werden. Am besten wird das Verfahren in einem Temperaturbereich zwischen 20 bis ioo° durchgeführt, wobei die Reaktion in Gegenwart einer anorganischen Peroxydverbindung glatt und schnell verläuft. Bei
Benutzung einer organischen Peroxydverbindung oder von Sauerstoff als Katalysator wird vorzugsweise eine zwischen 55 bis 2400 liegende Reaktionstemperatur angewendet. Das Verfahren kann bei jedem Druck zwischen einer Atmosphäre bis zu so hohen Drücken, wie die Apparatur sie aushält, beispielsweise bis zu 1000 Atm., ausgeführt werden. Bei Benutzung einer organischen Peroxydverbindung oder von Sauerstoff als Katalysator wird ein Druck von wenigstens 35 kg/ cm2 und vorzugsweise von wenigstens 70 kg/cm2 verwendet. Die Geschwindigkeit, mit der die Polymerisation vor sich geht, ist roh gesagt vom Reaktionsdruck abhängig, sofern die anderen Verhältnisse konstant bleiben. Beispielsweise verläuft die Polymerisation bei Drücken von 1 bis 2 Atm. beträchtlich langsamer und benötigt mehrere Stunden zur angenähert vollständigen Durchführung als bei Drücken im Bereich von 20 bis 200 Atm., bei welchen in ι Stunde oderweniger eine hohe Ausbeute an polymerem
ao Material erzielt wird. Bei geeigneter Abführung der durch die Polymerisationsreaktion frei werdenden Wärme kann das Verfahren bei viel höheren Drücken, beispielsweise bei Drücken von wenigstens 1000 Atm., durchgeführt werden. Je höher der Druck, desto größer die Reaktionsgeschwindigkeit, und um so besser müssen die Mittel zur Abführung der Reaktionswärme sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Durchführung der Reaktion besteht- in der Be-Schickung eines Druckreaktionsgefäßes mit einer wäßrigen Lösung, die etwa o,i% eines Alkali- oder Ammoniumpersulfats und 0,5 bis io°/o eines alkalischen Pufferstoffes, wie Borax, enthält, wobei das Reaktionsgefäß zur Entfernung des größeren Anteils an atmo- sphärischem Sauerstoff evakuiert wird und dann die Beschickung mit monomerem Tetrafluoräthylen in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases unter Druck erfolgt. Das Reaktionsgefäß wird mit einem Druck von 20 Atm. oder mehr belastet, worauf sein Inhalt gerührt und auf etwa 8o° erwärmt wird. Die Polymerisationsreaktion wird durch einen Druckabfall angezeigt und in Gegenwart von 0,003 Moleküläquivalenten des Katalysators je Äquivalent des Tetrafluoräthylens in weniger als ι Stunde vollendet. Man erhält eine quantitative Ausbeute an weißem, körnigem, polymerem Material.
Der Reaktionsdruck kann bei Fortschreiten der Reaktion durch Zugabe von weiterem Tetrafluoräthylen aufrechterhalten werden, wodurch die Regulierung der Reaktion erleichtert wird. Unter solchen Bedingungen findet die Polymerisation schnell und glatt statt. Ein wertvoller Vorteil des vorliegenden Verfahrens beruht in der Tatsache, daß es kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Das gemäß dem umrissenen Verfahren erhaltene PoIymer ist ein fester, weißer, körniger Stoff. Derselbe ist unlöslich in allen Lösungsmitteln und von Säuren und Alkalien einschließlich Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure und Flußsäure sowie 40% wäßrigem Ätzalkali nicht angreifbar. Er ist bis zu mindestens 5000 wärmebeständig und kann bei Temperaturen über 300° gepreßt und geformt werden. Er hat eine Dichte von angenähert 2,2 und einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 (Natrium D Linie).
Die praktische Ausführung der Erfindung sei weiter durch die nachstehenden Beispiele erläutert, in welchen die Teile Gewichtsteile bedeuten.
Beispiel I
Ein rostfreies Stahldruckreaktionsgefäß wird mit einer Lösung beschickt, die 0,2 Teile Kaliumpersulfat, 0,5 Teile Borax in 100 Teilen Wasser enthält, und wobei die Beschickung etwa 25% des Gefäßvolumens einnimmt. Das Reaktionsgefäß wird geschlossen, evakuiert und mit 30 Teilen Tetrafluoräthylen unter Druck beschickt. Sein Inhalt wird dann 1 Stunde lang unter Erwärmung auf 8o° gerührt und dann abgekühlt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur herrscht in dem Reaktionsgefäß kein Überdruck mehr. Man erhält 26 Teile von weißem, körnigem Polytetrafluoräthylen.
80 Beispiel II
Ein versilbertes Druckreaktionsgefäß wird mit einer Lösung beschickt, die 0,2 Teile Ammoniumpersulfat und i,5 Teile Borax in 100 Teilen Wasser enthält, wobei die Beschickung 25% des Gefäßvolumens ausfüllt. Das Reaktionsgemisch hat ein pH von 9,2. Das Reaktionsgefäß wird geschlossen, zur Entfernung von atmosphärischem Sauerstoff evakuiert und mit 30 Teilen Tetrafluoräthylen beschickt. Sein Inhalt wird ι Stunde lang unter Rühren auf 8o° erwärmt, abgekühlt und dann ausgeleert. Am Ende der Reaktionszeit herrscht in der Bombe kein Überdruck mehr. Das endgültige Reaktionsgemisch hat ein über 7 liegendes pH. Man erhält 30 Teile von weißem, körnigem Polytetrafluoräthylen.
Von diesem Polymer können bei Aufrechterhaltung einer Temperatur von etwa 4000 und einem Druck von 70 kg/cm2 über 5 bis 10 Min. und nachfolgendem Abschrecken Filme gepreßt werden. Ein'solcher Film hat eine Zugfestigkeit von 176 kg/cm2, bezogen auf die ursprünglichen Abmessungen. Dünne Streifen des Films können kalt um 420% gestreckt werden.
Beispiel III
Ein mit Sterlingsilber versilbertes Hochdruckreaktionsgefäß wird mit 100 Teilen Wasser, 0,2 Teilen Ammoniumpersulfat, 2 Teilen Borax und 200 Teilen Tetrafluoräthylen beschickt. Das Reaktionsgefäß wird 6 Stunden lang unter Rühren auf 500 erwärmt. Man erhält 194 Teile Polytetrafluoräthylen. Die wäßrige Phase des Reaktionsgemisches weist ein pH von 8,0 auf.
Beispiel IV
Ein versilbertes Reaktionsdruckgefäß wird mit 100 Teilen Wasser, 0,2 Teilen Ammoniumpersulfat und 25 Teilen Tetrafluoräthylen beschickt. Der Gefäßinhalt wird 6 Stunden lang unter Erwärmen auf 80° gerührt. Man erhält 4 Teile weißes, körniges Polytetrafluoräthylen. Der wäßrige Teil des Reaktionsgemisches ist sauer, im Gegensatz zu den Fällen, in welchen ein alkalischer Puffer verwendet wird.
Beispiel V
Ein mit rostfreiem Stahl ausgekleidetes Hochdruckreaktionsgefäß, das im Innern mit einer Kühlschlange und einem Thermoelement ausgerüstet ist, wird mit
700 Teilen Wasser, 0,7 Teilen Ammoniumpersulfat und 7 Teilen Borax beschickt. In das Reaktionsgefäß wird dann Tetrafluoräthylen bis zu einem Druck von 32 kg/cm2 bei Raumtemperatur gepreßt. Der Gefäßinhalt wird unter Rühren auf 6o° erwärmt und der Druck auf 56 kg/cm2 erhöht. Die Polymerisation setzt unmittelbar ein, was sich durch einen registrierten Druckabfall auf dem dem Reaktionsgefäß angeschlossenen Manometer anzeigt. Der Druckabfall geht stetig mit dem Fortschreiten der Reaktion vor sich und wird durch Zufügen von Tetrafluoräthylen aus einem Vorratsgefäß ausgeglichen. Der Druck wird zwischen 47 bis 56 kg/cm2 und die Temperatur zwischen 60 bis 63° 5 Stunden lang aufrechterhalten. Der gesamte Druckabfall in dieser Zeit beträgt 75 kg/cm2. Das Reaktionsgefäß wird abgekühlt, der Druck abgelassen und das Reaktionsprodukt entnommen. Man erhält 955 Teile weißes, körniges Polytetrafluoräthylen. Die wäßrige Phase hat am Schluß der Reaktion ein pH von 8.
Beispiel VI
Ein mit rostfreiem Stahl ausgekleidetes Hochdruckreaktionsgefäß, das im Innern mit einer Kühlschlange und einem Thermoelement ausgerüstet ist, wird mit 670 Teilen Wasser, 31,5 ecm 0,2278 η-wäßriger Trimethylaminlösung (0,424 Teile Trimethylamin), 0,7 Teilen Ammoniumpersulfat und 0,2 Teilen Eisessig beschickt. Das Reaktionsgefäß wird dann geschlossen, evakuiert und aus einem Vorratsbehälter bis zu einem Druck von 21 kg/cm2 mit Tetrafluoräthylen beschickt. Der Gefäßinhalt wird dann unter Rühren auf 50° erwärmt und der Druck durch weiteres Einleiten von Tetrafluoräthylen auf 49 kg/cm2 erhöht. Die Temperatur wird dann auf 6o° gebracht. Die Reaktion setzt bei Erreichung von 6o° unmittelbar ein, wie sich dies aus dem schnellen Druckabfall ergibt. Der Druck wird durch zeitweiliges Einbringen von Tetrafluoräthylen aus einem Vorratsbehälter durch ein Regulierungsventil in einem zwischen 35 bis 56 kg/cm2 liegenden Bereich gehalten. Die Temperatur wird zur gleichen Zeit zwischen 60 bis 66° gehalten. Nach 30 Minuten ist ein totaler Druckabfall von 70 kg/cm2 eingetreten, und die Reaktion wird durch schnelles Kühlen abgestoppt. Der Tetrafluoräthylenüberschuß wird aus dem Reaktionsgefäß entfernt, worauf das Reaktionsgefäß geöffnet und entleert wird. Man erhält 750 Teile weißes Polytetrafluoräthylen. Die sich ergebende wäßrige Lösung hat ein pn von 3.
Beispiel VII
Ein versilbertes Hochdruckreaktionsgefäß wird mit 300 Teilen Wasser und 2 Teilen 3O0/„igem Wasserstoffsuperoxyd beschickt. Dann wird es geschlossen, evakuiert und mit 70 Teilen Tetrafluoräthylen gefüllt. Das Reaktionsgefäß wird 17 Stunden lang unter Rühren auf 6o° erwärmt. Dann wird abgekühlt und das Reaktionsprodukt entleert. Man erhält 63 Teile weißes, körniges Polytetrafluoräthylen. Der wäßrige Teil des Reaktionsgemisches hat ein pa von 2.
Beispiel VIII
Ein versilbertes Hochdruckreaktionsgefäß wird mit 200 Teilen Wasser beschickt, dann geschlossen, evakuiert und mit 200 Teilen Tetrafluoräthylen gefüllt. Der Gefäßinhalt wird 14 Stunden lang unter Rühren auf iooG erwärmt, dann abgekühlt, der Druck abgelassen und das Reaktionsprodukt entleert. Man erhält 2 Teile Polytetrafluoräthylen.
Mit Rücksicht auf die starke exotherme Natur der Tetrafluoräthylenpolymerisationsreaktion ist es notwendig, die Reaktionswärme so schnell wie möglich abzuführen, wenn man die Reaktion unter Kontrolle halten will. Das Polymerisationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem eine Entfernung der Reaktionswärme durch die Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel vorgesehen ist, ermöglicht die Durchführung einer genauen Regelung der Reaktion. Besondere Mittel zum Abführen der Reaktionswärme sind nicht erforderlich. Durch die leichte Steuerung der Reaktion ist das vorliegende Verfahren zur Durchführung in großem Maßstab geeigneter als das früher übliche Verfahren für die Polymerisation von Tetrafluoräthylen. Wasser ist ein besonders geeignetes Medium zur Ableitung der Reaktionswärme, weil es* eine hohe spezifische Wärme hat und weil es nicht als Reaktionskomponente an der Polymerisation teilnimmt. Die Gegenwart von Wasser in dem Reaktionsgemisch hat die Aufrechterhaltung von gleichmäßigeren Reaktionstemperaturen innerhalb des gesamten Reaktionsgefäßes zur Folge, insbesondere wenn das Reak,-tionsgefäß mit einer Rührvorrichtung versehen ist. Das führt andererseits zur Gewinnung von Polymeren mit verbesserten Eigenschaften und mit hohem Homogenitätsgrad, d. h. die Neigung des Polymeren zur Bildung kleiner, kömiger Teilchen, anstatt großer Klumpen, wird erhöht. Die Gegenwart von Wasser im Reaktionsgefäß ist besonders wichtig, wenn die Reaktion in großem Umfang durchgeführt wird, da die Möglichkeit lokaler Überhitzung und die sich daraus ergebende Gefahr des Zerspringens des Reaktionsgefäßes wesentlich behoben ist. Da das Polymer bei der Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Form kleiner, körniger Teilchen anfällt, kann es leicht aus dem Reaktionsgefäß entfernt werden, und zwar mit oder ohne Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels. Wenn das Polymer in Abwesenheit von Wasser hergestellt wird, erhält man es in der Form von Klumpen, die nicht leicht aus dem Reaktionsgefäß entfernt, oder durch Zufügung von Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel in einen Schlamm umgewandelt werden können. Ein anderer Vorteil liegt bei Benutzung von Wasser im Reaktionsgefäß in dem Umstand, daß Wasser ein Lösemittel für anorganische Peroxydverbindungen, wie Persulfate ist, die die bevorzugten Katalysatoren sind. Diese Katalysatoren sind äußerst wirkungsvoll bei Ver-Wendung in wäßriger Lösung.
Wasser wird am besten in solchen Mengen verwendet, daß eine wäßrige Phase vorhanden ist. 1 Teil Wasser auf etwa 2 Teile Tetrafluoräthylen ist besonders brauchbar. Indessen kann das Verhältnis von Wasser zu Tetrafluoräthylen in weiten Grenzen geändert werden, wird aber im allgemeinen in einem Bereich von 1: 20 bis 20: ι gehalten.
Beispiel VIII zeigt die Polymerisation von Tetrafluoräthylen in Gegenwart von Wasser ohne Zufügung eines Katalysators. Indessen ist die Zufügung eines die
Polymerisation begünstigenden Katalysators zum Reaktionsgemisch vorzuziehen, um hohe Ausbeuten an Polytetrafluoräthylen in kurzen Zeiträumen zu erhalten. Für die Polymerisation von Tetrafluoräthylen besonders geeignete Katalysatoren sind organische und anorganische Peroxydverbindungen, d.h. solche, die die Peroxydbindung —O—O— enthalten.
Die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung als Katalysator besonders geeigneten anorganischen
ίο Peroxydverbindungen umfassen Salze von wahren Peroxysäuren, wie Persulfate, Perphosphate, Percarbonate und Perborate, ebenso wie andere anorganische Peroxyde, wie Wasserstoffsuperoxyd und von diesem abgeleitete Substitutionsprodukte, wie z. B. Bariumperoxyd, Zinkperoxyd usw. Besonders geeignet sind die wasserlöslichen Salze dieser Peroxysäuren, wie Natrium-, Kalium-, Calcium-, Barium- und Ammoniumsalze der Perschwefel- und der Perphosphorsäure, welche durch elektrolytische Oxydation von Salzen der
ao entsprechenden Oxysäuren hergestellt werden können. Die Persulfate und besonders die Alkali- und Ammoniumpersulfate sind vorzuziehen, da sie für das vorliegende Verfahren äußerst wirkungsvoll sind und da sie leicht beschaffbar und billig sind. Beispiele von
as organischen Peroxydverbindungen sind Diacylperoxyde, wie Diacetylperoxyd, Dipropionylperoxyd, Dibutyrylperoxyd, Benzoylacetylperoxyd, Dibenzoylperoxyd und Dilauroylperoxyd und die Dialkylperoxyde, wie Diäthylperoxyd und Dipropylperoxyd. Andere brauchbare organische Peroxydverbindungen umfassen Diäthylätherperoxyd, Cyclohexanonperoxyd und Tetrahydronaphthalinperoxyd. Sauerstoff und Ozon können auch als Katalysator benutzt werden. Modifizierungsmittel, wie Natriumbisulfit, Natriumhyposulfit und Trimethylamin kann man zur Erhöhung der Wirksamkeit des Katalysators verwenden. Es ist zweckmäßig, den Katalysator in einer Menge von etwa 0,01 bis ι Mol%, berechnet auf angewendetes Tetrafluoräthylen, anzuwenden. Indessen werden ausgezeichnete Ergebnisse auch bei so niedrigen Katalysatorkonzentrationen wie 0,001 Mol°/0 erzielt.
Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, dem Reaktionsgemisch organische Verbindungen beizufügen, wie Alkohole, Säuren, Äther, Amine, Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ester, Nitrile usw. Beispielsweise kann die Reaktion in einem Gemisch von Wasser und einer anderen Flüssigkeit, wie Äthanol, Essigsäure, Dioxan, Methylamin, Isooctan, Cyclohexanon, Äthylpropionat, Acetonitril usw., durchgeführt werden. Das organische Lösungsmittel kann ganz oder teilweise mit Wasser mischbar oder auch nicht mischbar sein. Das Verhältnis solcher Lösemittel zu Wasser ist unwesentlich, solange genügend Wasser zur Erzielung einer wäßrigen Phase vorhanden ist.
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, Dispergierungsmittel zu verwenden, insbesondere wenn mit Wasser nicht mischbare Lösemittel zum Reaktionsgemisch hinzugefügt werden, wodurch die Erzeugung von fein verteilten Polymersuspensionen erleichtert wird.
Das Reaktionsgemisch kann fein verteilte, als Füllmittel dienende Feststoffe enthalten, und die Polymerisation kann in Gegenwart derselben durchgeführt werden. Als Beispiele solcher Stoffe seien Pigmente erwähnt, wie Titanoxyd und Kohlenschwarz, Metalle, wie Kupferpulver, und andere fein verteilte, in den Komponenten des Reaktionssystems unlösliche Materialien.
Oft ist es vorteilhaft, radikale Änderungen des Ph während der Polymerisation des Tetrafluoräthylens in wäßrigem System zu vermeiden. Um dies zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn auch nicht wesentlich, dem Reaktionsgemisch kleine Mengen von Stoffen zuzugeben, die eine Pufferwirkung hinsichtlich des pu-Wertes haben und solche plötzliche Änderungen verhindern. Da die Polymerisation befriedigend sowohl in saurem als auch in alkalischem Medium durchgeführt werden kann, sind viele Pufferstoffe verwendbar. Beispielsweise kann man ein alkalisches pH durch Verwendung von Pufferstoffen, wie Borax, Dinatriumphosphat, Natriumcarbonat, Ammoniumcarbonat, Formamid und Natriumacetat, aufrechterhalten. Für ein pu unter 7 können Stoffe, wie Essigsäure, Propionsäure und andere organische Säuren und Mononatriumphosphat benutzt werden. In einigen Fällen ist ein niedriges pH, z. B. 2, beim Ansetzen und während der Reaktion erwünscht, in welchen Fällen starke Säuren, wie Salzsäure und Schwefelsäure, der Reaktionsmasse in kleinen Mengen zugefügt werden können.
Die Polymerisation kann ganz allgemein in jeder Vorrichtung ausgeführt werden, welche den gewünschten Reaktionsdruck aushält. Indessen ist es zweckmäßig, zur Herstellung oder Auskleidung des Reaktionsgefäßes gewisse gegen Korrosion widerstandsfähige Materialien zu verwenden, wodurch die Möglichkeit des Eindringens metallischer Verunreinigungen in das Polymer verhindert wird. Diese Vorsichtsmaßnahme ist besonders wichtig bei dem vorliegenden Verfahren, da einmal vorhandene metallische Verunreinigungen wegen der Unlöslichkeit des Polymeren besonders schwer zu entfernen sind. Bei der für die Herstellung des Polymeren erforderlichen hohen Temperatur verursachen Metallsalze, insbesondere von Eisen, eine Verfärbung. Aus diesem Grund ist es vorteilhafter, in einem aus rostfreiem Stahl, Silber, Tantal, Hastelloy, Glas oder glasigen Stoffen hergestellten oder damit ausgekleideten Reaktionsgefäß zu arbeiten. Indessen genügen für die meisten Zwecke aus Flußeisen hergestellte Reaktionsgefäße Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für die Herstellung von Copolymeren des Tetrafluoräthylens mit einer großen Mannigfaltigkeit von organischen Verbindungen, bei denen Kohlenstoffatome durch mehrere Bindungen aneinandergebunden sind, verwendet werden. Typische Beispiele für diese Stoffe sind die Monoäthylenkohlenwasserstoffe, wie Äthylen und Styrol, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, ι, I-Dichloräthylen, ι, i-Difluoräthylen und Trifluorchlorethylen, Carbonsäurevinylester, wie Vinylacetat und Vinylbenzoat, Vinylcyanid, Derivate von a, /J-ungesättigten Säuren, wie Ester der Akryl-, Methakryl-, Malein- und Fumarsäure und Verbindungen, bei denen mehrere Mehrfachbindungen zwischen Kohlen-Stoffatomen vorhanden sind, wie Butadien, 2-Chlor-i, 3-butadien, Cyclopentadien, Monovinylacetylen, Divinylacetylen und Dialkylvinyläthinylcarbinole.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren für die wirtschaftliche und schnelle Erzielung hoher Ausbeuten von polymerisiertem Tetrafluoräthylen, das
wegen seiner ungewöhnlichen chemischen Indifferenz viele wertvolle industrielle Anwendungsmöglichkeiten bietet. Das Polymer wird vorteilhaft als Auskleidungsmittel für Vorrichtungen verwendet, in welchen korrosive Stoffe, wie Salpetersäure, Flußsäure, Salzsäure, Alkalien usw. zur Anwendung kommen, besonders wenn dies bei erhöhter Temperatur geschieht. Das Polymer kann in die Form biegsamer Röhren gebracht werden, die sehr geeignet für den Transport korrosiven Flüssigkeiten und Gasen sind. Dichtungen und Ventilpackungen aus dem polymeren Material können ebenfalls vorteilhaft angewendet werden, wo andere Materialien dem korrodierenden Angriff oder der erhöhten Temperatur nicht standhalten. Man kann aus dem Polymeren auch Pumpenmembrane zum Pumpen von Flüssigkeiten herstellen, die korrodierende oder lösende Eigenschaften haben, welche die Verwendung anderer Stoffe für die Membrane ausschließen. Polytetrafluoräthylenlager sind für viele Verwendungezwecke brauchbar. Be-
ao hälterverschlüsse, wie Flaschenkappeneinlagen, sind auch wegen ihrer guten abschließenden Dichtungseigenschaften und wegen ihrer Indifferenz gegenüber korrodierenden Angriffen geeignet. Behälter und Gefäße können mit Polytetrafluoräthylen ausgekleidet werden,
um sie mit einem vollständig indifferenten Überzug zu versehen.
Elektrische Leiter aller Art können mit Polytetrafluoräthylen isoliert werden. Solche isolierten Leiter sind besonders brauchbar wegen der Unangreifbarkeit des isolierenden Polymeren. Beispielsweise können mit Polytetrafluoräthylen isolierte Leiter in Form von Draht zum Wickeln der Anker von Motoren verwendet werden, insbesondere von Motoren, welche unter schwerer Beanspruchung und bei hoher Temperatur arbeiten müssen, wo die Widerstandsfähigkeit gegen oxydierende Einflüsse wichtig ist. Solche isolierten Drähte sind besonders brauchbar bei der Ankerwicklung von Motoren in Kühlanlagen, bei welchen chemische Widerstandsfähigkeit des isolierten Drahtes erforderlich ist, da die Wicklungen mit chemisch aktiven Kühlmitteln, wie Schwefeldioxyd und Ammoniak in Berührung kommen. Infolge der Tatsache, daß große gleichmäßige Bogen von Polytetrafluoräthylen herstellbar sind, können diese vorteilhaft aus Glimmer hergestellte Isolatoren für Ankernuten, Kommutatorensegmente und Kommutatoren V-Ringe ersetzen. Diese Verwendungsarten sind besonders vorteilhaft, wenn es erwünscht ist, den Motoranker auszuglühen, um eine erhöhte Leitfähigkeit zu erhalten, da wegen des Mangels an Hitzebeständigkeit organischer, für aus Glimmer hergestellte Werkstoffe verwendeter Bindemittel ein dieses Isolationsmaterial enthaltender Motor nicht auf die zum Ausglühen des Kupferdrahtes erforderliche Temperatur erhitzt werden kann. Mit Polytetrafluoräthylen überzogene Drähte können vorteilhaft auch beim Wickeln von Transformatorspulen und Induktionsspulen benutzt werden. Solche Drähte können auch vorteilhaft als Zündkabel für Verbrennungskraftmaschinen benutzt werden, besonders für Flugzeuge und Tanks, bei welchen eine äußerste Stabilität gegenüber Oxydation, hoher Temperatur, Benzin und Schmieröl sehr wichtig ist. Ferner sind sie für Kraft- und Signalübertragungsanlagen geeignet. Die Drähte sind weiterhin gut brauchbar für elektrische Anlagen in chemischen Fabriken, und zwar wegen ihrer Stabilität gegenüber allen Arten von chemischen Angriffen.
Mit Polytetrafluoräthylen isolierte Unterwasser- und Erdkabel sind sehr brauchbar, da sie ausgezeichnete elektrische Eigenschaften haben und das Polymer keine Neigung zeigt, unter den Betriebsbedingungen in kaltem Zustand zu fließen. Das Polymer hält überdies zwischen den Leiterelementen von conaxialen Kabeln lange Zeit einen konstanten Abstand aufrecht. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß die Kabel nicht der Korrosion durch Salzwasser oder durch die im Erdboden herrschenden Verhältnisse unterworfen sind. Zündkerzen, insbesondere von Flugzeugmotoren, die statt mit Glimmer oder Porzellan mit Polytetrafluoräthylen isoliert sind, zeigen erhebliche Vorteile wegen ihres Widerstandes gegen Vibrationen und plötzliche Stöße, wegen ihrer ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften selbst bei hoher Temperatur, und weil man die für derartige Isolationen erforderlichen Fassonteile leicht durch Formen des PoIytetrafluoräthylens erhalten kann, was bei Verwendung von Glimmer nicht der Fall ist. Bogen von Polytetrafluoräthylen sind auch als Scheider in Akkumulatorenbatterien wertvoll.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung isolierten Leiter finden vielfache Anwendungen in der Elektrotechnik, und zwar in Radioapparaten, wie z.B. als Abstandhalter, Träger, Füße und Sockel für Radioröhren, und insbesondere als Dielektrikum für Radio, Telefon, Gleichrichter und Hochfrequenzkondensatoren. Die Verwendung einer solchen Isolation als Dielektrikum für Kondensatoren ist besonders vorteilhaft, vornehmlieh bei Frequenzmodulationssendern und -empfängern, und zwar wegen des außerordentlich geringen Energieverlustes in solchen Kondensatoren, sowohl innerhalb eines großen Temperatur- und Frequenzbereiches als auch bei hohem und bei niedrigem Feuchtigkeitsgrad. Andere Verwendungsgebiete, bei welchen die isolierenden Eigenschaften von Polytetrafluoräthylen vorteilhaft Anwendung finden, sind Körper für Spulen und Widerstände, Stütz- und sonstige Isolatoren für Einführungsleitungen und Kupplungen für Hochspannungs-Übertragungswellen.
Andere Verwendungsgebiete, bei denen Polytetrafluoräthyleri als elektrisches Isoliermaterial besonders wertvoll ist, sind Träger und Fume in Transformatoren, Träger für elektrische Heizwiderstände, Schaulöcherabschlüsse von Sicherungspatronen,· Unterlagscheiben, Lager, Durchführungsisolatoren, Dichtungen, Halter für Radiosendekristalle, Transpositionsblocks, Kondensatorunterlagen, auf Zug beanspruchte und Zwischenisolatoren sowie Abstandhalter für conaxiale Kabel.
Die beschriebenen Ausführungs- und Anwendungsbeispiele können Abänderungen und Ergänzungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Polymerisieren von Tetrafluoräthylen, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe unter polymerisierenden Bedingungen mit Wasser in Berührung gebracht wird. i»5
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet
durch Polymerisieren des Tetrafluoräthylens mit Wasser in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Katalysator eine Peroxydverbindung ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tetrafluoräthylen unter erhöhtem Druck in Gegenwart eines alkalischen Mediums mit einer wäßrigen Lösung einer anorganischen Peroxydverbindung in Berührung gebracht wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Katalysator ein Salz einer nichtmetallischen Peroxysäure ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, in welchem der Katalysator ein Persulfat ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4, in welchem der Katalysator ein Alkalipersulfat ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß Tetrafluoräthylen unter erhöhtem Druck in Gegenwart von Wasser und einem aus Sauerstoff oder einer organischen Peroxydverbindung bestehenden Katalysator erhitzt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch Erhitzen von Tetrafluoräthylen unter Drücken von mindestens 35 kg/cm2.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Tetrafluoräthylen auf Temperaturen von 55 bis 2400 erhitzt wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei welchem der Druck mindestens 70 kg/cm2 beträgt.
O »25 10.51
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