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双螺杆挤出机的不稳定端基原理及处理方法是什么?

 发布时间:2022-02-22 点击量:546
  乙烯基端基是由羧酸端基和不稳定主链间的键在加热或被施加剪切力的情况下产生双螺杆挤出机处理不稳定,在这个时候我们可以选择去除羧酸端基、去除乙烯基端基等其它方法来解决这个问题,以下便是双螺杆挤出机处理不稳定端基原理及其解决方法的相关介绍。
 
  双螺杆挤出机的不稳定端基原理是什么?
 
  在FEP生产过程中,因水相聚合反应体系采用的引发剂为过硫酸盐如过硫酸铵或过硫酸钾等,会在反应过程中产生不稳定末端基团一羧酸末端。
 
  该羧酸端基在熔融条件下,或在熔融捏合下转变成乙烯基端基或酰氟端基。这些端基具有热不稳定性,会分解产生挥发性物质,使得最终制品中产生气泡或空隙,而且还会腐蚀加工设备。
 
  另外在含氟聚合物的主链中与重复单元的键结合会产生不稳定的键。例如作为TFE-HFP系共聚物的FEP,HFP之间的键不稳定,在熔融捏合时通过施加机械力被切断,产生不稳定的乙烯基端基。最初双螺杆挤出机主要起造粒的作用。
 
  在造粒过程中,通过双螺杆挤出机施加强剪切力,可以将HFP-HFP键切断产生不稳定端基。但在这种方法中,由于使用的是双螺杆挤出机这种在短时间内可以施加强剪切力的捏合机,将主链的不稳定键切断产生不稳定乙烯基端基后反应停止,对产生的不稳定端基的处理不在双螺杆挤出机内进行,现在,双螺杆挤出机不但能造粒而且在此过程中能除去不稳定末端基团。
 
  双螺杆挤出机处理不稳定的方法有哪些?
 
  1、去除羧酸端基
 
  去除羧酸端基的反应见反应式。该反应在加热条件下进行,通常在2OO-45O~C。为了促进反应进行,有效方法是添加反应促进剂例如含有碱金属、碱土金属、铵盐的化合物;或胺类、醇类、胺或其盐等。使用碱金属或碱土金属化合物时成为CF2H末端;铵盐或氨、胺类时端基为酰胺,温度高时一部分成为一CF2H末端;醇类时端基为烷基脂。
 
  反应促进剂添加量过多时,虽然对双螺杆挤出机稳定端基的稳定化速度提高,但是不能完全排除聚合物的着色,且聚合物自身劣化,呈现熔融黏度降低的趋势。比如在熔融混炼中,上述碱金属元素或碱土金属元素在质量上小于等于熔融混炼物的 2ppm(10一g/g)。
 
  残留金属在高温下加工可能会使含氟聚合物的劣化和分解。该分解可能会产生变色、劣化以及堵塞喷嘴。在成型电线时这些情况会引起在喷嘴出口的表面产生分子片段,对工艺带来负面影响。
 
  还可能引起被覆层的裂纹或裂缝,即所谓的开裂,若发生开裂,停止被覆工艺、返工是不可缺少的,并且必须等待时间直到系统再次达到平衡。这样就难以实现长的工作时间,造成生产率恶化。
 
  2、去除乙烯基端基
 
  生成羧酸端基可以按照上述的方法进行处理。所以从上式可知,如果没有氧存在的情况下,使反应停止在乙烯基端基,而不会转变成酰氟,使得处理变得复杂。然而乙烯基端基被加热可以解聚合产生炭,使熔融捏合物变暗色 ,反应方程式见反应式。
 
  为此在双螺杆挤出机捏合机的稳定化处理区域中运转优选下述条件,即:(1)在含氧气体的存在下。氧可以将乙烯基端基转变为酰氟端基,还可以将乙烯基端基解聚合产生的碳原子氧化成 CO,从经济方面考虑优选直接使用空气。(2)水的存在下。水使羧酸端基的稳定化一CF2 H和将酰氟转变为羧酸。
 
  3、其它方法有很多,如:湿热处理法、氟化处理法、甲酯化法 、链转移剂法以及从根本上去除不稳定端基源头的采用有机过氧化物引发体系的方法,这些方法各有优缺点。日本大金公司通过改进发明了采用双螺杆挤出机除去FEP的不稳定端基的方法
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