Der Herstellungsprozess von PTFE

1.Herstellung des TFE

2.Suspensionspolymerisation

3. Dispersionspolymerisation

Herstellung des TFE

1 Hersteller von PTFE beginnen mit der Synthese von TFE.Die drei Bestandteile TFE, Flussspat, Flusssäure und Chloroform werden in einer chemischen Reaktionskammer kombiniert, die auf 590–900 °C (1094–1652 °F) erhitzt wird.Das resultierende Gas wird dann abgekühlt und destilliert, um etwaige Verunreinigungen zu entfernen.

Suspensionspolymerisation

2 Die Reaktionskammer ist mit gereinigtem Wasser und einem Reaktionsmittel oder Initiator gefüllt, einer Chemikalie, die die Bildung des Polymers auslöst.Das flüssige TFE wird in die Reaktionskammer geleitet.Wenn das TFE auf den Initiator trifft, beginnt es zu polymerisieren.Das entstehende PTFE bildet feste Körner, die an der Wasseroberfläche schwimmen.Dabei wird die Reaktionskammer mechanisch geschüttelt.Durch die chemische Reaktion im Inneren der Kammer entsteht Wärme, sodass die Kammer durch die Zirkulation von kaltem Wasser oder einem anderen Kühlmittel in einem Mantel um ihre Außenseiten gekühlt wird.Die Steuerung unterbricht automatisch die TFE-Zufuhr, sobald ein bestimmtes Gewicht in der Kammer erreicht ist.Das Wasser wird aus der Kammer abgelassen und hinterlässt eine Masse aus zähem PTFE, die ein wenig wie Kokosraspeln aussieht.

3 Anschließend wird das PTFE getrocknet und einer Mühle zugeführt.Die Mühle pulverisiert das PTFE mit rotierenden Messern und erzeugt so ein Material mit der Konsistenz von Weizenmehl.Dieses feine Pulver ist schwer zu formen.Es hat eine „schlechte Fließfähigkeit“, was bedeutet, dass es nicht einfach in automatischen Anlagen verarbeitet werden kann.Wie ungesiebtes Weizenmehl kann es sowohl Klumpen als auch Lufteinschlüsse aufweisen.Daher wandeln Hersteller dieses feine Pulver durch einen Prozess namens Agglomeration in größere Granulatkörner um.Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen.Eine Methode besteht darin, das PTFE-Pulver mit einem Lösungsmittel wie Aceton zu mischen und es in einer rotierenden Trommel zu wirbeln.Die PTFE-Körner kleben zusammen und bilden kleine Pellets.Anschließend werden die Pellets in einem Ofen getrocknet.

4 Die PTFE-Pellets können mit verschiedenen Techniken zu Teilen geformt werden.PTFE kann jedoch in großen Mengen verkauft werden, bereits vorgeformt zu sogenannten Knüppeln, bei denen es sich um massive PTFE-Zylinder handelt.Die Knüppel dürfen bis zu 1,5 m hoch sein.Diese können zur weiteren Formung in Platten oder kleinere Blöcke geschnitten werden.Um den Barren zu formen, werden PTFE-Pellets in eine zylindrische Edelstahlform gegossen.Die Form wird auf eine hydraulische Presse geladen, die so etwas wie ein großer Schrank ist, der mit einem beschwerten Stößel ausgestattet ist.Der Stößel fällt in die Form und übt eine Kraft auf das PTFE aus.Nach einer gewissen Zeit wird die Form aus der Presse entfernt und das PTFE entformt.Man lässt es ruhen und stellt es dann für einen letzten Schritt, das Sintern, in einen Ofen.

5 Das geformte PTFE wird im Sinterofen mehrere Stunden lang erhitzt, bis es allmählich eine Temperatur von etwa 680 °F (360 °C) erreicht.Dieser liegt über dem Schmelzpunkt von PTFE.Die PTFE-Partikel verschmelzen und das Material wird gelartig.Anschließend wird das PTFE allmählich abgekühlt.Der fertige Knüppel kann an Kunden verschickt werden, die ihn zur weiteren Verarbeitung in kleinere Stücke schneiden oder rasieren.

Dispersionspolymerisation

6 Die Polymerisation von PTFE durch das Dispersionsverfahren führt entweder zu einem feinen Pulver oder einer pastösen Substanz, die besser für Beschichtungen und Endbearbeitungen geeignet ist.TFE wird zusammen mit der Startchemikalie in einen mit Wasser gefüllten Reaktor eingeführt.Statt kräftig geschüttelt zu werden, wie beim Suspensionsverfahren, wird die Reaktionskammer nur leicht bewegt.Das PTFE formt sich zu winzigen Perlen.Ein Teil des Wassers wird durch Filtern oder durch Zugabe von Chemikalien entfernt, die zum Absetzen der PTFE-Perlen führen.Das Ergebnis ist eine milchige Substanz namens PTFE-Dispersion.Es kann als Flüssigkeit verwendet werden, insbesondere für Anwendungen wie die Textilveredelung.Oder es kann zu einem feinen Pulver getrocknet werden, das zum Beschichten von Metall verwendet wird