3. Фторсождержащие полимеры

Получают радикальной полимеризацией в эмульсии. Материалы,

полученные из фторкаучуков очень дорогие.

Развитие техники потребовало разработки эластичных материалов, работающих при температурах 250-300°С и выше, кроме того, обладающих повышенной стойкостью к действию агрессивных сред. Один из путей получения таких эластомеров- это замена атомов водорода в карбоцепных полимерах на фтор.

Атом фтора примерно равен ½ длины связи С-С. Поэтому возможно получение перфторированных полимеров, в которых связь С-С плотно окружена атомами фтора, что приводит к увеличению энергии связи С-С примерно до 370 кДж/моль, что обеспечивает стойкость полимерной цепи к действию различных реагентов.

Синтез осуществляют по радикальному механизму в присутствии окислительно-восстановительных систем.

ПТФЭ не обладает эластическими свойствами, поскольку высокая однородность цепи приводит к процессам кристаллизации. По той же причине на основе индивидуальных фторолефинов нельзя получить эластомеры. Поэтому проводят сополимеризацию различных фторолефинов, нарушая однородность среды.

В настоящее время производится большой ассортимент фторуглеродных эластомеров (порядка 60 марок). Но порядка 85% из них составляют сополимеры винилиденфторида (CH₂=CF₂) с гексафторпропиленом (он же перфторпропилен).

СКФ -26 (где 26- количество гексафторпропилена в сополимере)

В США такой сополимер называют «вайтон».

Для подавления кристаллизации необходимо чтобы перфторпропилена было не менее 15%.

Т.к перфторпропилен не способен к гомополимеризации в полимерной цепочке его звенья располагаются по одному, что подтверждают данные ЯМР.

Другим распространенным типом фторкаучуков являются сополимеры винилиденфторида с 3-фторхлорэтиленом (CF₂=CFCl).

СКФ- 32: 70% винилиденфторида.

В США «Кель Ф»

Резины на основе СКФ обладают низкой морозостойкостью

Для увеличения морозостойкости в полимерную цепочку вводят дополнительный мономер: перфторметилвиниловый эфир.

Наибольший стойкостью к агрессивным средам обладают полностью фторированные каучуки. В России их называют «неофтон». Их получают полимеризацией тетрафторэтилена с перформелтиловым эфиром, плюс добавляют функциональные мономеры, содержащие нитрильную группу.

В США такие сополимеры называют «Калрез»

Молекулярная масса сополимеров: 100-200 тыс.

Температура полимеризации: 80-120°С.

Давление: 2-10 МПа.

Инициатор обычно персульфат аммония или ОВС при низких температурах.

Введение эмульгаторов необязательно, но в ряде случаев применяют анионактивные ПАВ, не содержат подвижного атома водорода, чтобы избежать реакции переноса цепи.

Например используют аммониевые соли перфторированных кислот.

Низкие температуры кипения мономеров упрощают стадию дегазации.

Выделение полимера обычно проводят вымораживанием и товарная формула фторкаучука- это гранулы.

Все уникальные свойства этих полимеров обусловлены наличием атомов фтора (65-70%). Атомы фтора обеспечивают сильнейшее межмолекулярное взаимодействие (силы когезии 400 МПа).

Фторкаучуки, даже обладая высокой молекулярной массой в силу линейности своей структуры способны растворяться в сложных эфирах и кетонах.

Вязкость по Муни довольно высока, поэтому при переработке они не пластицируются, но удовлетворительно вальцуются и смешиваются с необходимыми ингредиентами.

Каучуки вулканизуются с помощью пероксидов, либо диаминами, либо бизфенолами.

Основные области применения:

1. авиационная и автомобильная промышленность (герметизирующие детали для двигателей)

2. В электротехнике для изоляции

3. трубопроводы для транспортировки агрессивных сред

4. герметики

5. пропитка тканей специального назначения (негорючие и самозатухающие)