Tetrafluoroetilen pertama kali dibuat pada tahun 1933. Sintesis komersial saat ini didasarkan pada fluorspar, asam sulfat, dan kloroform.
Proses Produksi Dasar Polimer PTFE:
Pembuatan Polimer/Resin PTFE pada dasarnya dilakukan dalam dua tahap.Pertama, Monomer TFE umumnya diproduksi dengan sintesis Kalsium Fluorida (Fluorospar), Asam Sulfat & Kloroform & kemudian polimerisasi TFE dilakukan dalam kondisi yang dikontrol dengan cermat untuk membentuk PTFE.Karena adanya ikatan CF yang stabil & kuat, molekul PTFE memiliki kelembaman kimia yang luar biasa, ketahanan panas yang tinggi & karakteristik isolasi listrik yang luar biasa;selain sifat gesekan yang sangat baik.
Pemurnian TFE:
Monomer murni diperlukan untuk polimerisasi.Jika terdapat pengotor maka akan mempengaruhi produk akhir.Gas pertama-tama digosok untuk menghilangkan asam klorida dan kemudian disuling untuk memisahkan kotoran lainnya.
Polimerisasi TFE:
Tetrafluoroetilen murni tanpa hambatan dapat berpolimerisasi dengan kekerasan, bahkan pada suhu awal di bawah suhu kamar.Reaktor berlapis perak, diisi seperempat dengan larutan yang terdiri dari 0,2 bagian amonium persulfat, 1,5 bagian boraks, dan 100 bagian air, dan dengan pH 9,2.Reaktor ditutup;dievakuasi dan 30 bagian monomer dibiarkan masuk. Reaktor diaduk selama satu jam pada suhu 80°C dan setelah pendinginan menghasilkan 86% hasil polimer. PTFE dibuat secara komersial melalui dua proses utama, salah satunya mengarah ke apa yang disebut 'granular' polimer dan yang kedua mengarah pada dispersi polimer dengan ukuran partikel yang jauh lebih halus dan berat molekul lebih rendah.Salah satu metode untuk memproduksi yang terakhir melibatkan penggunaan larutan asam peroksida disuksinat berair 0,1°%.Reaksi dilakukan pada suhu hingga 90°C.
Metode Lain:
Penguraian TFE di bawah pengaruh busur listrik. Polimerisasi dilakukan dengan metode emulsi menggunakan inisiator peroksida misalnya H2O2 (Hidrogen peroksida) dan besi sulfat.Dalam beberapa kasus, oksigen digunakan sebagai inisiator.
Struktur dan Sifat PTFE:
Struktur kimia PTFE adalah polimer linier C– F2 – C– F2 tanpa cabang apa pun & sifat luar biasa PTFE terkait dengan ikatan Karbon – Fluor yang kuat & stabil.
Polytetrafluoroethylene adalah polimer linier yang bebas dari banyak percabangan.Sedangkan molekul polietilen berbentuk zigzag planar di zona kristal, hal ini secara sterik tidak mungkin terjadi pada PTFE karena atom fluor lebih besar daripada atom hidrogen.Sebagai konsekuensinya, molekul tersebut mengambil bentuk zigzag yang terpelintir dengan atom-atom fluor yang tersusun rapat dalam bentuk spiral di sekeliling kerangka karbon-karbon.Satu putaran spiral yang lengkap akan melibatkan lebih dari 26 atom karbon di bawah 19°C dan 30°C di atasnya, terdapat titik transisi yang melibatkan perubahan volume 1% pada suhu ini.Ikatan kompak atom-atom fluor menyebabkan molekul menjadi sangat kaku dan fitur inilah yang menyebabkan titik leleh kristal tinggi dan stabilitas bentuk termal polimer.
Daya tarik antarmolekul antar molekul PTFE sangat kecil, parameter kelarutan yang dihitung adalah 12,6 (MJ/m3)1/2Polimer dalam jumlah besar tidak memiliki kekakuan dan kekuatan tarik yang tinggi yang sering dikaitkan dengan polimer dengan titik lunak yang tinggi.Ikatan karbon-fluor sangat stabil.Selanjutnya, ketika dua atom fluor terikat pada satu atom karbon, terjadi pengurangan jarak ikatan C–F dari 1,42 A menjadi 1,35 A. Akibatnya kekuatan ikatan bisa mencapai 504 kJ/mol.Karena satu-satunya ikatan lain yang ada adalah ikatan C–C yang stabil, PTFE memiliki stabilitas panas yang sangat tinggi, bahkan ketika dipanaskan di atas titik leleh kristalnya yaitu 327°C.Karena kristalinitasnya yang tinggi dan ketidakmampuan interaksi spesifik, tidak ada pelarut pada suhu kamar.Pada suhu mendekati titik leleh, cairan berfluorinasi tertentu seperti minyak tanah perfluorinasi akan melarutkan polimer.
Sifat PTFE bergantung pada jenis polimer dan metode pengolahannya.Polimer mungkin berbeda dalam ukuran partikel dan/atau berat molekul.Ukuran partikel akan mempengaruhi proses pengolahan dan jumlah rongga dalam produk jadi, sedangkan berat molekul akan mempengaruhi kristalinitas dan karenanya banyak sifat fisik.Teknik pemrosesan juga akan mempengaruhi kristalinitas dan konten kosong.
Berat rata-rata berat molekul polimer komersial tampaknya sangat tinggi dan berada dalam kisaran 400.000 hingga 9000000. ICI melaporkan bahwa bahan-bahan tersebut memiliki berat molekul dalam kisaran 500.000 hingga 5000.000 dan persentase kristalinitas lebih besar dari 94~ seperti yang diproduksi.Bagian fabrikasi kurang kristalin.Derajat kristalinitas produk jadi akan bergantung pada laju pendinginan pada suhu pemrosesan.Pendinginan lambat akan menghasilkan kristalinitas tinggi, sedangkan pendinginan cepat memberikan efek sebaliknya.Bahan dengan berat molekul rendah juga akan lebih kristalin.
Telah diamati bahwa polimer dispersi, yang memiliki ukuran partikel lebih halus dan berat molekul lebih rendah, memberikan produk dengan ketahanan yang jauh lebih baik terhadap pelenturan dan juga kekuatan tarik yang jauh lebih tinggi.Perbaikan ini nampaknya muncul melalui pembentukan struktur mirip serat pada massa polimer selama pemrosesan.
Waktu posting: 04 Januari 2019