Способ модификации поверхности политетрафторэтилена

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК И 9) 5 С 08 1 7/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ров о СССР1979.оропласты93,химиче етение относитсяботкеповерхнастисти политетрафторкоторый благодаряческой стойкостиестве конструкциои получении и храсокой чистоты, на Изоб кой обрее пластмасс, тиленасвоей высов частно(ПТФЭ),кой хими спольз етя в к ого ма енин веример, хлориала пр ществ вь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт химии АН С(56) Патент СИА Р 3967018кл. В 05 0 1/18, 1976.Авторское свидетельствНф 653274, .кл. С 08 3 .7/12Чегодаев Д.Д. и др. ФтИ., Госхимиздат, 1960,. с ридов .Поверхность ПТФЭ (фторопласта) в среде хлорида подвергается коррозии за счет обмена атомов фтора поверхности на атомы хлора среды. В результате такого взаимодействияв четыреххлористом кремнии накапливается трихлорфторсилан, содержание его может достигать 10 -10 У Поэтому получение и хранение высоко- чистого четыреххлористого кремния в аппаратуре из ПТФЭ не представляется возможнымДля увеличения химической стойкости изделий из ПТФЭ целесообразно проводить модифицированные поверхнос 2(54)(57) СПОСОБ ИОДИФИКА 11 ИИ ПОВЕРХ НОСТИ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА путем обработки ее в химически активной жидкой среде, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения стойкости политетрафторэтилена к хлоридам, поверхность его предварительно дегазируют при температуре 18-20 С и давлении 110 . -510 торр, а чатем обрабатывают ее жидким тетрахлоридом кремния при те пературе 95-100 С и давлении 2300- 2700 торр в течение 5-6 ч. ти, заключающиеся в удалении иэ н фтора.Известен способ поверхностной обработки ПТФЭ, заключающийся в погружении образца в сплав ртути и щелочного или щелочно-емельного металла прн температуре .300 С.Недостатком этого способа является токсичность ртути, взрывоопасность щелочного металла и высокая температура процесса обработки, что затрудняет возможность применения данного способа в промьшцтенных условиях.Известен также способ модийицирования поверхности фторопластов, заключающийся в том, что обработку поверхности фторопласта осуществляют в процессе смешения этилового спирта со смесью серной кислоты и бихромата калия или натрия. Для этого пленку фторопласта помещают в кипящую реакционную среду. После чего его отмыва ют и высушивают.11 едостатком данного способа является трудцость осуществления процесса обработки поверхности Ьторопласта цри температуре кипения серцой кислоты9 так как пары ее очень токсичны.Известен способ обработки поверхцости ПТФЭ, заключающийся в том, что ПТФЭ обрабатывают раствором металлического натрия в жидком аммиаке в те чецие 1-6 с. После этого ПТФЭ удаляют из раствора и смывают с его поверхности оставшуюся окись натрия.Данный способ выбран в качестве прототипаПри этом способе обработки 15 поверхности происходит удаление атомов Фтора из поверхностного слоя ПТФЭ. Однако данный способ обработки не позволяет существенно снизить эЫект загрязнения хлорида трихлорЪторсиланом. 20 Содержание трихлорйторсилана в четыреххлористом кремнии, контактирующем с обработанным такимобразом Аторопластом, увеличивается с 410 до 1 х Х 10 7 Это объясняется, по-видимому, 25-3тем, что обработанный слой Аторопласта имеет пористую структуру. Кроме того, чрезвычайную трудность представляет отмывка из поверхностного слоя ионов щелочного металла, содержание которого в хлоридах крайне нежелательно.Целью изобретения является повышение стойкости ПТФЭ к хлорипам.Цель достигается тем, что в спосо бе модификации поверхности ПТФЭ путем обработки ее в химически активной жид- кой среде, поверхность его предварительно дегазируют при температуре 18- 20 С и давлении 110" -5 10 торр, а 0 затем обрабатывают ее жидким тетрахлоридом кремния при температуре 95- 100 С и давлении 2300-2700 торр в течение 5-6 ч.Предварительная дегазация поверхности ПТФЭ при комнатной температуре-2и давлении 10 -5 10 торр и после. дующая обработка ее жидким тетрахлоридом кремния при температуре 95- ) 100 С и давлении 2300-2700 торр в те чение 5-6 ч повышает пассивность поверхности ПТФЭ. Так, содержание трихлорфторсилана в тетрахлориде кремния, контактирующем с обработанным по предлагаемому способу ПТФЗ в течение 20 ч, составляет 4-510 ь Х, а по-3известному способу 1.10 Е.Дегазация поверхности ПТФЭ при давлении 1 О -5 -10 торр позволяет очистить ее от Физически адсорбцрованных примесей воздуха (в том числе воды). Последующая обработка поверхности ПТФЭ жидким тетрахлорцдом кремния при температуре 95-100 С и давлении 2300-2700 торр, кроме того, позволяет провести ее химическое модийицирование. Проведение обработки поверхности жидким хлоридом при такой температуре обеспечивает высокую скорость обмена между дтором поверхности и хлором среды. Проведение обработки при температуре ниже 95 С прио водит к снижению скорости реакции в 2-3 раза, а увеличение температуры выше 100 С приводит к повышению давления и взрывоопасности процесса.Обработку поверхности необходимо осуществлять в течение 5-6 ч.Уменьшение времени обработки не дает достаточной степени пассивации поверхности, а увеличение це приводит к дальнейшему улучшению пассивации поверхности,Технология предлагаемого способа состоит в следующем: изделие из ПТФЭ помещают в емкость, которую откачивают до давления 110 -5 10 торр. Затем заполняют ее тетрахлоридом кремния, нагревают до 95-100 С ивыдерживают при такой температуре 5- 6 ч. После этого процесс обработки прекращают и помещают изделие с обработанной поверхностью в инерчную среду.П р и м е р 1. Политетрайторэтиле" новый цилиндр помещают в ампулу из молибденового стекла и откачивают до остаточного давления 10 торр. Затем заливают в ампулу тетрахлорид кремния с содержанием ЯРС 1 4 10 % из расчета"4 см ЯС 1+ на 10 см площади поверхности изделия, нагревают до 95 С и выдерживают при этой температуре 5 ч. Для проверки степени пассивирования ПТФЭ изделие выдерживают в среде жидкого тетрахлорида кремния в течение 20 ч при 57 С.П р и м е р 2. Условия проведения опыта аналогичны условиям примера 1, но остаточное давление в ампуле 10 торр, температура опыта 100 С и выдержка изделия 6 ч.Ниже приведены данные о влиянии способа обработки поверхности йторопластана степень чистоты четырех- хлористого кремния.Корректор Л Патаи Заказ 3222 Тираж: ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11303-., Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издзгельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,011 581 1 ц 42Содержание трихлорЬторсилаца в четыреххлористом кремнии, Ж:Исходный тетрахлоридкремния 410Без обработки 110Обработка поверхности Аторопласта Известным способом 110Предлагаемым 10Пример 1 410Пример 2 4 .10Предлагаемый способ обработки поверхности ПТФЭ позволяет повысить пассивность поверхности по сравнению 15 Редактор М,Шарганова Техред А,Кравчук Г известным спосГ)бом 1 лк цри хране цци изделий из обработаццого предлагаемым способом ПТФЭ в течение 20 чопри температуре 57 С в среде жидкого особочистого тетрахлорида кремния содержание трихлорйторсилаца в тетрахлориде кремния не изменяется и составляет 4-5 10 7.Поскольку тетрахлорид кремния является наиболее реакционноспособным хлоридом, то предлагаемый способ можно использовать для обработки ПТфЭ, используемого при получении и хранении других хлоридов.