Взаимодействие политетрафторэтилена с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов

• Автор: Внутских, Жанна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ПТФЭ. НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ.

1.1. Физикохимические свойства политетрафторэтилена

1.2. Термическая деструкция 1Юлитетрафторэтилена

1.2.1. Влияние условий проведения эксперимента на термическую деструкцию ПТФЭ

1.2.2. Состав продуктов термической деструкции ПТФЭ.

1.2.3. Кинетические параметры термического разложения

1.2.4. Механизм реакции термодсструкции политетрафторэтилена

1.3. Взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов с углеводородами . 1 4. Способы уничтожения отходов полимерных материалов с использованием соединений щелочноземельных металлов.

1.5. Кинетика гетерогенных реакций

1.5.1. Общая характеристика процессов превращения твердых веществ
1.5.2. Топохимическая природа разложения твердых веществ
1.5.3. Кинетические закономерности реакции в целом
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗА.
2.1. Исследование термических свойств исследуемых систем сопряженным методом ДТА и ГГ.
2.2. Расчет и экспериментальное определение состава продуктов реакций.
2.3. Расчет кинетических параметров из данных неизотермического эксперимента по ТГкривым изменения массы образца методом ГоровитцаМетцгера
2.4. Определение СаСОз, образующеюся в процессе взаимодействия ПТФЭ с СаОН2 и СаО
2.5. Определение фторидов потенциометрическим методом.
2.6. Определение размера частиц оксидов и гидроксидов металлов методом седиментации
2.7. Изучение кинетики процессов в изотермических условиях
ГЛАВА 3. ОБЩИН ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА
3.1. Влияние фракционного состава и скорости нагрева на термодеструкцию ПТФЭ в атмосфере воздуха
3.2. Гранулометрическое распределение частиц ПТФЭ.
3.3. Кинетические параметры процесса термической деструкции
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА С ОКСИДАМИ И ГИДРОКСИДАМИ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
4.1. Взаимодействие ПТФЭ с оксидом и гидроксидом магния.
4.1.1. Взаимодействие с
4.1.2. Взаимодействие с
4.2. Взаимодействие ПТФЭ с оксидом и гидроксидом кальция
4.2.1. Взаимодействие с СаО
4.2.2. Взаимодействие с СаОН
4.3. Взаимодействие ПТФЭ с пероксидом и гидроксидом бария.
4.3.1. Взаимодействие с Ва.
4.3.2. Взаимодействие с ВаОН
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПТФЭ С ОКСИДОМ И
ГИДРОКСИДОМ МАГНИЯ.
5.1. Кинетика дегидратации гидроксида магния.
5.2. Взаимодействие ПТФЭ с гидроксидом магния
5.3. Взаимодействие ПТФЭ с оксидом магния
ГЛАВА 6. КИНЕТИКА РЕАКЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.ПТФЭ.С ОКСИДОМ И ГИДРОКСИДОМ КАЛЬЦИЯ
6.1. Кинетика дегидратации гидроксида кальция
6.2. Взаимодействие ПТФЭ с гидроксидом кальция
6.2.1. Образование карбоната кальция.
6.2.2. Образование фторида кальция.
6.3. Взаимодействие ПТФЭ с оксидом кальция.
6.3.1. Образование карбоната кальция I
6.3.2. Образование фторида кальция.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Определены кинетические параметры отдельных стадий процесса окислительной термодеструкции политетрафторэтилена в изотермических и изотермических условиях. Показано, что взаимодействие ПТФЭ с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов протекает но типу твердое тело газ с участием газообразных продуктов деструкции политетрафторэтилена. В рамках теоретических моделей тоиохимических реакций определены температурные интервалы и рассчитаны скорости отдельных стадий процессов взаимодействия оксидов и гидроксидов магния и кальция с ПТФЭ. Установлено, что реакционная способность оксидов и гидроксидов при взаимодействии с ПТФЭ возрастает в ряду соединения бария соединения магния соединения кальция. Предложена схема взаимодействия ПТФЭ с оксидами и гидроксидами магния и кальция. Практическая значимость. Полученные новые сведения о качественных и количественных характеристиках процесса взаимодействия ПТФЭ с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов могут служить основой для разработки технологии низкотемпературной утилизации отходов производства политетрафторэтилена и других фторсодержащих полимерных материалов с полным связыванием фтора в экологически безопасные продукты. Кинетические параметры изученных процессов могут быть также полезны при изучении реакционной способности соединений щелочноземельных металлов в процессах взаимодействия их с органическими галогенсодержащими соединениями. Разработана методика определения малых мг количеств карбоната кальция, заключающаяся в хроматографическом определении выделяющегося при взаимодействии СаСОз с кислотой диоксида углерода. Положения, выносимые на защиту. Результаты изучения процесса окислительной термодеструкции ПТФЭ в изотермических и изотермических условиях. Влияние температурных и временных условий на процесс взаимодействия ПТФЭ с оксидами и гидроксидами магния, кальция и бария. Кинетические параметры реакций дегидратации гидроксидов магния и кальция. Кинетические параметры процессов взаимодействия ПТФЭ с оксидами и гидроксидами магния и кальция. Диссертация состоит из 6 глав. В первой главе литературный обзор приведены данные по физикохимическим свойствам и реакционной способности ПТФЭ, термогравиметрические и кинетические параметры процессов деструкции полимера, рассмотрены и проанализированы способы уничтожения отходов полимерных материалов с использованием соединений щелочноземельных металлов. Во второй главе описаны материалы, методики экспериментов и анализа. Третья глава посвящена изучению процесса термической и термоокислительной деструкции политетрафторэтилена. ТГ. В пятой и шестой главах рассмотрены результаты изучения кинетики взаимодействия ПТФЭ с оксидами и гидроксидами магния и кальция в изотермических условиях. Работа выполнена в соответствии с планами НИР Института технической химии УрО РАН на гг. Изучение механизма и кинетики каталитических реакций глубокого окисления спиртов и галогенсодержащих органических веществ номер государственной регистрации . ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ПТФЭ. Среди множества работ по полимерным материалам, опубликованных как в России, так и за рубежом, очень немного посвященных изучению кинетических параметров процессов с участием такого широко используемого в настоящее время во многих областях материала, как политетрафторэтилен, а публикации об утилизации фторсодержащих полимеров практически отсутствуют. I I. Политетрафторэтилен представляет собой полимер тетрафторэтилена пСР2 С2 СРСРп ПТФЭ белое кристаллическое вещество со скользкой поверхностью. ПТФЭ жаростойкий I 0С и морозостойкий Ц 9С материал. В зависимости от длины пеней молекулярная масса полученного полимера составляет 0. Водопоглощение ПТФЭ практически равно нулю. Отличается исключительно высокими диэлектрическими свойствами. Недостатком полимера является наличие хлад отеку чести, увеличивающейся с повышением температуры. При удельных нагрузках кгсм2 появляется заметная остаточная деформация, а при Р 0 0 кгсм2 материал переходит в область регулярного течения 7. ПТФЭ выпускают под техническим названием фторопласт4, тефлон США и др.