ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、原料合成に始まり重合に至る多段階の化学工程を経て製造される。製造には、クロロホルムとフッ化水素酸からテトラフルオロエチレン（TFE）モノマーを生成し、特定の条件下で制御された重合を行うことが含まれる。懸濁重合と分散重合の2つの主な方法があり、工業用コーティングやカスタムPTFE部品のような多様な用途向けに、さまざまな形状（粒状／ペースト状）のPTFEを製造するために使用される。 カスタムPTFE部品 .TFEは引火性があるため、各工程で正確な温度管理と安全対策が必要となる。最終製品の特性（非粘着性表面、耐薬品性など）は、この入念に調整された工程から生まれます。
キーポイントの説明
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原料の準備
- 蛍石（フッ化カルシウム）、フッ化水素酸、クロロホルムを反応槽に入れる。
- 700℃まで加熱し、クロロジフルオロメタン（R-22）を生成する。
- R-22は600～800℃で熱分解し、TFEガスになる
- 安全上の注意 :TFE重合は発熱が激しく、ラジカル抑制剤で安定化させる必要がある
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TFEの精製
- 粗製TFEをスクラビングして酸性の副生成物を除去
- 蒸留によりTFEと未反応化合物を分離
- 制御された温度（-40℃）で貯蔵するための液化
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重合方法
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懸濁重合:
- TFEガスを脱イオン水にバブリングし、開始剤（過硫酸アンモニウムなど）を添加。
- 35～500μmの粒状樹脂ビーズを形成
- ビーズを乾燥・焼結し、ロッド・チューブに加工
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分散重合:
- 安定剤としてパラフィンワックスを使用。
- 乳白色のエマルジョン中に0.2μmのPTFE粒子を生成
- ペースト押出し用に微粉末に凝固
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懸濁重合:
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重合後加工
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粒状PTFE:
- 加圧下で凝集（20～40MPa）
- 寸法安定性のため370℃で予備焼結
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ファインパウダー:
- 潤滑剤（15-25%炭化水素）と混合してペースト状にする。
- 押し出し後、380℃で焼成して潤滑剤を除去
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粒状PTFE:
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品質管理パラメータ
- 分子量のメルトフローインデックス（MFI）試験
- 示差走査熱量測定（DSC）による結晶性の確認
- 引張強さの検証（14～35 MPaの範囲）
- 絶縁耐力試験 (>60 kV/mm)
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特殊な製造バリエーション
- 充填PTFE：重合時にガラス繊維／カーボン／グラファイトを組み込む
- 多孔質PTFE：乳化重合した材料を引き伸ばすことで微細孔を形成
- コーティングスプレー用顔料配合ディスパージョン
生産サイクル全体では、800℃の熱分解から380℃の焼結に至るまで、温度制御が重視される。最新のプラントでは、重要な段階で±2℃の公差を維持するために自動化システムを使用しています。懸濁重合か分散重合かの選択が、特定の用途における最終製品の機械的特性にどのような影響を与えるかを検討したことはありますか？このデシジョンツリーによって、PTFEが高負荷に耐える部品として優れているか、それとも薄く柔軟なコーティングとして優れているかが決まることがよくあります。
総括表
| 生産段階 | 主な内容 |
|---|---|
| 原料調製 | 蛍石、フッ化水素酸、クロロホルムを700℃で結合し、TFEを製造。 |
| TFE精製 | スクラビング、蒸留、-40℃での液化保存 |
| 重合方法 | 懸濁（粒状樹脂）重合または分散（微粉末）重合 |
| 重合後の処理 | 粒状PTFEは370℃で焼結、微粉末は380℃で押し出し焼成 |
| 品質管理 | MFI、DSC、引張強度、絶縁耐力試験 |
| 特殊なバリエーション | 充填PTFE、多孔質PTFE、多様な用途向けコーティング |
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