Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Фторопласт-ЗМ — полимер, полученный из трифторхлорэти-лена с небольшой примесью других мономеров. В отличие от фторопласта-3 этот полимерный материал выдерживает длительное нагревание при 150—170° С без заметного ухудшения механических свойств. По стойкости к агрессивным средам фторопласт-ЗМ не отличается от фторопласта-3 [35]. Из фторо-пласта-ЗМ можно изготовлять суспензии, пригодные для нанесения антикоррозийных покрытий. Существенным недостатком таких покрытий является неизбежное присутствие точечных дефектов (узких пор и тончайших трещин), облегчающих диффузию агрессивных сред к металлу [35, 62], вследствие чего не рекомендуется эксплуатация покрытий при температурах выше 100° С [62].
Помимо своей высокой химической стойкости фторопласты обладают еще одним практически ценным свойством: способностью к сорбции из растворов гидроксокомплексов многозарядных ионов (Zr4+ и др.) [63].
* Предварительная обработка поверхности фторопласта-4 раствором металлического натрия в жидком аммиаке для использования полимерных клеев практически трудно осуществима
** Принятые названия; тефлекс (ЧССР), вафлон-3 и дафлон (Япония) и др.
44
Полипропилен* (—СН2—СНСНз—)„. По своей термической и химической устойчивости уступает только фторопластам [39, 40, 6]. Температура размягчения полипропилена составляет 160—170°С. В отличие от полиэтилена, полипропилен производится только анионной полимеризацией на каталитическом комплексе, состоящем из алкилов алюминия и хлоридов титана. Поэтому зольность полипропилена является довольно высокой, порядка 0,1% [40]. В реакторах из полипропилена можно перерабатывать горячие растворы многих агрессивных реагентов.
Полиэтилен (—СН2—)п- В отсутствие кислорода воздуха он относительно устойчив к термической деструкции, разрушение замечается только выше 290° С [2]. Однако размягчение материала наблюдается уже при 108—120° С. При нагревании на воздухе выше 150° С цвет полиэтилена меняется: из белого переходит в желтый, затем в- коричневый и, наконец, в черный. Одновременно ухудшаются и механические свойства полимера [38, 41]. Под влиянием солнечного света, в результате фотохимического окисления, полиэтилен постепенно твердеет, становится хрупким и на его поверхности появляются мельчайшие трещины [2, 38, 42].
Соляная, плавиковая и фосфорная кислоты в любых концентрациях не вызывают коррозии полиэтилена, аналогично ведут себя разбавленные серная и азотная кислоты [2]. Концентрированные уксусная, серная и азотная кислоты, хлор, бром и фтор разрушают полиэтилен [40]. В алифатических, ароматических и хлорированных углеводородах полиэтилен набухает. Увеличение веса полиэтилена в 10—37%-ной НС1 при 20°С составляет 0,1—0,2% в месяц, а в 3—60%-ной H2S04 0,04—0,5% в месяц** [64]. В 1—30% водном растворе NaOH при 60° С, наоборот, полиэтилен частично растворяется и потеря веса составляет 0,03—0,28% в месяц [38, 42, 64]. В 85%-ной Н3РО4 при 20—60° С потеря в весе через сутки составляет 0,2-0,3% [42].
Хлорсульфированный этилен, гипалон, также характеризуется высокой устойчивостью ко многим химическим реагентам, хотя и уступает полиэтилену в устойчивости к органическим растворителям.
В технологии особо чистых неорганических веществ следует использовать только полиэтилен высокого давления. Полиэтилен низкого давления (марка П) содержит включения многих тяжелых и щелочных металлов, попавших в материал из катализаторов. В зависимости от условий производства зольность
*« ДРУгие названия: хостален (ФРГ), моплен (Италия) и др. ПЭ 150) относятся к полиэтилену высокого давления (марки 1; 2 или
45
полиэтилена низкого давления может колебаться от 0,04 до 2,0% [42].
Поливинилхлорид (—СН2—СНС1—)„, или винипласт, термически устойчив только до 80° С. Выше этой температуры он начинает разрушаться с потерей НС1 [2]. Чтобы повысить стойкость поливинилхлорида к нагреванию и свету, к полимеру добавляют различные стабилизаторы неорганического и органического происхождения. Следовательно, при использовании аппаратуры из поливинилхлорида надо всегда учитывать возможность загрязнения рабочих растворов продуктами деструкции полимера, в частности, примесями Pb, Zn, Sn, Р, К, Si и др.
Применение пластификаторов и наполнителей органического происхождения не менее опасно, так как в этом случае приходится сталкиваться с микробиологической коррозией [65].
В химическом отношении поливинилхлорид также менее устойчив, чем полиэтилен. Основное разрушающее воздействие на полимер оказывает вода, продолжительное действие которой при 60° С вызывает сильное набухание, сопровождающееся образованием мельчайших трещин и вздутий. Поэтому в водных растворах солей и кислот, обладающих окислительными свойствами, а также щелочей, непластифицированный поливинилхлорид может применяться при 60° С только в тех случаях, когда концентрация растворов выше 20% [2]. В среде SiCU, GeCl4 и SiHCl3 поливинилхлорид разрушается.
Полиметилметакрилат (—СН2—СН3СООСН3—)„,- или органическое стекло, устойчив к разбавленным растворам кислот, воде и водным растворам неорганических солей [2, 66]. В концентрированных кислотах органическое стекло подвергается гидролизу и набуханию [66, 67]. В полярных растворителях (ке-тоны, сложные эфиры, некоторые хлорированные углеводороды) органическое стекло набухает и частично растворяется. Разрушают органическое стекло хромовая, муравьиная и уксусная кислоты. По сравнению с рассмотренными выше полимерными материалами органическое стекло обладает наименьшей химической устойчивостью. При конструировании аппаратуры из полиметилметакрилата следует всегда иметь в виду возможность сильной коррозии механически напряженных узлов аппаратуры в ацетоне, бензоле, метиловом, этиловом и бутиловом спиртах, 85% растворе муравьиной кислоты и других средах [2, 66]. Поверхностное растрескивание («серебрение») органического стекла вызывает любое вещество, в котором растворяется или набухает полиметилметакрилат [66].
