DE1729171B1

DE1729171B1 - PROCESS FOR PROCESSING POLYTETRAFLUORAETHYLENE INTO SHAPED OBJECTS

Info

Publication number: DE1729171B1
Application number: DE19671729171
Authority: DE
Inventors: William Hopkin
Original assignee: Imperial Smelting Corp Ltd
Current assignee: Imperial Smelting Corp Ltd
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1967-01-19
Publication date: 1971-10-28
Also published as: NL6700894A; FR1508568A; GB1158702A; NL131623C

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf das Verarbeiten von Polytetrafluoräthylen mit Hexafluorbenzol vermischt Polytetrafluoräthylen zu geformten Gegenständen in und dann das Gemisch mit dem durch das Hexafluor-Gegenwart eines Schmier- oder Gleitmittels. benzol gequollenen und erweichten Polytetrafluor-The invention relates to the processing of polytetrafluoroethylene mixed with hexafluorobenzene Polytetrafluoroethylene into molded articles and then the mixture with that made by the hexafluoro-presence a lubricant or lubricant. benzene swollen and softened polytetrafluoro-

Bei der Verarbeitung von hochschmelzenden thermo- äthylen in die gewünschte Form preßt, plastischen Polymeren muß man häufig pulver- 5 Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß bei metallurgische Verfahren anwenden, um das Preß- der Vermischung von Polytetrafluoräthylen mit Hexapulver in geeignete Form zu pressen. Dies ist beson- fluorbenzol nicht nur das Gleitvermögen und damit ders bei Polytetrafluoräthylen erforderlich. Bei diesem die Fließfähigkeit der Polymerteilchen verbessert entstehen Individualteilchen beim Zusammenpressen wird, sondern außerdem eine Aufquellung und ein unter Anwendung von großem Druck in der Kälte, io Weichmachen des Polytetrafluoräthylens bewirkt wird, und es bilden sich innere Poren, wodurch große so daß sich das Pulver an die Abmessungen der Berührungsflächen zwischen den aneinandergrenzen- Preßform anschmiegt, diese dadurch ausfüllt, so daß den benachbarten Teilchen in der Matrize entstehen. einwandfrei ausgebildete Formen erhalten werden Durch nachträgliches Erhitzen über den Schmelzpunkt können. Außerdem wird durch die weichmachende der Kristallite, z.B. auf etwa 380⁰C, tritt ein be- 15 Wirkung des Hexafluorbenzols das Pulver leichter und grenztes Fließen (»Sintern«) ein, wodurch die Teilchen schneller zusammengedrückt, an den Berührungsflächen zusammenschmelzen. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten,When processing high-melting thermoplastic ethylene into the desired shape, plastic polymers often have to be powdered. Surprisingly, it has been found that in metallurgical processes, the mixing of polytetrafluoroethylene with hexapowder can be pressed into a suitable shape. This is particularly important for fluorobenzene and not only for its sliding properties, which is also necessary for polytetrafluoroethylene. When the flowability of the polymer particles is improved, individual particles are formed when they are pressed together, but also swelling and softening of the polytetrafluoroethylene under the application of great pressure in the cold, and internal pores are formed, so that the powder becomes large the dimensions of the contact surfaces between the adjoining compression mold nestles, thereby filling them, so that the neighboring particles arise in the die. perfectly formed shapes can be obtained by subsequent heating above the melting point. In addition, for example, is the softening of the crystallites to about 380 ⁰ C, enters loading 15 Effect of hexafluorobenzene the powder more easily and Enclosed flow ( "sintering") a compressed faster whereby the particles melt together at the contact surfaces. Particularly advantageous results are obtained

Zwei große Nachteile dieser Verfahren sind jedoch, wenn man 5 bis 20, vorzugsweise 8 bis 16 Volumprodaß ein völliges Austreiben von Gasen und damit eine zent Hexafluorbenzol, bezogen auf das Polytetrafluorvollständige Ausfüllung der Hohlräume des Poly- 20 äthylenvolumen, verwendet.However, two major disadvantages of this method are when one 5 to 20, preferably 8 to 16 volume product a complete expulsion of gases and thus a cent of hexafluorobenzene, based on the polytetrafluoro complete Filling of the voids of the polyethylene volume, used.

meren während des Kaltverpressens der Körnchen Vorzugsweise wird das Polytetrafluoräthylen-Hexa-meren during the cold pressing of the granules. Preferably, the polytetrafluoroethylene-hexa-

schwierig ist und daher häufig Poren nach dem Sin- fluorbenzol-Gemisch bei Anwendung von 5% Hexatern vorhanden sind; ferner sind hohe Formdrücke fluorbenzol bis zu 1 Stunde, bei Anwendung von 10°/₀ erforderlich. Es wurden daher viele Versuche zur Hexafluorbenzol bis zu 10 Stunden und bei Anwen-Herstellung von Polymerteilchen unternommen, bei 25 dung von 15 °/„ Hexafluorbenzol bis zu 24 Stunden in denen eine möglichst geringe Porenbildung auftritt. Kontakt gehalten.is difficult and therefore pores are often present after the sinfluorobenzene mixture when using 5% hexaters; Furthermore, high molding pressures of fluorobenzene up to 1 hour, when using 10 ° / _{0, are} required. Many attempts have therefore been made to produce hexafluorobenzene for up to 10 hours and, in the case of application of polymer particles, at 15% hexafluorobenzene for up to 24 hours in which the least possible pore formation occurs. Kept in contact.

Das Problem der Herstellung von Polymerteilchen Bei der Verarbeitung nach dem Verfahren der Er-The problem of the production of polymer particles When processing according to the method of the

mit geringer Porenbildung hat man durch Erzeugung findung werden allgemein die Polytetrafluoräthylenvon Polymeren mit geringerer Teilchengröße zu lösen Körnchen oder -Teilchen mit einer solchen Menge versucht, wodurch aber das Fließvermögen des Roh- 30 Hexafluorbenzol in Berührung gebracht, daß etwa polymeren immer geringer wird. Am meisten befrie- Hexafluorbenzol auf der Oberfläche der Polytetradigte noch das sogenannte Pastenstrangpreßverfahren fluoräthylen-Körnchen oder -Teilchen zurückbleibt; zur Herstellung von porenfreien Polymeren; dieses anschließend werden die Teilchen oder Körnchen Verfahren befriedigt jedoch nicht bei der Herstellung formverpreßt und dann auf Sintertemperatur erhitzt, von geformten Gegenständen oder Preßlingen. Außer- 35 Das Verpressen erfolgt allgemein in einer Form, dem ist dieses feinpulvrige Polymere beträchtlich kann aber auch mit einer Kolbenstrangpresse, einteurer als granulierte Produkte. schließlich einer Strangpresse für Folien, erfolgen. InPolytetrafluoroethylene is generally used with low pore formation Polymers of smaller particle size dissolve granules or particles with such an amount tried, but thereby the fluidity of the crude 30 hexafluorobenzene brought into contact that about polymer is getting less and less. Most free- hexafluorobenzene on the surface of the polytetradite nor the so-called paste extrusion process leaves fluoroethylene granules or particles; for the production of pore-free polymers; this subsequently becomes the particles or granules However, the process is not satisfactory in the production of compression molding and then heated to sintering temperature, of molded objects or compacts. Except 35 The pressing is generally carried out in a form This fine powdery polymer is considerable but can also be more expensive with a piston extruder as granulated products. finally an extrusion press for foils. In

Es ist bekannt, zur Herstellung dünnwandiger Gegenwart von Hexafluorbenzol wird das Strang-Profile aus Polytetrafluoräthylen mittels Kolbenstrang- pressen von Polytetrafluoräthylen (im folgenden auch pressen das dabei verwendete Polytetrafluoräthylen- 40 mit Ptfä bezeichnet) mit geringem Querschnitt erpulver mit einem Kohlenwasserstoff, entsprechend der leichtert.It is known that the extrusion profile is used for the production of thin-walled hexafluorobenzene from polytetrafluoroethylene by means of piston extrusion of polytetrafluoroethylene (hereinafter also press the polytetrafluoroethylene 40 used with Ptfä) with a small cross-section erpulver with a hydrocarbon, corresponding to the eases.

Zusammensetzung von Benzin, anzupasten. Bei diesem Unter »Verarbeitung« ist beispielsweise ein Verbekannten Verfahren treten erhebliche Nachteile auf, pressen vor dem »Sintern« zu verstehen. Es kann aber wenn die Pulverteilchen nicht eine ganz bestimmte auch ein Verschweißen des Polytetrafluoräthylens erGröße aufweisen, die durch Sieben und Zerkleinern 45 folgen, bei dem die zu verschweißenden Oberflächen vorher eingestellt werden muß. Es treten leicht Agglo- in Hexafluorbenzol eingeweicht oder mit diesem bemerationen auf, die zu Fehlstellen im Fertigprodukt netzt und anschließend in der Wärme unter Anwenführen. dung von geringem Druck verschweißt werden.Composition of gasoline to paste. For example, there is a stranger in this "Processing" sub-section Processes have considerable disadvantages, to understand pressing before "sintering". But it can if the powder particles are not of a certain size, the polytetrafluoroethylene also welds together have, which follow by sieving and crushing 45, in which the surfaces to be welded must be set beforehand. It occurs easily agglomerations soaked in hexafluorobenzene or with this on, which wets to defects in the finished product and then in the heat with application. can be welded using low pressure.

Ferner ist das Verpressen von Polytetrafluoräthylen Wahlweise kann ein vorher eingeweichter dünner in Anwesenheit eines Schmiermittels, wie Chlorbenzol 50 Streifen zwischen die Oberflächen einer Stumpfnaht oder Tetrachloräthylen, bekannt. Durch die An- eingebracht werden. Unter »Verarbeitung« ist auch Wesenheit der Schmiermittel wird das Polytetrafluor- Strangpressen, wie Kolbenstrangpressen oder Strangäthylen zwar gleitfähiger, aber die Struktur der Teil- pressen, im geringen Querschnitt zu verstehen, z. B. chen wird praktisch nicht verändert, so daß beim die Herstellung von dünnwandigen Schläuchen oder Pressen keine ausreichende Anschmiegung an die Form 55 Bougierrohren für elektrische Drähte. Die Erfindung oder beim Strangpressen kein rasches Verschweißen läßt sich besonders vorteilhaft beim Kolbenstrangder aufeinanderfolgenden Chargen eintritt. pressen anwenden, insbesondere wenn man DrückeIn addition, the compression of polytetrafluoroethylene is optionally available a previously soaked thinner in the presence of a lubricant such as chlorobenzene 50 strips between the surfaces of a butt joint or tetrachlorethylene, known. Be introduced by the. Under "processing" is also The essence of the lubricant is polytetrafluor extrusion, such as piston extrusion or extruded ethylene it is more slippery, but the structure of the partial presses, to be understood in the small cross-section, z. B. Chen is practically not changed, so that in the production of thin-walled tubes or If you do not press the Form 55 bougier tubes for electrical wires, they do not fit properly. The invention or no rapid welding during extrusion can be particularly advantageous in the case of piston rods successive batches. Use pressing, especially when you are pressing

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines bis zu 352 kg/cm², vorzugsweise 141 bis 211 kg/cm² Verfahrens zur glatten Verarbeitung von Polytetra- anwendet.The object of the invention is to create a ^{method of up to 352 kg / cm 2} , preferably 141 to 211 kg / cm ^2, for smooth processing of polytetrafluoroethylene.

fluoräthylen zu geformten Gegenständen, bei dem die 60 Vorzugsweise verwendet man 8 bis 16 Volumprozent für die Verpressung von Polymerteilchen wesentlichen Hexafluorbenzol, bezogen auf das Volumen des PolyEigenschaften, nämlich gutes Fließvermögen, Weich- tetrafluoräthylens. Man kann auch über 16% Hexaheit und gute Anschmiegsamkeit an die Form, ver- fluorbenzol verwenden; der hohe Preis des Hexafluorbessert werden. benzols macht jedoch das Verfahren dann wenigerfluoroethylene to molded articles, in which the 60 is preferably used 8 to 16 percent by volume hexafluorobenzene, which is essential for the compression of polymer particles, based on the volume of the poly namely good fluidity, soft tetrafluoroethylene. One can also have over 16% hexahood and conforms well to the shape, use fluorobenzene; the high price of the hexafluorine improved will. however, benzene then makes the process less

Das Verfahren zur Verarbeitung von Polytetra- 6₅ wirtschaftlich. Aus diesem Grund verwendet man fluoräthylen zu geformten Gegenständen in Gegen- zweckmäßig die kleinste oder wenigstens fast kleinste wart eines Schmier- oder Gleitmittels gemäß der Er- wirksame Menge Hexafluorbenzol. Bei einer Kolbenfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Strangpresse oder einer fortlaufend arbeitenden Spritz-The method for processing polytetra- 6 ₅ economical. For this reason, fluoroethylene is used for molded objects, in contrast to the smallest or at least almost the smallest amount of a lubricant in accordance with the effective amount of hexafluorobenzene. When finding a piston is characterized in that the extrusion press or a continuously operating injection molding

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gußmaschine geht ein Kolben als Stempel auf und ab, dabei entstehen Ptfä-Teilchen, die praktisch mit den und kurz vor dem Ende des jeweiligen Kreislaufs gemäß herkömmlichen Verfahren hergestellten Gegenwerden Chargen von Polymerkörnchen aus einem ständen identisch sind, jedoch einen geringeren Poren-Behälter in den Zylinder eingebracht. Auf diese Weise gehalt aufweisen, wie sich auf Grund herkömmlichercasting machine, a piston goes up and down as a stamp, creating Ptfä particles that practically with the and shortly before the end of the respective cycle produced in accordance with conventional methods Batches of polymer granules from one stand are identical, but have a smaller pore size container introduced into the cylinder. In this way, the content is just as usual

erhält man eine meßbare Fließgeschwindigkeit des 5 physikalischer Untersuchungsverfahren und Farb-one obtains a measurable flow rate of the 5 physical investigation methods and color

Polymeren durch die Maschine, und man kann so durchdringungsverfahren ergibt. (Bei GegenständenPolymers through the machine, and one can thus result in permeation processes. (For objects

eine »Verweilzeit« des Materials in dem Behälter be- mit großem Querschnitt ist eine spezielle Behandlunga “dwell time” of the material in the container with a large cross-section is a special treatment

stimmen; selbstverständlich hängt dies davon ab, ob erforderlich, um das gesamte Hexafluorbenzol zuvoices; Of course, this depends on whether or not you need to add all of the hexafluorobenzene

der Behälter chargenweise oder kontinuierlich be- entfernen; eine Alterung bei mehr oder wenigerremove the container in batches or continuously; an aging with more or less

schickt wird. Falls die Beschickung kontinuierlich io erhöhter Temperatur unter der Sintertemperatur, z. B.is sent. If the feed is continuously at an elevated temperature below the sintering temperature, e.g. B.

erfolgt, kann man das Ptfä und Hexafluorbenzol in bei etwa 300° C, mit oder ohne Anlegen eines Vakuums,takes place, the Ptfä and hexafluorobenzene in at about 300 ° C, with or without applying a vacuum,

dem Behälter mischen und die Verweilzeit der Mi- reicht hierfür aus.)Mix in the container and the dwell time of the Mi- is sufficient for this.)

schung in dem Behälter durch sorgfältige Regelung Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf dasResearch in the container by careful regulation. The method according to the invention is not limited to that

annähernd konstant halten. Formpressen beschränkt, sondern läßt sich bei allenkeep approximately constant. Compression molding is limited but can be used at all

Zur maximal wirtschaftlichen Anwendung des Hexa- 15 Verfahren zur Verarbeitung der Teilchen anwenden,
fluorbenzole ist die Verweilzeit unter diesen Fließ- So läßt sich beispielsweise das Strangpressen mit bedingungen von Bedeutung. Es wurde überraschen- einer Kolbenstrangpresse wirksamer durchführen, derweise gefunden, daß Hexafluorbenzol eines der Beim Strangpressen mit einer Kolbenstrangpresse wenigen organischen Lösungsmittel ist, in denen Ptfä werden die Polymerteilchen aus einem Beschickungssowohl als geformtes gesintertes Produkt als auch als ao behälter entnommen, und dann werden die Körnchen Rohpolymerkörnchen quillt. Es ist aber eine bestimmte oder Teilchen mit Hilfe eines Kolbens gepreßt und Zeitdauer erforderlich, bis der durch Hexafluorbenzol zusammengedrückt. Nach dem Zurückziehen des hervorgerufene Gleichgewichtsquellzustand des Ptfä Kolbens lassen sich mehr Polymerkörnchen am Obererreicht ist; diese Zeitdauer hängt von verschiedenen teil der weitgehend zusammengedrückten Puppe zum Faktoren ab, wobei die Abmessungen und die Ober- 25 weiteren Zusammenpressen einbringen. Die Hauptfläche der Polymerteilchen eine wichtige Rolle spielen. schwäche dieses Verfahrens besteht in der absoluten Ptfä, das bis zum Gleichgewichtszustand mit Hexa- Notwendigkeit des vollkommenen Verschweißens der fluorbenzol gequollen ist und kein überschüssiges aufeinanderfolgenden Körnchenbeschickungen. Falls Hexafluorbenzol enthält, besitzt jedoch keine ver- man dies unterläßt, bilden sich Querrisse und schwache besserten Strangpreßeigenschaften. Falls man daher 30 Stellen. Bei Verwendung von Hexafluorbenzol erfolgt weniger als die Gleichgewichtsmenge anwenden will, das Verschweißen der aufeinanderfolgenden Beschikmuß die Verweilzeit bei einer Vorrichtung mit kon- kungen rascher, und es bilden sich verhältnismäßig stantem Fluß so eingestellt werden, daß sie geringer leicht praktisch vollkommene Puppen. Ferner wird als die zur Gleichgewichtsquellung erforderliche Zeit auch das Strangpressen von Gegenständen mit gerinist. Wenn man beispielsweise 5 Volumprozent Hexa- 35 gem Querschnitt, z. B. von Röhren mit geringer fluorbenzol, bezogen auf das Volumen des Ptfä, an- Wandstärke oder Überzügen für Drähte, erleichtert,
wendet, so ist eine Verweilzeit von weniger als einer Das Verpressen kann praktisch wie gewöhnlich Stunde, vorzugsweise von 15 Minuten, erforderlich; ausgeführt werden, also bei Temperaturen zwischen wendet man dagegen 10 Volumprozent Hexafluorben- Umgebungstemperatur und etwa 300⁰C. Hohe Temzol, bezogen auf das Volumen des Ptfä, an, so ist eine 4° peraturen sind nachteilig, da hierdurch eine vorzeitige Verweilzeit von weniger als 6 Stunden, vorzugsweise Verflüchtigung des Hexafluorbenzols eintreten kann. I¹I₂ bis 3 Stunden, erforderlich. Da jedoch jede Ma- Die Rückgewinnung des Hexafluorbenzols ist im schine anders arbeitet und jede Polymerprobe andere Hinblick auf dessen hohen Preis erforderlich; dies Eigenschaften aufweist, kann der genaue prozentuale kann durch herkömmliche Lösungsmittelrückgewin-Volumenanteil für eine bestimmte Verweilzeit nur 45 nungsverfahren, z. B. durch Abpumpen und andurch Versuch bestimmt werden. schließendes Ausfrieren oder durch Absorption anFor the maximum economic use of the hexa- 15 use the method for processing the particles,
fluorobenzenes is the dwell time under these flow conditions. Surprisingly, a piston extruder has been found to be more effective, and it has been found that hexafluorobenzene is one of the few organic solvents in which the polymer particles are removed from a feed, both as a molded sintered product and as a container, and then the Granules of raw polymer granules swell. But there is a certain or particle pressed with the help of a piston and time required until it is compressed by hexafluorobenzene. After the induced equilibrium swelling state of the piston is withdrawn, more polymer granules can be reached at the top; this length of time depends on various parts of the largely compressed doll to the factors, with the dimensions and the upper adding further compression. The major area of the polymer particles play an important role. The weakness of this process lies in the absolute ptf, which is swollen to equilibrium with hexa, the need for complete welding of the fluorobenzene and no excess successive granule loads. If it contains hexafluorobenzene, but does not have any, if this is not done, transverse cracks form and slightly improved extrusion properties. So if you have 30 digits. If hexafluorobenzene is used, less than the equilibrium amount is used, the welding of the successive charges, the dwell time in a device with cones is faster, and a relatively constant flow is established so that they are less easily practically perfect pupae. Furthermore, as the time required for equilibrium swelling, extrusion molding of articles is also reduced. For example, if you have 5 percent by volume hexa- 35 gem cross-section, z. B. of tubes with low fluorobenzene, based on the volume of the Ptfä, wall thickness or coatings for wires, facilitated,
turns, a dwell time of less than one hour, preferably of 15 minutes, is required practically as usual; are carried out, i.e. at temperatures between 10 percent by volume hexafluorobenzene ambient temperature and about 300 ⁰ C. High temzol, based on the volume of the Ptfä, is a 4 ° temperatures are disadvantageous, as this results in a premature residence time of less than 6 hours, preferably volatilization of the hexafluorobenzene can occur. I ¹ I ₂ to 3 hours, required. However, since each machine works differently, the recovery of hexafluorobenzene works differently and each polymer sample requires different because of its high price; this has properties, the exact percentage can be obtained by conventional solvent recovery volume fraction for a given residence time only. B. be determined by pumping and by experiment. subsequent freezing or by absorption

Falls eine diskontinuierlich arbeitende Maschine Holzkohle, erfolgen.In the case of a discontinuous machine, use charcoal.

verwendet wird, soll der Volumenanteil des Hexa- Es sind auch herkömmliche Stoffe bekannt, welche fluorbenzols, bezogen auf das Volumen des Ptfä, etwas die gleiche verbessernde Wirkung auf die Qualität größer als die Gleichgewichtsmenge sein, um eine 50 von Ptfä-Preßverfahren oder -Strangpreßverfahren Kompensation gegenüber den Bedingungen zu er- ausüben. Diese Stoffe besitzen jedoch alle den Nachreichen, bei denen das gesamte Ptfä von den Polymer- teil, daß sie sich, im Gegensatz zu Hexafluorbenzol, körnchen absorbiert wird. entweder nicht leicht oder überhaupt nicht von deris used, the volume fraction of the hexa- There are also known conventional substances which fluorobenzene, based on the volume of the Ptfä, has somewhat the same improving effect on the quality be greater than the equilibrium amount by one 50 of Ptfe molding or extrusion molding To exercise compensation against the conditions. However, these substances all have the subsequent in which the entire Ptfä from the polymer part that they, in contrast to hexafluorobenzene, granule is absorbed. either not easily or not at all from that

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich selbst- stranggepreßten Matrix vor dem Sintern entfernenThe method according to the invention can be removed from self-extruded matrix before sintering

verständlich bei verschiedenen Sorten von Ptfä-Poly- 55 lassen; als Beispiel für derartige Stoffe seien Graphitunderstandable with different types of Ptfä-Poly-55; an example of such substances is graphite

meren anwenden, wie bei normalem Ptfä (Teilchen- und Mineralöl genannt. Bei einem Gehalt an derartigenUse meren, as with normal Ptfä (called particle and mineral oil. With a content of such

größe etwa 500 bis 600 Mikron) bis zu feinem Ptfä Stoffen im stranggepreßten Produkt wird jedoch dassize about 500 to 600 microns) up to fine Ptfä materials in the extruded product, however, this becomes

(etwa 300 Mikron) und ultrafeinem Ptfä (etwa 30 Mi- gesinterte Produkt unbrauchbar, da sich diese Stoffe(about 300 microns) and ultrafine Ptfä (about 30 microns). The sintered product is unusable as these substances

krön). Diese Teilchen oder Körnchen sind mehr oder beim Sintern zersetzen.crown). These particles or granules are more or less decomposed on sintering.

weniger kugelförmig oder stellen auch Agglomerate 60 Das Verfahren gemäß der Erfindung wird imless spherical or also make agglomerates 60 The method according to the invention is in

von Kügelchen dar. folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.of beads. The following explained in more detail with reference to the drawing.

Da die gequollenen und aufgeweichten Körnchen Es zeigtAs the swollen and softened granules It shows

beim Lagern ziemlich stabil sind und gegebenenfalls F i g. 1 einen geschnittenen Seitenaufriß einer Preß-are fairly stable during storage and, if applicable, F i g. 1 is a sectioned side elevation of a press

in dieser Form in den Handel kommen, stellen die mit form undcome on the market in this form, those with form and

Hexafluorbenzol vermischten Ptfä-Kügelchen oder 65 F i g. 2 bis 6 (in Draufsicht und im Querschnitt)Hexafluorobenzene mixed PTFE beads or 65 F i g. 2 to 6 (in plan view and in cross section)

-Teilchen ein vorteilhaft brauchbares Ausgangs- jeweils mit der Preßform hergestellte Ptfä-Proben.-Particles an advantageously usable starting point- each made with the compression mold Ptfä samples.

material dar. Gemäß F i g. 1 besitzt die Preßform in einer Hülse 11material. According to FIG. 1 has the mold in a sleeve 11

Beim Sintern wird das Hexafluorbenzol verflüchtigt; einen Körper 10, der bei 12 ein zylindrisches Loch zurThe hexafluorobenzene is volatilized during sintering; a body 10, which at 12 has a cylindrical hole for

Aufnahme von Ptfä-Granulat hat; dieses Loch besitzt an ihrem unteren Ende unterhalb der nach unten gerichteten Schultern 13 des Körpers 10 einen größeren Durchmesser. Der vergrößterte Abschnitt des Lochs hat bei 14 ein Gewinde. An die Schultern 13 legt sich eine an ihrer Oberseite polierte Aluminiumscheibe 15 an, die durch einen Bodenpfropfen 16 gestützt ist; der Bodenpfropfen ist bei 14 mit Gewinde versehen und in den vergrößerten Abschnitt des Lochs eingeschraubt. In die Hülse 11 und das Loch bei 12 paßt ein Kolben 17 mit einem Spiel von 0,075 bis 0,125 mm. Bei 14 wird ein 20TPI-Gewinde (20 Windungen pro 25,4 mm) verwendet.Has absorption of Ptfä granules; this hole has at its lower end below the downward directed shoulders 13 of the body 10 have a larger diameter. The enlarged section of the hole has a thread at 14. An aluminum disc 15, which is polished on its upper side, rests on the shoulders 13 on, which is supported by a bottom plug 16; the bottom plug is threaded at 14 and screwed into the enlarged portion of the hole. In the sleeve 11 and the hole at 12 fits a piston 17 with a clearance of 0.075 to 0.125 mm. At 14 a 20TPI thread (20 turns per 25.4 mm) is used.

Bei Betrieb wurde der mit Gewinde versehene Propfen 16 ganz gegen die Aluminiumscheibe 15 gedreht, die ihrerseits gegen die Schultern 13 des Körpers 10 der Preßform gedrückt wurde. Das Loch 12 wurde lose mit Formmaterial gefüllt (ungefähr 11 g nicht verschnittenes Ptfä füllte die Form), und zwar bis zum Niveau der Oberseite 18 des Körpers 10. Der Pfropfen 16 wurde etwas herausgedreht, so daß zwischen der Aluminiumscheibe 15 und den Schultern 13 ein Spalt in der Größe von 1,25 mm verblieb; bei dem verwendeten 20TPI-Gewinde entspricht dies dem Abrücken um eine Drehung. Es wurde dann der Körper 10 in die Hülse 11 eingesetzt und dann der Kolben 17 in Stellung gebracht.In operation, the threaded plug 16 was fully up against the aluminum disc 15 rotated, which in turn was pressed against the shoulders 13 of the body 10 of the mold. The hole 12 was loosely filled with molding material (approximately 11 grams of uncut putty filled the mold), namely to the level of the top 18 of the body 10. The plug 16 has been unscrewed a little so that between the aluminum disc 15 and shoulders 13 had a gap of 1.25 mm; in which the 20TPI thread used, this corresponds to moving away by one turn. It then became the body 10 inserted into the sleeve 11 and then the piston 17 brought into position.

Die vereinigte Form wurde in eine Hydraulikpresse gesetzt und der Stempeldruck auf Null eingestellt. Dann wurde über die Stirnflächen 19 (Oberseite des Kolbens) und 20 (Boden des Pfropfens) über 1 Minute gleichförmig der Druck auf den gewünschten Wert (176, 352, oder 527 kg/cm²) aufgebaut und dann der Druck in dieser Höhe für 3 Minuten aufrechterhalten. Dann wurde der Druck, so schnell es die Presse erlaubte, abgelassen (weniger als 5 Sekunden). Anschließend wurde die Preßform aus der Presse entfernt, zerlegt und der Preßling entnommen (die Preßstücke halten genügend zusammen, daß sie einer sanften Behandlung widerstehen).The combined mold was placed in a hydraulic press and the ram pressure adjusted to zero. ^{The pressure was then built up to the desired value (176, 352, or 527 kg / cm 2} ) uniformly over the end faces 19 (top of the piston) and 20 (bottom of the plug) over 1 minute, and then the pressure at this level for 3 Maintain minutes. The pressure was then released as quickly as the press would allow (less than 5 seconds). The mold was then removed from the press, dismantled and the compact removed (the compacts hold together enough to withstand gentle handling).

Die Herstellung der Preßmaterialien erfolgte auf folgende Weise: Das Ptfä-Pulver wurde durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,651 mm durchgerieben, und die gewünschte Menge wurde zusammen mit der gewünschten Menge an Zusatz in eine 113,4-g-Flasche mit Schraubverschluß gebracht. Die Flaschen wurden dann die gewünschte Zeit mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 200 Umdrehungen pro Minute in Umdrehung versetzt. Bei den Vergleichsversuchen wurde lediglich das Pulver vor der Verwendung durch das Sieb gerieben.The molding materials were produced in the following manner: The Ptfä powder was passed through a sieve rubbed through with a mesh size of 1.651 mm, and the desired amount was put together placed in a 113.4 g screw-top bottle with the desired amount of additive. The bottles were then the desired time with a rotational speed of about 200 revolutions per minute offset in rotation. In the comparison tests, only the powder was used before Use rubbed through the sieve.

Der Gehalt an Hexafluorbenzol-Zusatz bezieht sich in allen Fällen auf 1 Volumen Ptfä-Pulver pro x% Volumina Zusatz. Ein Gehalt an 10°/₀ Hexafluorbenzol entspricht also 10 ml festem Ptfä plus 1 ml Hexafluorbenzol. Das Gewicht des Ptfä bezieht sich auf eine Dichte im festen Zusatnad von 2,2 g/ml³.The content of hexafluorobenzene additive relates in all cases to 1 volume of Ptfä powder per x% volume of additive. A content of 10 ° / ₀ hexafluorobenzene therefore corresponds to 10 ml of solid Ptfä plus 1 ml hexafluorobenzene. The weight of the Ptfä refers to a density in the solid addition of 2.2 g / ml ³ .

In der folgenden Tabelle geben die Versuche 2 bis 5 die bei fünf Versuchsreihen zur Herstellung von hutförmigen Strangpreßlingen eingehaltenen Versuchsbedingungen und die Ergebnisse wieder. Bei der Beurteilung der Ergebnisse sind die beiden wichtigen Paramter:In the following table, tests 2 to 5 give those for five test series for the production of hat-shaped Extrusions met test conditions and the results again. In the Assessment of the results are the two important parameters:

a) wieveil Pulver vom Körper des »Huts« in den »Rand« stranggepreßt wurde, wie sich aus der Dicke des verbleibenden Körpers ergibt;a) How much powder was extruded from the body of the "hat" into the "rim", as can be seen from the Thickness of the remaining body results;

b) wieweit das Pulver vom Körper des »Huts« in den »Rand« stranggepreßt wurde.b) To what extent the powder was extruded from the body of the "hat" into the "rim".

Es ist zu berücksichtigen, daß diese Versuche unter sehr scharfen Bedingungen durchgeführt wurden; die Anmerkung »befriedigend« in der Tabelle bedeutet, daß man unter diesen Bedingungen des Gehalts und der Kontaktzeit technisch gute Ergebnisse erhalten kann.It must be taken into account that these tests were carried out under very severe conditions; the Note "satisfactory" in the table means that under these conditions of salary and the contact time can obtain technically good results.

Versuchattempt Zusatzadditive Menge
pro Volu
men Ptfälot
per volume
men Ptfä MischbedingungenMixing conditions Druck
kg/cm² pressure
kg / cm ² BemerkungenRemarks 2A2A keinno __ __ 176176 schlechtbad BB. keinno —- 352352 zufriedenstellendsatisfactory CC. keinno —- —- 527527 zufriedenstellendsatisfactory DD. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 176176 zufriedenstellendsatisfactory EE. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 352352 zufriedenstellendsatisfactory FF. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 527527 zufriedenstellendsatisfactory GG 1,1,1-Trichloräthylen1,1,1-trichlorethylene 10%10% 176176 schlechtbad HH 1,1,1-Trichloräthylen1,1,1-trichlorethylene 10%10% 352352 zufriedenstellendsatisfactory II. 1,1,1-Trichloräthylen1,1,1-trichlorethylene 10%10% 527527 zufriedenstellendsatisfactory JJ Mineralölmineral oil 10%10% 176176 geringsmall amount KK Mineralölmineral oil 10%10% 352352 zufriedenstellendsatisfactory LL. Mineralölmineral oil 10%10% 527527 zufriedenstellendsatisfactory 3A3A keinno 176176 schlechtbad BB. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 10 Minuten in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 10 minutes 176176 zufriedenstellendsatisfactory CC. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 1,5 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 1.5 hours 176176 zufriedenstellendsatisfactory DD. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 20 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 20 hours 176176 schlechtbad 4A4A HexafluorbenzolHexafluorobenzene 5%5% 1,5 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 1.5 hours 176176 schlechtbad BB. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 1,5 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 1.5 hours 176176 zufriedenstellendsatisfactory CC. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 15%15% 1,5 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 1.5 hours 176176 zufriedenstellendsatisfactory DD. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 5%5% 20 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 20 hours 176176 schlechtbad EE. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 20 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 20 hours 176176 schlechtbad FF. HexafluorbenzolHexafluorobenzene 15%15% 20 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 20 hours 176176 zufriedenstellendsatisfactory

77th Zusatzadditive Menge
pro Volu
men Ptfälot
per volume
men Ptfä MischbedingungenMixing conditions 88th BemerkungenRemarks Versuchattempt keinno __ __ Druck
kg/cm² pressure
kg / cm ² schlechtbad 5A5A HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 zufriedenstellendsatisfactory BB. 1,1,1-Trichloräthanol1,1,1-trichloroethanol 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 schlechtbad CC. Mineralölmineral oil 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 schlechtbad DD. MolybdändisulfidMolybdenum disulfide 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 schlechtbad EE. Wasserwater 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 schlechtbad FF. Graphitgraphite 10%10% 2 Stunden in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 2 hours 176176 schlechtbad GG HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 10 Minuten in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 10 minutes 176176 zufriedenstellendsatisfactory 6A6A HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 10 Minuten in Umdrehung versetztStaggered in rotation for 10 minutes 176176 schlechtbad BB. und 24 Stunden stehengelassenand left to stand for 24 hours 176176 HexafluorbenzolHexafluorobenzene 10%10% 24 Stunden in Umdrehung versetztSet in rotation for 24 hours schlechtbad CC. 176176

Bestimmung des Gleichgewichtsquellvolumens von Polytetrafluoräthylen durch Hexafluorbenzol.Determination of the equilibrium swell volume of polytetrafluoroethylene by hexafluorobenzene.

Diese Bestimmung wurde auf zwei verschiedene Weisen mit zwei getrennten Proben von gesinterten Ptfä-Folien durchgeführt.This determination was made in two different ways with two separate samples of sintered Ptfä foils carried out.

A. Es wurde die Volumenzunahme der Probe in Berührung mit überschüssigem Hexafluorbenzol festgestellt. s5A. The increase in volume of the sample in contact with excess hexafluorobenzene was noted. s5

Gewicht:Weight:

trockene Probe 0,8935 gdry sample 0.8935 g

gequollene Probe 0,9685 gswollen sample 0.9685 g

Volumen*:Volume*:

trockene Probe 0,4194 cm³ dry sample 0.4194 cm ³

gequollene Probe 0,4641 cm³ swollen sample 0.4641 cm ³

* Bestimmt durch die Menge des verdrängten Wassers in einem Gefäß zur Bestimmung der spezifischen Dichte. Hieraus ergibt sich eine Volumen- ,. quellung um 10,6%. "* Determined by the amount of displaced water in a vessel to determine the specific Density. This results in a volume,. swelling by 10.6%. "

B. Es wurde die Länge eines in überschüssiges Hexafluorbenzol eingetauchten Streifens gemessen.B. The length of a strip immersed in excess hexafluorobenzene was measured.

Bei diesem Verfahren wird angenommen, daß das Produkt anisotrop ist; dies ist aber bei einem gesinterten Produkt selten der Fall. Zwei Streifen wurden aus derselben Probe geschnitten.This method assumes that the product is anisotropic; but this is the case with a sintered one Product rarely the case. Two strips were cut from the same sample.

Ursprüngliche Längen 7,215 cm, 7,148 cmOriginal lengths 7.215 cm, 7.148 cm

Gequollene Längen 7,375 cm, 7,323 cmSwollen lengths 7.375 cm, 7.323 cm

Gleichgewichtsvolumenquellungen 6,80%, 7,52%Equilibrium volume swellings 6.80%, 7.52%

Zur Bestimmung der benötigten minimalen Menge ist also eine Messung des Volumens erforderlich.To determine the minimum amount required, a measurement of the volume is therefore necessary.

Claims

Claim:

Process for processing polytetrafluoroethylene into shaped articles in the presence a lubricant or lubricant, characterized in that the polytetrafluoroethylene mixed with hexafluorobenzene and then the mixture with the hexafluorobenzene swollen and softened polytetrafluoroethylene presses into the desired shape.

For this purpose 2 sheets of drawings 109544/304