The kinetics and mechanism of the direct fluorination of polyethylenes

  • A. P. Kharitonov
  • R. Taege
  • G. Ferrier
  • N. P. Piven
Papers

DOI: 10.1007/BF02699574

Cite this article as:
Kharitonov, A.P., Taege, R., Ferrier, G. et al. Surface Coatings International Part B: Coatings Transactions (2005) 88: 201. doi:10.1007/BF02699574

Summaries

Two types of low-density polyethylene (LDPE), five types of high-density polyethylene (HDPE), poly(vinyl fluoride) (PVF) and poly(vinylidene fluoride) (PVDF) were studied. The fluorination of LDPE and HDPE is a diffusion-controlled process and proceeds via a branched chain mechanism following an induction period. Initiation of the reaction takes place via the reaction of molecular fluorine with the C-H bond. The rate of fluorination of HDPE exceeds that of LDPE. PVDF cannot be fluorinated even at temperatures as high as 430K and/or under UV irradiation. The kinetics associated with the formation and termination of peroxy RO2 and fluorocarbon long-lifetime radicals was studied. It is mainly middle peroxy radicals that are formed at treatment conditions close to those used in industrial processes.

Keywords

Direct fluorination polyethylene fluorinated layer kinetics mechanism 

La cinétique et le mécanisme de la fluorisation directe des polyéthylènes

Résumé

Deux types de polyéthylène de basse densité (LDPE), cinq types de polyéthylène de haute densité (HDPE), le poly(vinyle fluoride) (PVF) et le poly(vinylidène fluoride) (PVDF) ont été étudiés. La fluorisation du LDPE et du HDPE est un procédé à diffusion contrôlée et se déroule au moyen d’un mécanisme à chaîne branchée qui se produit après une période d’induction. L’initiation de l’action se produit au moyen de la réaction du fluor moléculaire avec la liaison C-H. Le taux de la fluorisation des HDPE excède celui des LDPE. Le PVDF ne peut pas être fluoré même à des températures aussi élevées que 430K et/ou sous irradiation UV. On a étudié la cinétique associée à la formation et à la terminaison du peroxy RO2 et des radicaux fluorocarbone à longue durée de vie. Ce sont pour la plupart des radicaux peroxy centraux qui sont formés sous des conditions de traitement qui sont proches de celles des procédés industriels.

Die Kinetik und Mechanismus der direkten Fluorinierung von Polyethylenen

Zusammenfassung

Zwei Arten von Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), fünf Arten mit hoher Dichte (HDPE), sowie Polyvinyl-Fluorid (PVF) und Polyvinylidene-Fluorid (PVDF) wurden untersucht. Die Fluorinierung von LDPE und HDPE ist ein diffusionskontrollierter Prozeß, der durch eine verzweigte Kettenreaktion nach einer Induktionsperiode abläuft. Der Prozeß wird durch die Reaktion von molekularem Fluorin mit der C-H Verbindung in Gang gesetzt. Die Fluorinierungsrate von HDPE ist größer, als die von LDPE. PVDF kann selbst bei hohen Temperaturen (430 °K) und/oder UV-Licht nicht fluoriniert werden. Wir erforschten auch die Kinetik der Formation und Terminierung von Peroxy RO2 und die langlebigen Fluorkarbonradikale. Unter den in Industrieprozessen üblichen Operationsbedingungen werden vor Allem die mittleren Peroxyradikale gebildet.

Copyright information

© OCCA 2005

Authors and Affiliations

  • A. P. Kharitonov
    • 1
  • R. Taege
    • 2
  • G. Ferrier
    • 3
  • N. P. Piven
    • 1
  1. 1.Institute of Energy Problems of Chemical Physics (Branch) of the Russian Academy of SciencesChernogolovka, Moscow RegionRussia
  2. 2.Air Products GmbH, Fluorine TechnologyHattingenGermany
  3. 3.Air Products PLC, COE Packaged GasesCrewe, CheshireUnited Kingdom

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