氟塑料的合成性能與應(yīng)用.doc

氟塑料樹脂的合成性能與應(yīng)用一、聚四氟乙烯PTFE俗稱F4合成：PTFE 由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。其聚合方法包括本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合( 亦稱分散聚合) 等, 工業(yè)生產(chǎn)中主要采用懸浮聚合和乳液聚合。聚合一般在4080, 326kgf/cm2 壓力下, 采用無機(jī)的過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物作為引發(fā)劑進(jìn)行。性能：PTFE具有下列特性：高度的化學(xué)穩(wěn)定性。具有很好的化學(xué)惰性，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑及有機(jī)溶劑等對(duì)它均不起作用。良好的熱穩(wěn)定性。分解溫度在400以上，能夠在200300溫度范圍內(nèi)正常工作。良好的減摩性。PTFE材料間的摩擦系數(shù)為0102，與金屬間的干摩擦系數(shù)為0103，有液體潤(rùn)滑的情況下為002一O04，其動(dòng)靜摩擦系數(shù)都比較小，且始動(dòng)摩擦系數(shù)與動(dòng)摩擦系數(shù)幾乎一樣。優(yōu)異的自潤(rùn)滑性。PTFE材料具有突出的表面自潤(rùn)滑性，幾乎所有粘性物質(zhì)均不能粘附到它的表面上去。用途：PTFE具有優(yōu)異的電絕緣性且介電常數(shù)低，是優(yōu)良的印刷電路板基板材料。此外，用PTFE浸漬玻璃布制成的覆銅板和胛FE覆銅板具有高耐熱性，在高頻范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的絕緣性和極小的損耗因子，廣泛用于衛(wèi)星發(fā)射變頻器、高頻無線電通訊設(shè)備、移動(dòng)通訊設(shè)備等。目前一部汽車上所用塑料配件達(dá)到50多處，而使用氟塑料的地方也有20多處。在汽車領(lǐng)域，人們一直沿用橡膠油封，但泄漏情況比較嚴(yán)重。而采用填充PTFE油封代替唇形橡膠骨架油封，可成功解決發(fā)動(dòng)機(jī)漏水、漏油問題，同時(shí)大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)乃至汽車的技術(shù)性能。二、聚全氟乙丙烯FEP合成：用乳液聚合，此聚合工藝通常使用的引發(fā)劑為水溶性的無機(jī)過氧化物如過硫酸錢或過硫酸鉀，以無機(jī)過氧化物體系代表過硫酸鹽引發(fā)聚合生成FEP 性能：FEP結(jié)晶熔化點(diǎn)為304，密度為2159?cm3，是一種軟性塑料，其拉伸強(qiáng)度、耐磨性、抗蠕變性低于許多工程塑料。它是化學(xué)惰性的，在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較低的介電常數(shù)(21)。該材料不引燃，可阻止火焰的擴(kuò)散、具有優(yōu)良的耐候性，摩擦系數(shù)較低，從低溫到200C均可使用。該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產(chǎn)品，用作流化床和靜電涂飾的粉末，也可制成水分散液。用途：FEP具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，是目前國(guó)內(nèi)最理想的防腐材料。FEP襯里球閥是為石油、化工、染化、農(nóng)藥等行業(yè)中各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的啟閉控制而研制的。FEP襯里球閥的殼體鑄件采用熔模精鑄，外觀光潔，強(qiáng)度高，與腐蝕性介質(zhì)接觸處采用FEP襯包，產(chǎn)品能在各種酸、堿、鹽類強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中使用。其主要用途是制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)襯、滾筒的面層及各種電線和電纜，如飛機(jī)掛鉤線、增壓電纜、報(bào)警電纜、扁形電纜和油井測(cè)井電纜。三、聚偏氟乙烯PVDF性能：PVDF是一種結(jié)晶性的聚合物，熔點(diǎn)較低，約在160170，力學(xué)強(qiáng)度高，具有耐磨、耐切割、耐高溫、耐腐蝕等特性，介電常數(shù)高，還具有優(yōu)異的耐候性、抗紫外線、抗輻射性能和加工性能，其加工溫度低、熔融流動(dòng)性好，可做成管、板、棒、薄膜和纖維，可溶于某些有機(jī)溶劑。用途：PVDF在下列領(lǐng)域有重要應(yīng)用，一是作為理想的化工設(shè)備防腐材料，特別適合于在酸、有機(jī)溶劑、鹵素及它們混合物的場(chǎng)合使用；二是廣泛用于電子電氣工業(yè)，如作計(jì)算機(jī)電線、航空電線和電纜的披覆式套管等；三是作光導(dǎo)纖維的外涂層、高介電常數(shù)的電容器薄膜和電熱帶，以及建筑物外裝飾涂層。牌號(hào)為KYNAR500的PVDF氟涂料，作為世界知名筑物外裝飾涂層已經(jīng)過幾十年實(shí)際考驗(yàn)，能基本持剛涂裝時(shí)的原貌，體現(xiàn)了氟碳涂料優(yōu)良的耐久候性能，在國(guó)外主要作為金屬裝飾板材的罩面保材料，其性能標(biāo)準(zhǔn)被列為美國(guó)AAMA2605超性能層的性能要求和測(cè)試程序的自發(fā)性標(biāo)準(zhǔn)。四、(乙烯四氟乙烯)共聚物ETFE性能：ETFE是最強(qiáng)韌的氟塑料，在保持了PrFE良好的耐熱性能、耐化學(xué)藥品性能和電絕緣性能的同時(shí)，它的耐輻射和力學(xué)性能有很大程度的改善，拉伸強(qiáng)度可達(dá)到50 MPa，幾乎為PTFE的兩倍。更主要的是其加工性能得以大大改善，特別是它對(duì)金屬表面的附著力大大提高，使氟塑料和鋼的緊襯工藝真正得以實(shí)現(xiàn)，即氟塑料ETFE旋轉(zhuǎn)內(nèi)襯生產(chǎn)工藝。用途：一般碳鋼和不銹鋼的設(shè)備、管道件、泵和閥門難以抵御各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的侵蝕，因而在化工防腐蝕領(lǐng)域ETFE旋轉(zhuǎn)內(nèi)襯產(chǎn)品有很好的市場(chǎng)前景。雖然PTFE有較好的耐化學(xué)藥品性能，但由于它的加工成型比較困難，加上和金屬設(shè)備難以很好地結(jié)合，使PTFE的力學(xué)強(qiáng)度低、線脹系數(shù)大等不足突現(xiàn)出來。ETFE旋轉(zhuǎn)內(nèi)襯產(chǎn)品恰好可以彌補(bǔ)它的不足。目前在反應(yīng)釜、容器、管道、閥門、泵等方面，不少大型企業(yè)已開始采用ETFE。在旋轉(zhuǎn)模塑方面，ETFE的各類小型儲(chǔ)罐、灌裝高純度藥劑的料瓶、高要求的電解槽、蓄電池外殼等產(chǎn)品必定會(huì)有廣闊的市場(chǎng)。近年來，用ETFE制成的膜材料替代傳統(tǒng)的玻璃和其它高分子采光板用于大型建筑物的屋面或墻體材料，顯示出無可比擬的優(yōu)勢(shì)。ETFE膜為現(xiàn)代建筑提供了一個(gè)創(chuàng)新解決方案。由這種膜材料制成的屋面和墻體質(zhì)量輕，只有同等大小的玻璃質(zhì)量的1；韌性好、拉伸強(qiáng)度高、不易被撕裂，斷裂伸長(zhǎng)大于400；耐候性和耐化學(xué)藥品性強(qiáng)，熔融溫度高達(dá)200，并且不會(huì)自燃。作為大型比賽場(chǎng)館的建筑材料用ETFE膜，更大的優(yōu)勢(shì)還在于它們可以加工成任何尺寸和形狀，滿足大跨度的需求，節(jié)省了中間支撐結(jié)構(gòu)；作為一種充氣后使用的材料，它可以過控制充氣量的多少，對(duì)遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光，節(jié)省能源，同時(shí)起到保溫隔熱作用。不僅如此，這種膜還具有自清潔功能，使灰塵不易附在其表面，清潔周期大約為5 a。這種材料的另一大優(yōu)點(diǎn)就是可以在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，方便施工和維修；另外成本合理是其極具競(jìng)爭(zhēng)力的另一優(yōu)勢(shì)，覆蓋層加上結(jié)構(gòu)層的費(fèi)用只有玻璃的一半，而使用壽命卻長(zhǎng)達(dá)25a。五、(四氟乙烯六氟丙烯偏氟乙烯)共聚物THV性能：THV除了具有氟塑料的耐候性、不燃性、不粘性外，還可以像常見聚合物一樣容易加工， THV是由四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯共聚而成，而且其比例不同可以賦予聚合物不同性能， THV加工溫度低、加工溫度范圍寬，加工溫度遠(yuǎn)低于分鋸溫度，可以適應(yīng)于擠出、共擠出、注射模塑、吹塑模塑、層壓薄膜、浸漬、涂覆和共混等多種加工方式，可生產(chǎn)出膜、管、容器、異型產(chǎn)品和模塑產(chǎn)品。THV是目前商品化的最柔軟的氟塑料，利用其特性與其它塑料或彈性體制備多層次結(jié)構(gòu)制品時(shí)，柔韌性優(yōu)異。THV耐化學(xué)藥品性能優(yōu)越，對(duì)許多腐蝕性化學(xué)品有極好的防滲透能力。THV具有極好的光透明性和低折射率，可以允許從紫外線到紅外線所有頻率的光穿透，是塑料光導(dǎo)纖維包覆的理想材料。THV自身容易粘接，也容易與其它材料粘接，無需表面處理就能與其它材料很好粘合。THV比其它氟塑料更容易用輻射交聯(lián)提高其高溫性能，是典型的對(duì)電子束敏感材料，用一定輻射量，可以明顯提高材料拉伸強(qiáng)度。THV很容易與助劑混合，如交聯(lián)劑、染料和有機(jī)顏料等。另外THV還具有良好的溶解性能，可通過加入化學(xué)試劑的方法實(shí)現(xiàn)化學(xué)發(fā)泡等。用途：由于具有眾多的優(yōu)異性能，THV的新用途源源不斷地被開發(fā)出來，比如燃油控制、安全玻璃、電線電纜、吹塑模塑制品、光控制等。隨著科學(xué)進(jìn)步與發(fā)展，THV的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹謴V闊，目前已經(jīng)開始應(yīng)用的還有太陽能電池膜、建筑膜、柔性化工儲(chǔ)槽管線、有腐蝕性液體流過的化工反應(yīng)管線和傳送管線、用于特殊領(lǐng)域的軟管與容器等。六、聚三氟氯乙烯PCTFE性能：硬度高，耐低溫性、尺寸定性優(yōu)異，PCTFE是結(jié)晶性的高分子，熔點(diǎn)為21833，密度為213g/cm-3。PCTFE在室溫下對(duì)大多數(shù)活潑的化學(xué)品呈惰性，而在100。C以上可被少數(shù)幾種溶劑溶解，也可被一些溶劑溶脹，尤其是氯化過的溶劑。PCTFE具有優(yōu)異的阻隔氣體的能力，其膜產(chǎn)品的水蒸汽透過性在所有透明塑料膜中是最低的。其電性能與其它全氟聚合物相似，但介電常數(shù)(2327)和損耗因數(shù)稍高，尤其是在高頻時(shí)。PCTFE可制作厚的(3175mm)光學(xué)透明制件。用途：低溫密封、電氣、防腐、防輻射元件。七、(三氟氯乙烯乙烯)共聚物ECTFE性能：ECTFE具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，對(duì)絕大多數(shù)的無機(jī)、有機(jī)化學(xué)品有非凡的抗腐蝕能力。到目前為止，沒有一種溶劑能在120以下侵蝕ECTFE，或引起裂縫。與其它熱塑性塑料相比，ECTFE在高溫下的耐氯和氯衍生物的性能特別突出。EcTFE還具有極低的滲透率、優(yōu)良的電性能與極端光滑的表面，可在較寬的溫度范圍內(nèi)安全使用。它不但具備突出的耐沖擊性能，而且是一種具備相當(dāng)大的力學(xué)強(qiáng)度的堅(jiān)韌材料。ECTFE制品的表面類似于玻璃，能阻止微生物的增生，具有明顯的衛(wèi)生優(yōu)勢(shì)。用途： ECTFE樹脂，可滿足大型的槽罐襯里，或者復(fù)雜形狀的管件、閥件，甚至螺旋彎曲彈簧的涂覆，涂層粘著牢固、堅(jiān)韌。當(dāng)用于螺旋槳或風(fēng)機(jī)葉輪的涂覆時(shí)，不但無針孔，表面光潔不粘垢，而且具有優(yōu)良的耐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于化工、石油的排水、洗滌、污水處理系統(tǒng)，以及裝置的化學(xué)清洗系統(tǒng)，化學(xué)藥品的分配系統(tǒng)等方面。八、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物CTFE-VDF九、聚氟乙烯PVF性能：良好的耐候性和較好的耐輻射性，聚氟乙烯(PVF)是由氟乙烯單體聚合而成的高結(jié)晶性聚合物。PVF為無毒、無臭，無味的透明、半透明或乳白色粉末或顆粒，分子量6x10418x105，是氟塑料中含氟量最低、密度最小且價(jià)格最便宜的一種，在工業(yè)上只能作薄膜制品應(yīng)用。PVF是柔軟而強(qiáng)韌的材料，突出的耐候性，長(zhǎng)期使用溫度85150。機(jī)械強(qiáng)度、介電常數(shù)、介電損耗角正切值及介電強(qiáng)度都很高。耐化學(xué)性能不如F4，但在室溫下能耐多數(shù)酸、堿及溶劑，如稀H2S04、H3P04、NaOH、苯酚及煤油等；在高溫下溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等。用途：PVF制品制品主要用于天窗、屋頂?shù)耐该鞑牧稀⒛透繉?、高介電常?shù)電器部件、海底電纜、儀表零件涂層，建筑用薄膜等十、四氟乙烯全氟(正)丙基乙烯基醚共聚物PFA性能：俗稱可熔性PTFE，各種性能是氟塑料之冠， PFA的熔點(diǎn)約為302312，密度213216g/cm-3。PFA與PTFE和FEP相似，但在150以上時(shí)，機(jī)械性能略優(yōu)于FEP，且可在高達(dá)260的溫度下使用，它的耐化學(xué)品性與PTEF相當(dāng)。PFA的產(chǎn)品形式有用于模塑和擠塑的粒狀產(chǎn)品，用于旋轉(zhuǎn)模塑和涂料的粉狀產(chǎn)品；其半成品有膜、板、棒和管材。用途：廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，以及醫(yī)療、化工防腐、汽車等領(lǐng)域。十一、無定型含氟樹脂TeflonAF合成：無定型含氟樹脂是由全氟-1，3-二氧環(huán)戊烯(PD)類單體與VDF、HFP、TFE、CTFE等單體多元共聚而成。PD