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        含氟聚合物家族:PTFE、PFA、PVDF、FPI、FKM、FEVE、PFPE、FEP、FPEN......
        時間:2023-08-25 查看:450
        含氟聚合物由含氟原子的單體通過均聚或共聚反應而得,由于C-F鍵極短、鍵能極高,含氟聚合物相較于一般聚合物產品擁有獨特的性能優勢。首先,鍵能極高的氟碳鍵賦予了聚合物主鏈骨架的穩定性,含氟聚合物普遍擁有較好的耐候性;其次由于氟原子自身原子半徑小,使其擁有一些特別的表面性質,如不粘性,低摩擦性,防水及防腐蝕性等;另外氟原子自身較低的極化率使其擁有優良的電學及光學性質,如高絕緣性、低介電常數以及高透光性。
        含氟聚合物主要分為氟樹脂、氟橡膠以及其他含氟聚合物等,PTFE、PVDF、FEP是氟樹脂材料最主要的產品,占據全球90%以上的氟樹脂材料市場,氟橡膠主要包括聚烯烴類氟橡膠、亞硝基氟橡膠、四丙氟橡膠、磷腈氟橡膠以及全氟醚橡膠等,其他含氟聚合物包括含氟聚氨酯、含氟聚酰亞胺、含氟丙烯酸酯聚合物、含氟環氧樹脂、聚醚酮、含氟聚酯、含氟聚酰胺等。

        本文將簡單介紹一下PTFE、PVDF、ETFE、PFA、ECTFE、PCTFE、PFSA、FPI、PDD-TFE共聚物、FEVE、FEP、PVF、THV、含氟聚氨酯、含氟聚碳酸酯、氟橡膠、PTFS、含氟丙烯酸酯聚合物、全氟聚醚、含氟聚酯、含氟聚芳醚、含氟聚芳醚腈等含氟聚合物的性質及用途。

        聚四氟乙烯

        聚四氟乙烯商品名為“鐵氟龍”、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”、"4F" 等,是當之無愧的“塑料王”。
        PTFE是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一種結晶性聚合物,熔點327 ℃,熔融黏度很大,380℃時達1010Pa·s,不便于成型加工,密度為2.13~2.19克/立方厘米。PTFE具有優異的耐化學品性,其介電常數為2.1,損耗因數低,在很寬的溫度和頻率范圍內是穩定的。

        此外,PTFE從低溫到高溫(-196℃~260℃)的機械性能都很好,抗沖強度高,但拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性比其它工程塑料差,因此有時需對其改性,加入玻璃纖維、青銅、碳和石墨來改善其特殊的機械性能。

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        PTFE墊片
        值得注意的是,PTFE的摩擦系數幾乎比任何其它材料都低,具有很高的氧指數(OI),極限氧指數(LOI)高達95%,主要應用于防腐、防腐管道及配件、換熱器、機械、 電子電器、醫用材料、微粉等方面。

        含氟聚酰亞胺(FPI)

        含氟聚酰亞胺(FPI)是指是主鏈含有酰亞胺環的化學結構高度規整的剛性聚合物,是由含氟二酐和含氟二胺通過熔融縮聚或溶液縮聚反應生成含氟聚酰胺酸(FPAA),再經酰亞胺化得到的高分子材料。

        相比傳統PI,FPI在繼承了傳統PI高強度、耐高溫、耐形變、耐彎折等特點的基礎上,兼具透明性好、電絕緣性好、介電常數低等特點,而它在OLED顯示領域應用廣泛,主要用在對透光率要求較高的場景,如蓋板薄膜、觸控層(TSP)薄膜、高透支撐膜等。
        按照化學結構,FPI可分為二苯醚型FPI、均苯型FPI、苯酮型FPI、聯苯型FPI;按照性能可以分為含氟聚醚酰亞胺(FPEI)、含氟聚酰胺亞胺(FPAI)等;按照含氟基團可分為全氟PI和部分含氟PI兩種。
        近些年,FPI在括柔性OLED顯示、電子器件散熱等高端領域得到應用,市場需求持續攀升,但FPI核心技術仍舊集中在美國和日本等國家,全球約有九成左右的FPI由日本生產。FPI生產技術復雜,需要的原材料種類較多,當前國內對于技術壁壘較低的單體原料,如聯苯四甲酸二BPDA、均苯四甲酸二酐PMDA已經實現大規模生產;對于較為特殊的單一,如六氟二酐6FDA也逐步打破外企壟斷。

        三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物( FEVE )

        為克服PVDF的不足,美、日科學家相繼開發了多種含羥基官能團的氟碳樹脂。1982年,日本旭硝子開發了商品名為lumiflon的氟烯烴和乙烯基醚的共聚樹脂FEVE。
        FEVE樹脂由氟乙烯單體和乙烯基乙醚(或酯)單體交替聯接構成,氟乙烯單體把乙烯基醚單體叢兩側包圍起來,形成屏敝式的交替共聚物,然后用含羥基、羧基的乙烯基醚單體與氟烯烴共聚,生成的氟樹脂含羥基和少量羧基。

        由于FEVE具有特殊結構,其具備在酯類、酮類及芳烴溶劑中的可溶性,克服了氟涂料需燒結成膜的缺點,使其可按普通的涂料成膜方式固化,它可以和封閉型多異氰酸酯或三聚氰胺樹脂制成單組分中溫烘烤涂料,也可以和多異氰酸酯(多采用HDI縮二脲或HDI三聚體)制成雙組分涂料,達到常溫固化的目的,制得的含氟聚氨酯涂料不僅耐候性優異,而且耐酸堿及耐溶劑性優良,可用于重防腐蝕涂裝。

        聚全氟乙丙烯( FEP )

        FEP是由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的一種結晶性聚合物。FEP結晶物的熔化點為304℃,密度為2.15克/立方厘米,它是一種軟性塑料,其拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性低于許多工程塑料。
        FEP是化學惰性材料,在很寬的溫度和頻率范圍內具有較低的介電常數(2.1)。該材料不引燃,氧指數高達95%,可阻止火焰的擴散,還具有優良的耐候性,摩擦系數較低,從低溫到392℃均可使用。  
        圖片
        聚全氟乙丙烯管

        FEP分子式該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產品,用作流化床和靜電涂飾的粉末,也可制成水分散液。FEP半成品有膜、板、棒和單纖維,其主要用于制作管道和化學設備的內村、滾筒的面層及各種電線和電纜,如飛機掛鉤線、增壓電纜、報警電纜、扁形電纜和油井測井電纜。FEP膜已用作太陽能收集器的薄涂層。       

        聚三氟氯乙烯( PCTFE )

        PCTFE是由三氟氯乙烯自由基引發聚合的重復單元線性主鏈的聚合物,最早由德國IG Farben公司的Schloffer 和Scherer在1934年first制備得到。1937年,德國I.G.Farbenindustrie公司發表了首篇制備報告,其后美國在執行曼哈頓計劃過程中,對PCTFE的性能作了大量的研究工作,1942年美國宣布研制成功,并于1946年投產。

        當時PCTFE主要用于分離鈾同位素氣體擴散材料,1949年產品有市售,1957年美國3M公司以“kel- F”商標大量出售PCTFE樹脂。前蘇聯從1950年~1951年開始生產PCTFE樹脂。此后,法國產品“Voltalef”、日本“Dai-flon”、德國“Gostaflon”相繼問世。

        圖片聚三氟氯乙烯管 

        我國在1959年開始研制PCTFE樹脂,1960年試制成功,1966年建成年產25噸PCTFE樹脂的生產裝置。
        聚三氟氯乙烯簡稱PCTFE,是由三氟氯乙烯經聚合而成的熱塑性氟樹脂,低分子量的是液體或蠟狀物,高分子量的是白色固體或分散液。

        PCTFE聚合物成鏈狀,其晶體結構屬于六方晶系。PCTFE分子中碳骨架被氟原子和氯原子緊密包裹,有效阻止了碳骨架外露,因此PCTFE具有良好的耐化學腐蝕性能和化學惰性,僅在高溫下被熔融堿金屬或氯磺酸破壞。
        分子結構中的F原子使聚合物具有化學惰性, Cl原子則使聚合物具有透明性、熱塑性與硬度,因此PCTFE是具有高度穩定性、耐熱性、不燃性、不吸濕性、不透氣性以及惰性的優質熱塑性樹脂。分子結構中C-Cl鍵的存在,使得PCTFE除耐熱性及化學惰性較聚四氟乙烯 (PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (FEP)稍差外,硬度、剛性、耐蠕變性均較好。
        PCTFE具有優異的阻隔氣體的能力,其膜產品的水蒸汽透過性在所有透明塑料膜中是minimum的。PCTFE電性能與其它全氟聚合物相似,但介電常數和損耗因數稍高,尤其是在高頻時。

        PCTFE可制作厚的(3.175mm)光學透明制件,可制成用于模塑和擠塑的粒料,制成的膜厚度為0.0254mm~0.254mm,亦可制成棒和管材。

        PCTFE在機械、電子電器、化學工業、醫療器械、軍事、核能等領域均有著廣泛的應用。在機械領域,PCTFE主要用于高真空系統的密封材料、透明配管及水準儀、尺寸精度高的機械零部件等。

        聚偏氟乙烯(PVDF)

        PVDF是指偏氟乙烯(VDF)的均聚物或VDF與少量含氟乙烯基單體的共聚物,含氟量60%左右。
        PVDF樹脂具有優良的耐化學腐蝕、耐高溫、耐氧化、耐氣候、耐紫外線和耐高溫輻射的性能,同時抗拉伸強度和抗沖擊強度優良,硬度高且耐磨,熱變形溫度高,抗蠕變疲勞性能佳,其使用溫度范圍為-60~150℃,是一種強而韌的結構材料。 
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        PVDF板材

        PVDF應用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳涂料三大領域,由于PVDF良好的耐化學性、加工性及抗疲勞和蠕變性,是石油化工設備流體處理系統整體或者襯里的泵、閥門、管道、管路配件、儲槽和熱交換器的best材料之一。

        PVDF良好的化學穩定性、電絕緣性能,使制作的設備能滿足TOCS以及阻燃要求,被廣泛應用于半導體工業上高純化學品的貯存和輸送,采用PVDF樹脂制作的多孔膜、凝膠、隔膜、粘結劑等,在鋰二次電池中應用,目前該用途成為PVDF需求增長最快的市場之一。

        可熔性聚四氟乙烯(PFA)

        PFA又稱"全氟烷氧基氟塑料",與PTFE一樣,也是全氟化的氟塑料,它保持了PTFE的一切優異性能。與PTFE不同的是,PFA可以在較低溫度下進行熔融加工。

        PFA為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物,熔融粘結性增強,溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比幾乎無變化。

        PFA長期使用溫度為-80℃—260℃,有極好的耐化學腐蝕性,是摩擦系數minimum的塑料之一,還有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響。

        PFA其耐化學藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好;抗蠕變性和壓縮強度均比聚四氟乙烯好,拉伸強度高,伸長率可達100-300%;介電性好,耐輻射性能優異。此外,PFA還具有生理惰性,可植入人體內。

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        PFA管

        PFA適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫療器械零件,還可用于高溫電線、電纜絕緣層,防腐設備、密封材料、泵閥襯套和化學容器。

        乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)

        乙烯—四氟乙烯共聚物簡稱ETFE或F40,ETFE是最強韌的氟塑料,在保持了聚四氟乙烯良好的耐熱、耐化學性能和電絕緣性能的同時,它的耐輻射和機械性能有很大程度地改善,拉伸強度可達到50MPa,接近聚四氟乙烯的兩倍,更主要的是其加工性能得以大大提高,特別是它和金屬表面的附著力表現突出,使氟塑料和鋼的緊襯工藝真正得以實現。

        ETFE是一種乙烯—四氟乙烯的共聚物,不僅具有優良的抗沖擊性、導電性、熱穩定性和耐化學腐蝕性,而且機械強度高、加工性能好,廣泛用于化工、電子通訊、設備制造、航空航天等領域。

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        現代建筑中的ETFE膜

        另外,ETFE膜為現代建筑提供了一個創新解決方案。由這種膜材料制成的屋面和墻體質量輕,只有同等大小的玻璃質量的1%;韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化學腐蝕性強,熔融溫度高達200℃,并且不會自燃。

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        螢石到底有多重要?

        螢石舊稱氟石,是自然界主要的含氟礦物。螢石之所以得名,是因為它在陰極射線和紫外線照射下發紫色熒光,含釔、鈰、鑭系元素高時具強熒光,在陽光照射后發磷光。螢石中的氟來自火山巖漿中,在巖漿冷卻過程中,從巖漿中分離出來的氣水溶液含有許多以氟為主的物質,在溶液沿裂隙上升過程中,溫度降低而壓力減小,氣水溶液中的氟離子與周圍巖石中的鈣離子結合形成氟化鈣,再經過冷卻結晶就形成了螢石。螢石是only一種可以提煉大量氟元素礦物,主要用于鋼鐵、氟化工、煉鋁和建材工業。在冶金工業中用于冶煉時的助熔劑以除去雜質,增強可鍛性和抗張強度;在化學工業中用于制取氟化工產品,廣泛用于軍工、航天、航空、輕工、機械等領域;在建材工業中用于生產玻璃、搪瓷等的助熔原料和重要配料;無色透明螢石可作為光學儀器;色彩鮮艷的塊狀螢石可作美術工藝雕刻材料等。作為一種non-renewable資源,螢石的稀缺性很高。從儲采比上看,螢石的剩余可使用時間甚至比稀土、石墨等資源更短,也因此,螢石于2016年被列入中國“戰略性礦產目錄”。螢石是寶貴的可用盡且non-renewable的戰略性資源,是“與稀土類似的world-class稀缺資源”,未來在新興應用的需求增長下,螢石的價值有望得到充分體現。

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        2023-12-04

        1-9月:我國氟化工產品進出口量接近60萬噸

        據行業報道,2023年1-9月,我國氟化工產品(涉及26個稅則號)進出口總量58.35萬噸,同比減少3.6%;進出口總金額26.77億美元,同比減少19.56%,其中:出口量55.43萬噸,同比減少2.71%;出口金額21.98億美元,同比減少19.26%。2023年第三季度,出口量19.41萬噸,環比增加1.31%,同比減少13.57%。出口金額6.85億美元,環比、同比分別減少6.52%、31.66%;近一年氟化工產品出口量有升有降,近5個季度出口量復合增長率-3.58%;近一年出口單價波動下降,近5個季度出口單價復合增長率-5.71%。根據海關信息統計,氟化工產品進出口共涉及約26個稅則號,除29035910(全氟異丁烯;八氟異丁烯)等7個稅則號進口量為“0”外,39046100(初級形狀的聚四氟乙烯)等19個稅則號(詳見附表,以下統稱“氟化工產品”)2023年第三季度進出口情況如下:——進口。進口量11588噸,環比增加35.49%,同比減少14.17%;進口金額1.56億美元,環比、同比分別減少0.86%、30.95%?!隹?。出口量19.41萬噸,環比增加1.31%,同比減少13.57%;出口金額6.85億美元,環比、同比分別減少6.52%、31.66%。2023年1-9月:——進出口量。進口量2.92萬噸,同比減少17.87%;出口量55.43萬噸,同比減少2.71%?!M出口金額。進口金額4.79億美元,同比減少20.91%。出口金額21.98億美元,同比減少19.26%?!M口價格與出口價格比。1-9月進口價格與出口價格比為4.14。 小結1、氟化工產品,今年第三季度與第二季度相比,進口量大幅增加(環比增加35.49%)、出口量略有增加(環比增加1.31%);與去年1-9月相比,進口量顯著減少(同比減少17.87%),出口量略有減少(同比減少2.71%)。2、氟化工產品,今年第三季度與第二季度相比,進口、出口總額均略有減少(環比分別減少0.86%、6.52%);與去年1-9月相比,進口、出口總金額均顯著有減少(同比分別減少20.91%、19.26%)。附:2022年度初級形狀的聚四氟乙烯等19個稅則號涉及產品的進出口情況如下:——進出口量。進出口總量82.43萬噸,其中:進口量4.62萬噸,同比增長0.87%;出口量77.81萬噸,同比增加80.45%;出口量占進出口總量的94%?!M出口金額。進出口金額43.5億美元,其中:進口金額7.84億美元,出口金額35.66億美元,出口金額占進出口總額的82%;進口單價/出口單價為3.70。

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        2023-12-01

        螢石塊在工業與建材方面的用途

        螢石塊的用途十分廣泛,隨著科學技術的進步,應用前景越來越廣闊。目前主要用于冶金、化工和建材三大行業,其次用于輕工、光學、雕刻和民族防工業。因此,根據用途要求,目前我民族螢石礦產品主要有四大系列品種,即螢石塊礦、螢(氟)石精礦、螢石粉礦和光學、雕刻螢石,但是在工業與建材方面有什么樣的而用途呢,我們一起來了解一下。    在玻璃工業中,螢石塊作為助熔劑、遮光劑加入,它能促進玻璃原料的熔化。不同玻璃,螢石加入量不同。普通玻璃板材,螢石加入量為爐料的1%;堿性玻璃球,螢石的加入量為1%~2%;氧化玻璃,螢石加入量則為3%;白色、乳色、彩色玻璃的生產過程中,螢石除作為助溶劑外,還作遮光劑,加入量為爐料的10%~20%。    在水泥生產中,螢石作為礦化劑加入。螢石塊能降低爐料的燒結溫度,減少燃料消耗,同時還能增強燒結時熟料液相粘度,促進硅酸三鈣的形成。在水泥生產中,螢石加入量在一般情況下為4%~5%至0.8%~1%。水泥工業對螢石質量要求不嚴,一般CaF2含量在40%以上即可,對雜質含量要求也不作具體規定。    在陶瓷工業中,螢石塊主要用作瓷釉,它能在瓷釉生產過程中起到助色和助熔作用。如在紅色瓷釉中加入螢石后能色澤光亮鮮艷,在陶瓷生產瓷釉中的螢石加入量一般約10%~20%。還參與到搪瓷制品的制造之中。

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        2023-11-27

        嘉遠氟化學致力于發展稀有氣體市場

        由于 COVID-19 大流行,全球二氟化氙市場規模將在預測期內(2022-2028 年)在 2021 年和 2028 年調整為 1042 萬美元和 1518 萬美元。)預計將以複合年增長率為 5.5%。充分考慮此次健康危機帶來的經濟變化,2021年全球二氟化氙(XeF2)消費量為2515.11公斤,2028年將達到4959.67公斤,2022-2028年復合年增長率為7.0%。按地區劃分,亞太地區正在推動全球二氟化氙 (XeF2) 市場,2021 年的銷量為 2,007.67 公斤,銷售市場份額為 65.17%。北美和歐洲的銷量接近 350.26 公斤和 644.17 公斤。此外,中國的增長率highest。亞太、歐洲和北美三個地區佔全球市場總量的 97.45%。 5N級二氟化氙是主流,份額超過84.74%。硅刻蝕工藝是最大的應用,佔78.04%的份額。預計 2022 年,俄烏戰爭將嚴重影響包括氙氣在內的電子特種氣體的出貨量。結果,二氟化氙制造商將用盡原材料,出貨量將減少。與此同時,整個工業氣體市場的價格將在 2022 年創下歷史新高。然而,由于下游需求逐漸恢復,預計其價格在預測期內將逐漸下降至合理水平。價格趨勢背后的主要因素是原材料價格和國際政治經濟狀況。

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        2023-11-23

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