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1、氟聚合物基础知识讲座氟聚合物氟（F2）:A.1886年，法国的莫瓦桑在铂制 U型管中，用铂铱合金作电极，电解干燥的 氟氢化钾，制得氟。B.常温下为淡黄色气体，有刺激性臭味；熔点 -219.62 C,沸点-188.14 C,密度1.69克/升。C.化学性质最活泼、已知的 最强的氧化剂 之一，除氦、氖、氢外，可以同所有的非金属和金属元素起猛烈 的反应，生成氟化物，并发生燃烧。有机氟工业的开端：A.1928年化学家雷密得在他的实验室给通用公司的老板打电话，快要结束通话时，通用老板说他与冰箱的工程师讨论过，若要制冷工业不断地取得进步，需要一种 新的制冷剂。B.1930年，雷密得和他的助手向世界宣布合成

2、了一种新的制冷剂 二氟二氯甲烷（R12）。人们往往把这一年认为是有机氟工业的开端。题外：1930年，他在美国亚物兰大美国化学学会宣读论文发现这一新发明时，所有分会均延期。他在宣读 论文时，为证明这种制冷剂无毒，现场深深地吸了一口 R12气体将一只燃烧的蜡烛吹灭。说明这种制冷剂无毒、不易燃、易气化 。氟聚合物的发现:氟聚合物是偶然被人类发现的。杜邦公司的 Dr.RoyPIunkett在1938年用四氟乙烯（TFE）合成一种新的制冷剂 三氟一氯乙烷（CCLF2-CF2）的实验过程中，将四氟乙烯密封在一个圆柱形容器内，过了一段时间它打开容器时发现里面的 TFE没有了，取而代之的是一些白色腊状粉末。这

3、就是聚四氟乙烯（ PTFE），从此揭开了人类研究、利用氟聚合物的历史。发规PTFE的原始记录聚四氛乙烯被发现历史的再现Dr. Roy Plunkett（右）氟聚合物：A.含氟聚合物是指主链上碳一氢键上的氢原子被氟原子全部或部分取代的一类聚合物。B.氟聚合物分为氟树脂、氟弹性体、聚氟醚，与相对应的就是氟塑料、氟橡胶和氟润滑油。全(含)氟单体的制备:(1)以氟乙烯(CF2-GF2)及其制备工业方法(F22的热裂解八+ 2HF +?!( + CICH* CEICIF： + 2IICI实弊家力法(聚四緘乙烯的热分解):四氟乙烯性质与应用：轻微毒性的可燃性无色气体。它比空气重 3倍，能扩散很远，并被远处

4、的火源点燃后能把火焰沿气流相反方向引回。具有很强的聚合趋势，不能控制的聚合作用能引起爆炸性分解。有氧存在时，易形成不稳定 易爆炸的过氧化物，所以要在一 30 C左右下无氧贮存，而且要加入阻聚剂。A.聚四氟乙烯及其他氟树脂、氟弹性体的重要单体 B.生产六氟丙烯、全氟烷基等的重要原料C.新型灭火剂、制冷剂、抑雾剂的原料 D.医药中间体、精细化学品的重要原料六氟丙烯(CF3-CF=CF2)的制备：(1 )四氟乙烯裂解； XKMOO度土 盃 吕(2)四氟乙烯与八氟环丁烷共裂解：700-900JSCF2=CF2 + C4Fr CH-CF=CF:(3)R22裂解生产四氟乙烯的副产物六氟丙烯 属三类低毒物质

5、，主要伤害人体的肾脏、 肝脏器官，一定浓度吸入人体时， 可致使肝细胞浊肿。有机氟工业基础原料之一。主要用途如下:1.用于生产高效灭火剂：灭火剂 HFC- 227 (七氟丙烷)。2.3.用于聚全氟乙丙烯生产4.5.用于有机氟中间体、表面活性剂、医药中间生产6.用于氟橡胶生产用于全氟聚醚的生产用于全所磺酸树脂的生产fli5M6 烯(CF2=CH2)T.业合成方法；Cl3 -HCI+ HCJCHiCHFh CH3-CCIF2 :(42b|二龜佩乙烯(CF2=CFCI)匚业生产方法(F113脱氯)：匚(I ( CF2F； Cl-ClsSEC； ! I gC_SO uoIIFCF-SFOt + nCF,

6、-CF-CF HC-CF( OCF 2CFa J-OCFCRSOFii - - V I I _ o o CFi rr.ONa拔酸单体的制备（杜邦路线）NOCH,fkHFCCr.CQOCICHtiCOCHj + CFfCF CH3OCF2CF3C(0CH3)2日旳 SO3 a CHXKT t?J- .CUOCH 2HI-PO NujCOj KK(CHK.F=)ril+1|CKUi-(MX：H, 一-一-&CK=CH)ip:CKO)illCF2)m4iCOOCH36氟树脂的分类及应用：先讨论c H键与其他键的区别:项口HFCCl0便龍(C-XJ Ikcal/molJ99.5116,47&5 -84

7、.083.1(G- X) Al1.101.361.781.431.50吐黃性2.14,03.03.52.5氟聚合物的特点：H- 址聚四氟乙烯（PTFE） 只f、环.i. ct视角C -C - C -C氟原子的“屏蔽”作用：A. F原子对主碳链的”屏蔽”作用B.由于C F键能大(485KJ/mol)，且氟原子共价半径为 0.64A，相当于C C键长的一半，因此氟原子可以把c C主链很好地屏蔽起来，保证了 c C链的稳定性,C.F原子表面的极低表面张力HuiHiiXMfhiiwrI cair(ohi rnt i LulinilM和oon特悔1 radc-otl1卡1FIFE1947TFhConii

8、niRHt* Use Tewiji f卫或cISoomelt Prcc5ibteIV l !*LWSJCTFEMelt iVccibBc NdnrKIdt ProcKibleMlaAinnnni fnliniJmis1羅ZHTI9MTFF+HFF，Xku)iuin CrniiEnikHi Mio TmvHrCPVFl6lVFT|ja lUn/Wcaihenibl獻MaianiHn CuaiifaBoaiL TempHrTalwu JDVPEFmiXTDF2Mfh PivriibleMtuniwa CoadiiMW LwTftuptiiiiwe 1丸|一fTTFT1070CTFEHjirdiic

9、 Timiglhnes*1Hurnro CjqiimLKh血 Lhc TEtipn 剖 wrPF.1972TFL pmjM ek Pn petsiihleConimiMiUi Um |l- ipci.ilure JWeqhlFT FTW71Trr eHjirdmr 帛 hheuMflAunum CenlmuiisU m: Teinpets Ittre 5(XTcfZM AfWHSTFt, FDD*MniiJiilr ivillalopmited Soi%CE)iu1 h耳 h C ii0氟树脂的分类及应用：聚四氟乙烯(PTFE) f 结构式： rvrr特点：综住性能嚴好.但成塑困唯F F f

10、F 应用：占馨个氟塹料产锻的70%定右，应用Ht I：. 机械、电器、迂筑、电于、汽车誓诺芬领域.聚：虽H乙苗灿本分和水蓋具有卷肓汨阳隔忡能业只曲牡面握咽件和 用化7巧/!.啜訓乙烷I 0冃X渦M - t吩水:備以陆縄珂 网口也菠.聚氟乙烯(P/F)结构式： _特点：罠好的SfffRtt和较好的耐辐肘件特点:a好的榊候件和壮好的附辐射件 应用：建筑.太阳能等薄脱应用：建筑.太阳能等薄膜做为太阳離板中的疝保胪股，碗鶴供良IF的尺寸稳定件和杭瞬槪件以瑕狡高 的底肘性，以确保衣阳能板的热搖收敦粘 同时还可以延惟人阳能板使用寿 命乙烯卩弑乙烯共聚(ETFE, F40)结构式：特点：加匸成型性好，物理性

11、能均衡、机械训性好、耐辆 照性陡优.界*左可见光区和第外光区有髙透光叫二应用t工业用电线电缆爆了反应堆电缆和车辆用电线朋 制件.工业用涂料等f 早甲f 一F F 1-11 H F F可熔性聚四甌乙烯(PFA) C C = C C C结构式： F F F ； F F胖点：可熔性PTFE,各种性能是氟塑料之冠应用丰广泛应用于半导体椁业.以及咲疗、化工防腐汽 车等领域聚全氟乙丙烯(FEP, F46) 结构式：特点=耐热性比PFA任60 耐应力开裂性能稍差但防 粘件和耐辐射件能优界应用通讯电缆、电线、半导体、化工防腐“医用材料* 汽乍，工业涂料筹领域聚偏氟乙烯(PVDF) H F H结构式：特点：阻气

12、性好*倚琳的川电性、热电性性尊应用岸建埶防腐、附候涂料.化工防聯.压电材弟仏吊血PVDF涂料：号称涂料之王耐腐浊性和耐化学品优异，抗渗透性能好。耐污染性能好。A.超耐侯性。户外使用可达20年以上。 B.C.物理力学性能优异，后加工性能好。 D.E.良好的耐温性，涂层可在一 60C 150C范围内长期使用F.最著名的品牌树脂是阿托菲纳公司的 Kynar500 ( PVDF),其制成的铝塑板样品在美国南佛罗里达州暴晒场放置已经30年，表面效果仍然良好。F246(THV)o低加工温度 O粘合性强o高韧性o低折射率o易产生电子束交联无定型聚四氟乙烯(AF) 严* CF-1H- CH YF叫结构工L/

13、1 nJ 特点及应Hh非常低的折/ Cfi c*射率和全波段光透过roo TFE率，制备光纤的最任材XE-：）O：-Xi机械性能:rTFEFTFFSCTfEi n ttuciurPFAElongndon (%)ECTFEFVDFETFEFAPTFEHvdfogen atomsin structure* Fully fluorinated-EP氟聚合物虽然有很多特性，但同其它工程塑料相比也存在一些缺点。如几种氟材科的缺点:o PTFE不融熔，冷流端变），o PVDF不耐啊和强碱o PCTFE加工温度高o FEP易疲劳，加工温度高o ETFE不耐高温o VDF-HFP不耐胺，不耐低温（ 50度以下

14、）o PFA_ n 匸分解温度低M 边出 f-l I f 屮 / | /k 7O FVr易被铅傣化分鮒1.机械性能差2.渗透性高3.成本高、树脂PTPFFFE?门PCTFEETFE 屛PVDFpPYFp血按性（贮）Q2 OOP150P诂2：5(PIOOp电性薪忧卫忧好，忧*好可用*(V0I%)49处LP机權性能可用可用卞可用卜好袒好亠好心惟摩療性+忧口忧3可用匚可用*可用Q可用门W忧Q忧心時忧卫忧卩好a可用4药忧门忧a忧卩粉好*品*忧八呼忧桜可用Q可用*性J丕辂性昌优aT忧a好4好门好a)朋候性P忧门如忧仪忧卩忧卩忧门透明性7町用-好P好Q好3可用P可用亍可用Q成型性可以好P好门好仪优忧卩匕懂

15、JW二2 1力l_?v1伽Id项目Q弑雅方建TesttethodASTl -& A J H A 十 a ft AJB-B.SfeUnit-PTFEPOFEPPFAPFEFPE1FE+;咂F韌理野V比重QD73一2J4-22M2IQw2加2J2-22 12E 17*l砂1妙融幹327-220-11卜2购2亦1阳皿-竝伸極型湖MPlr20-34-31722429(18-22亦30-50* -机馳检断裂韩弋率（处）?师3即23血6(h-250t2 砂 33t250-IW*吩血p5 旷 250*H8强虞（2兀漫大）*D鴉覧1LU比2空他(K5(MOO* -D2240f护54-6BT亍TW656576T

16、Z咛-动摩搀玉数屮C.GMPa-, inCU卜0.3T-30.2030W0.3 -连她髙斛画勲壬衙重”C*260-12tM290*沁150Q120d 热琳區（L82脖泊D&1MCp丽n“50p伽他 -感翩饶数csonsa）0腕餐1O7CCu12.425M0DQ.6M.CH23、LJ1242F*10010101E川*1025虫-寵蟹啊电圧03,S） D妙MV/m*20*20*曲电宅宙V介电常咖DW-+12.1匸2.5-2.8-2.2242- 6-*-12 *介欣櫛轉阳正切1血=1 tD15M.0.00021009-0.017o.moaCOKDOEP0*006*氟弹性体:CF, CF.2 CFpC

17、HCF厂CFCH-CF _* +2FNuI-CTiC-CH-CF-A.氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性,B.它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。C.氟弹性体对大气介质，特别是对氧和臭氧。具有优良的耐化学和耐热性，它们主要用于汽车、航空航天、化学、采矿、石油和半导体工业中所用的垫圈、油封、O形圈、管道、膜片，可在非常恶劣的环境中工作。 kwrLp,I Th Ar inti foQiAdatiOAl. 1 Brhiteness zonaTefnperaiurd（C）一种特殊的含氟聚合物C=C + 6 CFiOC

18、F.-CTj-OfCFa-OCF, ()cf.cfc + q 也 ciww 鸽于一ocs-g第 cr-CF?CHpQ二 crxccriOcr, -Ch-cr.-oCFrCF, C5CF CFj；二 GFjQF, GFjQ GF- GFj - Q 7 GFjGFj CF(a)些氟乙烯的光氧化得到Fomblin 2：(b)六匾山烯的光血化無至ij Fomblin Y ；(c)1, 3六氟环氧内烷的开环聚Demnum；9)六氛环氣丙烷的开环聚合得到KrytoxA.全氟聚醚具有耐热、耐氧化、耐腐蚀、粘流性良好、不燃、可与塑料、弹性体、金属相容、只溶卜全氟有机溶剂等良好的综合性能，是苛刻环境下极为可靠的

19、润滑剂B.广泛应用于电子、化工、机械、电气、核工业、航空航天等领域.其合成方法卞要有全氟环毓化物的阴应用:用作高性能的润滑剂和传热介质，具有无与伦比的耐化学性和耐溶剂性及优良热稳定性。比如卫星的润滑剂、硬盘磁片间的润滑介质。也可以与 PTFE稠化使用。一个比较聿要的单体三緘丙(CF3-CH=CH2)CatCF3CCIHCH? CF?rH=CH: + HCI三氟丙烯用作4：产具仃很高化学和热隐定性的氟硅橡胶和M硅油;等氟硅材料的1耍原料oCHrHOn CH-CH， CH.Ct L i L i_t u荃团-CHt-CFHCH.-CF2CH2CH.CF,-Cf%-CF.H6夜面张” 1 mN/n)111Ort1 t itrtfluDTQH h4 criePwiJhn MOfrvtOU-nHendecftntBenzeneWn-HepttnrUniyne* *k*lnhJ*L