氟树脂

有机化合物

分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。是国民经济各部门，特别是尖端科学技术和国防工业不可缺少的重要材料。氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）等。其中以聚四氟乙烯为主。

性能

聚四氟乙烯可以在 260℃高温下长期使用，-268℃低温下短期使用。介电性能不仅优异，且不受工作环境、温度、湿度和工作频率的影响。在高温下也不与强酸、强碱和强氧化剂起作用，即使在“王水”中煮沸也无变化，故有“塑料王”之称。润滑性特别是自润滑性很好，对钢的静摩擦系数仅0.02，动摩擦系数0.03，自摩擦系数0.01。主要缺点是有冷流性，在负荷和高速条件下尺寸不稳定;刚性、耐磨和压缩强度较差,需加硫化钼和青铜粉等填料改性；耐辐照性和加工性不好。可熔性聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高温机械性能（250℃拉伸强度为13MPa，而聚四氟乙烯为8.5MPa）和加工性能大为改善。氟塑料46的最大优点是加工性、阻气性和低温柔性好,耐冷流性优,但耐高低温性能比聚四氟乙烯差，耐应力开裂性能欠佳。四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物改善了氟塑料46的应力开裂性，高温电性能和力学性能优于氟塑料46和可熔性聚四氟乙烯。聚三氟氯乙烯的特点是透明性、尺寸稳定性和粘接性好，但耐温性较差。聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物都是机械强度好和韧性大的氟树脂，耐辐照性优良；聚偏氟乙烯还是压电性和热电性极好的功能材料。聚氟乙烯薄膜可耐大气老化30年以上。偏氟乙烯－六氟异丁烯共聚物可在280℃以上高温下长期使用，主要问题是价格昂贵,常温下发脆。

沿革

始于20世纪30年代。1934年，德国的F.施洛费尔和O.舍雷尔研究成功的聚三氟氯乙烯，是氟树脂的第一个品种。1938年，美国杜邦公司的R.J.普伦基特发现并于1945年工业上生产了聚四氟乙烯，这是最早工业化的氟树脂产品，以后不断开发出新品种。80年代初世界上已工业生产和批量生产的有11种，聚四氟乙烯消费量的年均增长率为5%。1984年,世界氟树脂需要量超过30kt，其中聚四氟乙烯占70%。

中国氟树脂的研制始于50年代后期。1965年以后，聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、氟塑料46等相继投产，其他品种亦先后研制成功或已小量生产。

生产方法

氟树脂常用悬浮聚合、溶液聚合和本体聚合制得成型用产品，用乳液聚合制得涂料用产品。聚四氟乙烯则多用悬浮聚合和分散聚合法生产。悬浮聚合制得的悬浮聚四氟乙烯，系在聚合釜中以水为介质，过硫酸铵作引发剂，稀盐酸为活化剂,使四氟乙烯于0.5～2MPa压力和40～45℃下引发聚合制得白色粒料，经捣碎、研磨、干燥得到不同粒度的粉状产品。分散聚合时需加少量分散剂(全氟辛酸铵)和稳定剂(氟碳化合物)，以氧化还原体系催化剂进行引发聚合。聚合有高压和低压之分。高压为2MPa和25℃,低压力0.6～0.7MPa和10～38℃。聚合所得分散液用水稀释至一定浓度后，于15～20℃进行机械搅拌，再经凝聚、洗涤、干燥，即得白色松散粉状产品──分散聚四氟乙烯。分散聚合制得的含聚四氟乙烯20%左右的分散液，加入乳化剂，制得固体含量约为60%的乳白色乳状体的聚四氟乙烯浓缩分散液。

加工

氟树脂多数可用一般热塑性树脂粉末冶金法冷压与烧结相结合的方法加工。即先在模具内以20～30MPa压力冷压成型后,于370～380℃烧结,制成板、棒、管或垫圈、轴承、阀门等制品;或先制成毛坯，再经机械加工成薄膜或各种零部件。分散聚四氟乙烯则用挤出成型制成薄壁管、细棒、异形材、电线电缆被覆层、管道、丝扣密封用生料带等。而分散液则可用喷涂、流延和浸渍等工艺制得相应制品。

用途

氟树脂可作化工用管、阀、泵和贮槽的衬里；电子工业用耐热防腐电线包皮等绝缘材料；飞机、航天器和电子计算机的配线；机械工业用耐磨、自润滑轴承、活塞环和垫圈等；造纸工业、印染和纺织工业、食品工业用辊筒，建筑用材料等。氟树脂作涂料、胶粘剂和合成纤维的用途也很广，如聚四氟乙烯纤维可用于耐热防蚀滤布、防护服、宇宙服和全氟离子交换膜衬布。此外，聚四氟乙烯还可作人工血管、气管和心肺装置等医用材料，氟塑料46薄膜可作血液保存袋；聚偏氟乙烯薄膜可用作立体扬声器和强力传感器的材料，抽成丝可作钓鱼线等；乙烯－三氟氯乙烯共聚物和乙烯－四氟乙烯共聚物可用作耐辐射材料；XR树脂即四氟乙烯－全氟（乙烯基多烷氧基磺酸基）醚共聚物，主要作氯碱工业用离子交换膜(见彩图)。

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