中年|不止PTFE,氟塑料家族兄弟全曝光


提起氟塑料 , 大多数人都知道塑料王 , PTFE 。 我们了解氟塑料要从它的源头说起 , 萤石又称氟石 , 其化学成分为氟化钙(CaF2) , 通常为黄、绿、蓝、紫等色 , 玻璃光泽 , 硬度4 , 萤石的熔点较低 , 为1270-1360℃ , 它是氟化工的基础资源 。
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图:萤石
萤石和硫酸反应生成氢氟酸 , 用无水氢氟酸使三氯甲烷氟化 , 反应温度在65℃以上 , 用五氯化锑为催化剂 , 最后用热裂法制成四氟乙烯 。 除了四氟乙烯(TFE)之外 , 类似的办法可以生产六氟丙烯(HFP)、偏氟乙烯(VDF)、三氟氯乙烯(CTFE)等 。
氟树脂之父罗伊·普朗克特1936 年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品 , 他们收集了部分四氟乙烯储存于钢瓶中 , 准备第二天进行下一步的实验 , 可是当第二天打开钢瓶减压阀后 , 却没有气体溢出 , 他们以为是漏气 , 可是将钢瓶称量时 , 发现钢瓶并没有减重 。 他们锯开了钢瓶 , 发现了大量的白色粉末 , 这是聚四氟乙烯 。 含氟的高分子主要有氟树脂、氟橡胶、氟涂料 , 见下图:

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大部分朋友都知道PTFE , Teflon是杜邦(现在为科慕)的商品名 , 中文名“特氟隆 ”、“特氟龙 ”、“特富隆”、“泰氟龙” 。 其实Teflon不只是杜邦PTFE商品名 , 也是杜邦其他氟聚合物商品名 , 如FEP树脂和PFA 。 而含氟常见的塑料其实还有:PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PVDF、PCTFE等 , 见下表:

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如果我们学习通用塑料结构是从PE(聚乙烯)开始 , 那么掌握氟塑料的结构要用聚四氟乙烯开始;从结构式来看 , PFA侧链结构跟PTFE来比较就是多了侧链 , 如—OC3F7 。 FEP则是侧链是CF3 , 四氟乙烯与六氟丙烯聚合 。 如果四氟乙烯和乙烯共聚 , 则是ETFE;如果三氟氯乙烯与乙烯共聚 , 则是 ECTFE;另外 , 如果TFE一侧的F被H取代 , 则是PVDF;如果TFE一个F被Cl取代 , 则是PCTFE 。
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下面我们来介绍下常见的氟塑料:
一、 PTFE
特种塑料之一——聚四氟乙烯(塑料王)
聚四氟乙烯(英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]),被美誉“塑料王” , 中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”(teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等 。 它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物 , 其结构简式为-[-CF2-CF2-]n-

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耐高温——使用工作温度达250℃ 。