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含氟聚合物家族:PTFE、PFA、PVDF、FPI、FKM、FEVE、PFPE、FEP、FPEN......
时间:2023-08-25 查看:3731
含氟聚合物由含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得,由于C-F键极短、键能极高,含氟聚合物相较于一般聚合物产品拥有独特的性能优势。首先,键能极高的氟碳键赋予了聚合物主链骨架的稳定性,含氟聚合物普遍拥有较好的耐候性;其次由于氟原子自身原子半径小,使其拥有一些特别的表面性质,如不粘性,低摩擦性,防水及防腐蚀性等;另外氟原子自身较低的极化率使其拥有优良的电学及光学性质,如高绝缘性、低介电常数以及高透光性。
含氟聚合物主要分为氟树脂、氟橡胶以及其他含氟聚合物等,PTFE、PVDF、FEP是氟树脂材料最主要的产品,占据全球90%以上的氟树脂材料市场,氟橡胶主要包括聚烯烃类氟橡胶、亚硝基氟橡胶、四丙氟橡胶、磷腈氟橡胶以及全氟醚橡胶等,其他含氟聚合物包括含氟聚氨酯、含氟聚酰亚胺、含氟丙烯酸酯聚合物、含氟环氧树脂、聚醚酮、含氟聚酯、含氟聚酰胺等。

本文将简单介绍一下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、氟橡胶、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质及用途。

聚四氟乙烯

聚四氟乙烯商品名为“铁氟龙”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”、"4F" 等,是当之无愧的“塑料王”。
PTFE是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种结晶性聚合物,熔点327 ℃,熔融黏度很大,380℃时达1010Pa·s,不便于成型加工,密度为2.13~2.19克/立方厘米。PTFE具有优异的耐化学品性,其介电常数为2.1,损耗因数低,在很宽的温度和频率范围内是稳定的。

此外,PTFE从低温到高温(-196℃~260℃)的机械性能都很好,抗冲强度高,但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差,因此有时需对其改性,加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。

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PTFE垫片
值得注意的是,PTFE的摩擦系数几乎比任何其它材料都低,具有很高的氧指数(OI),极限氧指数(LOI)高达95%,主要应用于防腐、防腐管道及配件、换热器、机械、 电子电器、医用材料、微粉等方面。

含氟聚酰亚胺(FPI)

含氟聚酰亚胺(FPI)是指是主链含有酰亚胺环的化学结构高度规整的刚性聚合物,是由含氟二酐和含氟二胺通过熔融缩聚或溶液缩聚反应生成含氟聚酰胺酸(FPAA),再经酰亚胺化得到的高分子材料。

相比传统PI,FPI在继承了传统PI高强度、耐高温、耐形变、耐弯折等特点的基础上,兼具透明性好、电绝缘性好、介电常数低等特点,而它在OLED显示领域应用广泛,主要用在对透光率要求较高的场景,如盖板薄膜、触控层(TSP)薄膜、高透支撑膜等。
按照化学结构,FPI可分为二苯醚型FPI、均苯型FPI、苯酮型FPI、联苯型FPI;按照性能可以分为含氟聚醚酰亚胺(FPEI)、含氟聚酰胺亚胺(FPAI)等;按照含氟基团可分为全氟PI和部分含氟PI两种。
近些年,FPI在括柔性OLED显示、电子器件散热等高端领域得到应用,市场需求持续攀升,但FPI核心技术仍旧集中在美国和日本等国家,全球约有九成左右的FPI由日本生产。FPI生产技术复杂,需要的原材料种类较多,当前国内对于技术壁垒较低的单体原料,如联苯四甲酸二BPDA、均苯四甲酸二酐PMDA已经实现大规模生产;对于较为特殊的单一,如六氟二酐6FDA也逐步打破外企垄断。

三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物( FEVE )

为克服PVDF的不足,美、日科学家相继开发了多种含羟基官能团的氟碳树脂。1982年,日本旭硝子开发了商品名为lumiflon的氟烯烃和乙烯基醚的共聚树脂FEVE。
FEVE树脂由氟乙烯单体和乙烯基乙醚(或酯)单体交替联接构成,氟乙烯单体把乙烯基醚单体丛两侧包围起来,形成屏敝式的交替共聚物,然后用含羟基、羧基的乙烯基醚单体与氟烯烃共聚,生成的氟树脂含羟基和少量羧基。

由于FEVE具有特殊结构,其具备在酯类、酮类及芳烃溶剂中的可溶性,克服了氟涂料需烧结成膜的缺点,使其可按普通的涂料成膜方式固化,它可以和封闭型多异氰酸酯或三聚氰胺树脂制成单组分中温烘烤涂料,也可以和多异氰酸酯(多采用HDI缩二脲或HDI三聚体)制成双组分涂料,达到常温固化的目的,制得的含氟聚氨酯涂料不仅耐候性优异,而且耐酸碱及耐溶剂性优良,可用于重防腐蚀涂装。

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种结晶性聚合物。FEP结晶物的熔化点为304℃,密度为2.15克/立方厘米,它是一种软性塑料,其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。
FEP是化学惰性材料,在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数(2.1)。该材料不引燃,氧指数高达95%,可阻止火焰的扩散,还具有优良的耐候性,摩擦系数较低,从低温到392℃均可使用。  
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聚全氟乙丙烯管

FEP分子式该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品,用作流化床和静电涂饰的粉末,也可制成水分散液。FEP半成品有膜、板、棒和单纤维,其主要用于制作管道和化学设备的内村、滚筒的面层及各种电线和电缆,如飞机挂钩线、增压电缆、报警电缆、扁形电缆和油井测井电缆。FEP膜已用作太阳能收集器的薄涂层。       

聚三氟氯乙烯( PCTFE )

PCTFE是由三氟氯乙烯自由基引发聚合的重复单元线性主链的聚合物,最早由德国IG Farben公司的Schloffer 和Scherer在1934年first制备得到。1937年,德国I.G.Farbenindustrie公司发表了首篇制备报告,其后美国在执行曼哈顿计划过程中,对PCTFE的性能作了大量的研究工作,1942年美国宣布研制成功,并于1946年投产。

当时PCTFE主要用于分离铀同位素气体扩散材料,1949年产品有市售,1957年美国3M公司以“kel- F”商标大量出售PCTFE树脂。前苏联从1950年~1951年开始生产PCTFE树脂。此后,法国产品“Voltalef”、日本“Dai-flon”、德国“Gostaflon”相继问世。

图片聚三氟氯乙烯管 

我国在1959年开始研制PCTFE树脂,1960年试制成功,1966年建成年产25吨PCTFE树脂的生产装置。
聚三氟氯乙烯简称PCTFE,是由三氟氯乙烯经聚合而成的热塑性氟树脂,低分子量的是液体或蜡状物,高分子量的是白色固体或分散液。

PCTFE聚合物成链状,其晶体结构属于六方晶系。PCTFE分子中碳骨架被氟原子和氯原子紧密包裹,有效阻止了碳骨架外露,因此PCTFE具有良好的耐化学腐蚀性能和化学惰性,仅在高温下被熔融碱金属或氯磺酸破坏。
分子结构中的F原子使聚合物具有化学惰性, Cl原子则使聚合物具有透明性、热塑性与硬度,因此PCTFE是具有高度稳定性、耐热性、不燃性、不吸湿性、不透气性以及惰性的优质热塑性树脂。分子结构中C-Cl键的存在,使得PCTFE除耐热性及化学惰性较聚四氟乙烯 (PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (FEP)稍差外,硬度、刚性、耐蠕变性均较好。
PCTFE具有优异的阻隔气体的能力,其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是minimum的。PCTFE电性能与其它全氟聚合物相似,但介电常数和损耗因数稍高,尤其是在高频时。

PCTFE可制作厚的(3.175mm)光学透明制件,可制成用于模塑和挤塑的粒料,制成的膜厚度为0.0254mm~0.254mm,亦可制成棒和管材。

PCTFE在机械、电子电器、化学工业、医疗器械、军事、核能等领域均有着广泛的应用。在机械领域,PCTFE主要用于高真空系统的密封材料、透明配管及水准仪、尺寸精度高的机械零部件等。

聚偏氟乙烯(PVDF)

PVDF是指偏氟乙烯(VDF)的均聚物或VDF与少量含氟乙烯基单体的共聚物,含氟量60%左右。
PVDF树脂具有优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐气候、耐紫外线和耐高温辐射的性能,同时抗拉伸强度和抗冲击强度优良,硬度高且耐磨,热变形温度高,抗蠕变疲劳性能佳,其使用温度范围为-60~150℃,是一种强而韧的结构材料。 
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PVDF板材

PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域,由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性,是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的best材料之一。

PVDF良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送,采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜、粘结剂等,在锂二次电池中应用,目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。

可熔性聚四氟乙烯(PFA)

PFA又称"全氟烷氧基氟塑料",与PTFE一样,也是全氟化的氟塑料,它保持了PTFE的一切优异性能。与PTFE不同的是,PFA可以在较低温度下进行熔融加工。

PFA为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物,熔融粘结性增强,溶体粘度下降,而性能与聚四氟乙烯相比几乎无变化。

PFA长期使用温度为-80℃—260℃,有极好的耐化学腐蚀性,是摩擦系数minimum的塑料之一,还有很好的电性能,其电绝缘性不受温度影响。

PFA其耐化学药品性与聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好;抗蠕变性和压缩强度均比聚四氟乙烯好,拉伸强度高,伸长率可达100-300%;介电性好,耐辐射性能优异。此外,PFA还具有生理惰性,可植入人体内。

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PFA管

PFA适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件,还可用于高温电线、电缆绝缘层,防腐设备、密封材料、泵阀衬套和化学容器。

乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)

乙烯—四氟乙烯共聚物简称ETFE或F40,ETFE是最强韧的氟塑料,在保持了聚四氟乙烯良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时,它的耐辐射和机械性能有很大程度地改善,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的两倍,更主要的是其加工性能得以大大提高,特别是它和金属表面的附着力表现突出,使氟塑料和钢的紧衬工艺真正得以实现。

ETFE是一种乙烯—四氟乙烯的共聚物,不仅具有优良的抗冲击性、导电性、热稳定性和耐化学腐蚀性,而且机械强度高、加工性能好,广泛用于化工、电子通讯、设备制造、航空航天等领域。

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现代建筑中的ETFE膜

另外,ETFE膜为现代建筑提供了一个创新解决方案。由这种膜材料制成的屋面和墙体质量轻,只有同等大小的玻璃质量的1%;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强,熔融温度高达200℃,并且不会自燃。

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含氟新材料:性能卓越,驱动高端制造与新能源产业变革 含氟新材料是指有机高分子化合物中与碳原子键合的氢原子被氟原子全部或部分取代而形成的一类高性能聚合物。由于氟原子具有极强的电负性、较小的原子半径以及较高的键能,赋予这类材料独特的化学稳定性与物理特性,包括卓越的耐高温、耐化学腐蚀、抗老化、低表面能、低摩擦系数、高绝缘性以及优异的抗粘性和阻燃性。这些性能使含氟新材料在航空航天、新能源、电子信息、高端装

含氟新材料是指有机高分子化合物中与碳原子键合的氢原子被氟原子全部或部分取代而形成的一类高性能聚合物。由于氟原子具有极强的电负性、较小的原子半径以及较高的键能,赋予这类材料独特的化学稳定性与物理特性,包括卓越的耐高温、耐化学腐蚀、抗老化、低表面能、低摩擦系数、高绝缘性以及优异的抗粘性和阻燃性。这些性能使含氟新材料在航空航天、新能源、电子信息、高端装备、环保技术和医疗器械等众多高技术领域扮演着不可替代的角色。含氟材料的发展始于20世纪中期。1948年,美国DuPont公司首次合成了聚-2-氟代-1,3-丁二烯,但因性能与成本未达预期而未实现商业化。直到50年代末,美国Thiokol公司开发出耐强氧化剂的含氟橡胶,才标志着该类材料正式进入工业应用阶段。我国自六十年代起也陆续研制出多个型号的氟橡胶,包括23型、26型、246型等,并逐步扩展至四丙氟橡胶、全氟醚橡胶等品种,最初以满足国防军工需求为主,后逐渐向民用领域推广。在政策层面,含氟新材料因其战略重要性被多国视为关键发展领域。我国各级政府也积极推出扶持措施,推动氟化工产业向高附加值、精细化方向转型。氟化工产品种类丰富、应用广泛,已成为国家新材料产业的重要组成部分。行业规模持续扩大,至2024年,中国氟化工产品市场规模已接近千亿元级别,市场需求保持强劲。从产业链角度看,含氟新材料的上游主要依赖萤石资源,经加工制成氢氟酸等基础化学品,再进一步合成各类含氟聚合物。中国萤石储量丰富,2024年产量约达670万吨,占全球总产量的70%左右,为氟材料产业提供了稳固的原料基础。中游主要包括含氟高分子材料的合成与改性,下游则覆盖锂电、光伏、氢能、通信、军工等多个战略新兴产业。 在锂电池领域,含氟材料广泛应用于电解液、隔膜和粘结剂中。传统电解质六氟磷酸锂因综合性能良好而被大规模使用,但行业目前面临产能过剩问题。新一代锂盐双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)因其更高的电导率、热稳定性和安全性,正在成为替代选择,2024年国内LiFSI出货量同比增长超过100%,市场潜力显著。此外,PVDF作为正极粘结剂的关键材料,也因其电化学稳定性和成膜性能优异而被广泛使用。 在光伏行业中,含氟材料主要用于电池背板膜,常见的有PVDF、PVF、ETFE等类型。它们凭借极强的耐候性、抗紫外线和化学腐蚀能力,有效延长组件使用寿命。其中,PVDF膜因其更高的含氟量、更好的阻隔性能和机械强度,逐渐成为主流选择,尤其适用于恶劣环境。 氢能领域的发展则倚重全氟磺酸质子交换膜,该膜是燃料电池的核心组件,直接影响发电效率与寿命。全氟磺酸树脂作为制膜关键材料,技术门槛极高,目前国产化程度仍较低,主要依赖进口,这也成为我国氢能产业亟待突破的环节。 展望未来,全球含氟新材料行业正处于快速发展阶段。随着新能源、新能源汽车、半导体、5通信等下游市场持续扩张,对高性能氟材料的需求将不断增长。与此同时,技术迭代与工艺优化将进一步推动材料性能提升与成本降低,助力实现更广泛的应用突破。我国在保持萤石资源优势的同时,还需加强核心技术研发,完善产业链布局,提升高附加值产品国产化率,以期在全球氟材料产业竞争中占据更有利位置。 

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2025-09-02

化学界的“积木高手”:三氟氯乙烯如何变身芯片制造关键材料

在日常生活中,手机、电脑的“大脑”——芯片,正变得越来越精密。制造这些纳米级芯片,需要一些非常特殊的“魔法气体”来蚀刻出极其细微的电路。近日,我国化工行业在一项关键技术上取得突破,一种名为三氟氯乙烯的化合物,成功助力合成了芯片制造中的高端蚀刻气——六氟丁二烯。这听起来非常专业,但它其实就像一个精彩的分子“乐高”游戏。首先,认识一下两位“主角”三氟氯乙烯 (CTFE):你可以把它想象成一块特殊的“乐高”积木。它分子中含有氟、氯原子和碳碳双键,既稳定又活泼,是搭建更复杂氟碳分子的“万能基石”。六氟丁二烯 (C4F6):它是芯片制造中的“雕刻大师”。在等离子体状态下,它能精准地“啃食”硅晶圆,刻出纳米级别的沟槽,且几乎不留下残留物,是生产7纳米及以下顶级芯片的必备材料。那么,“积木”是如何变身“大师”的?这个过程的核心叫做催化偶联反应。搭建舞台:科学家们会选择一种合适的催化剂(像一位熟练的“乐高指导师”)。拼接积木:在“指导师”的帮助下,两个三氟氯乙烯分子会走到一起。它们的关键部位(碳碳双键)会被打开,然后手拉手地连接起来,形成一个含有四个碳原子的大分子。精装修饰:这个新形成的大分子还不是最终的六氟丁二烯。它身上多余的“装饰”(氯原子)需要被巧妙地移除或替换,最终通过精密的提纯技术,得到纯净的、几乎不含杂质的六氟丁二烯气体。为什么这项技术很重要?更纯净:传统的合成方法步骤多、杂质多。而利用三氟氯乙烯这条新路径,就像有了标准化的“高精度积木”,能更直接、高效地搭出目标产物,纯度极高,完美满足芯片制造的苛刻要求。更绿色:新工艺减少了副产物的生成,使生产过程更加环保,符合绿色化学的理念。更自主:高纯度电子特气是我国的“卡脖子”技术之一。这项突破意味着我们向高端芯片材料的自主供应迈出了坚实的一步,对保障我国半导体产业链安全具有重要意义。下次当您使用先进的电子设备时,或许可以想到,里面可能就蕴藏着从“三氟氯乙烯”这块小小积木开始,经过化学家们巧妙搭建而成的智慧结晶。化学的微观世界,正持续为我们的宏观数字生活提供着无限可能。 

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2025-08-29

携手共进,共创未来——诚邀您莅临烟台八角湾国际会展中心B2馆A67展位洽谈合作

尊敬的客户:秋风送爽,硕果盈枝。在这充满收获与希望的季节,我们诚挚邀请您莅临2025年09月15日-17日于中国烟台八角湾国际会展中心举办的行业盛会,与我们共聚 B2馆A67展位,探讨合作新机遇,共创发展新篇章! 为何选择与我们携手?作为行业领域的深耕者,我们始终以创新为驱动,以客户需求为核心,提供高品质的解决方案与全方位服务。此次展会,我们将带来最新技术成果、核心产品及战略规划,期待与您面对面交流,量身定制合作方案,助力您的业务腾飞。 展会信息:展位位置:B2馆A67展会日期:2025年09月15日-17日展会地址:中国烟台八角湾国际会展中心主题亮点:创新技术展示、行业趋势解读、一对一合作洽谈 期待与您相见!  无论您是长期合作伙伴,还是初次相识的新朋友,我们都期待在展会现场与您深入交流。我们的团队已做好充分准备,为您详细介绍业务优势、解答疑问,并探讨如何通过合作实现共赢。请记住我们的位置:B2馆A67! 如果您希望提前预约洽谈时间或获取更多信息,欢迎通过以下方式联系我们:邮箱:854010691@qq.com官网:http://www.czjyhg.com/金秋九月,让我们相约烟台,共赴一场行业盛宴,携手开启合作新旅程!  期待您的光临!  谨致敬意                                     常州市嘉远化工有限公司2025年09月

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2025-08-27

六氟丙烯市场动态20250825

2025年8月25日,六氟丙烯市场弱稳运行,供需僵局依旧。原料成本震荡抑制交易活跃度,供大于求格局下供应充裕,企业开工正常。预计短期市场延续稳态,企业积极出货等待需求回暖。

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2025-08-26