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现代建筑中不可或缺的氟材料:FEP!
时间:2023-08-08 查看:1323

2019年4月15日,法国巴黎圣母院发生了火灾,塔尖倒塌,受损严重。巴黎圣母院约建于1163年到1250年间,这座花费了一百八十多年才建成的哥特式建筑,承载着法国的艺术和历史,是巴黎的象征之一。据报道,火灾蔓延速度极快,从起火到火焰窜上房顶仅仅用了一两分钟,圣母院顶楼的电线短路可能是引发火灾的原因。

此次让全世界人民痛惜的大火,也让我们反思,该如何确保建筑中的电缆安全。

怎样的电缆是安全的

建筑物的线缆就像人的神经系统,延伸到大楼每一个部分,防火低毒的线缆的重要性是不言而喻的。

2013年4月,湖北省襄阳一城市花园酒店因电线短路引起火灾,造成14人死亡、47人受伤。2018年8月,哈尔滨北龙汤泉休闲酒店着火,死亡20人,起火原因是风机盘管机组电气线路短路形成高温电弧。2018年12月,浙江台州一渔船因电线老化引发火灾,31人被救,1人遇难。

据中国消防数据披露,近年来电气火灾频发,每年的电气火灾占比同年火灾比例30%以上,其中,电气线路火灾又占电气火灾的60%以上。电气火灾隐患,在我们身边几乎无处不在。

造成短路最常见的几个原因,一是输电线路使用过久,绝缘层老化、破裂,失去绝缘作用。二是电气线路与设备的质量,如绝缘材料绝缘性能欠佳、绝缘材料防火性能不达标、电气连接件接触不良等。另外,乱拉乱接电线,使电线的外套机械损伤,引起短路。

这几点恰恰是氟塑料电缆不可替代的优势所在。

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常见的氟塑料电缆聚全氟乙丙烯(FEP),最突出的特点是其优异的阻燃性能,它的氧指数为95,即只有在95%氧纯度的环境下才能燃烧。即使在高温下熔融,也不会滴漏,不分解,可避免火焰间接向周边物质滴漏蔓延,把燃烧限制在局部范围内,不会导致周边环境温度的急剧升高,有利于尽快扑灭火势。

另一个特点,是燃烧后的低烟性能,产生的烟雾量非常少,保证了火灾现场的透光度,为逃生争取宝贵的时间。

以FEP为原料生产的电讯、电子计算机、报警电线、电缆可不必用钢管保护,直接安装在楼板与吊顶天花板之间夹层空间内,非常方便。

1992年,美国电器工业协会编写了通风电缆的说明书,规定由于高层建筑的防火绝缘等要求,高层建筑的通风电缆必须采用FEP为原料的电线电缆,目前美国已经成为FEP用量最多的国家。上海世博会中国馆用的最high等级的阻燃线缆,主要成分就是FEP。

PTFE的又一个兄弟

FEP是一种性能优异的氟塑料,是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。
大约80多年前,化学家普伦基特在杜邦位于美国新泽西州的杰克逊实验室中发明了聚四氟乙烯树脂(PTFE)。随后,杜邦又在PTFE之外研发出一系列产品,其中就包括FEP(杜邦真的蛮厉害)。
FEP是四氟乙烯和六氟丙烯的聚合物,所以既有四氟乙烯的优点,又具有热塑性塑料的良好的加工性能。它的高绝缘性、阻燃性以及跟普通热塑性塑料一样良好的加工性能,在一定的程度上,可以弥补PTFE在加工性能方面的不足。
FEP的电绝缘性能和PTFE十分相近。它的介电系数从深冷到最high工作温度,从50Hz到1010Hz超高频的范围内几乎不变,仅2.1左右。
它的耐热性能仅次于PTFE,能在-85至200℃的温度范围内连续使用。普通的昼夜温差或者四季变换造成的温度变化,对它几乎没有影响。在-250℃时仍保持有伸长率和一定的曲挠性,是其他各类塑料所不及的。
它的耐化学稳定性与PTFE相似,除与高温下的氟元素、熔融的碱金属和三氟化氯等发生反应外,与其他化学药品接触时均不被腐蚀。
FEP具有与PTFE相似的特性,又有热塑塑料的良好加工工艺,使之成为代替PTFE的重要材料。具有耐高温、抗氧化、不易燃、氧指数高、能自熄等特点,是光纤通信电缆的理想用线。在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输线,电子计算机内部的连接线,航空宇宙用电线,及其他特种用途安装线、油矿测井电缆、微电机引出线等等。

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良好的信号传输功能及其他性能

科学技术的发展,特别是军事工业、宇航、航空、通信等事业的发展,对电线电缆提出了更高的要求。
电线电缆是将电源与用电设备连接起来的材料,在整个系统中起着“神经”、“血管”作用。航天飞机中,内部环境复杂,电线电缆除了考虑其电气性能、机械性能和化学性能外,还要考虑电网络匹配关系、抗干扰能力、载流量大小、使用环境、机械强度、电缆保护等因素。
5G时代信号的传输速度远快于4G信号,要求材料对信号的干扰小、介电常数小,保证大数据传输不受干扰。对数据的处理及智能化反应的速度和稳定性,以及个体之间的数据传输提出了很高的要求。FEP制成的绝缘体,其介质稳定,传输衰减小、信号损失少,极小的延迟差,在线缆本身使用寿命、高频信号处理能力及抗外界干扰能力方面表现出色。

FEP电线除质量轻外,传输速度也快,用它们做电缆绝缘层,有利于提高网络的寿命。采用FEP的数字通信电缆,已经用于建设高层建筑的高速局域网综合布线系统,快速、准确地传输语音、图象和数据。

在工业领域,尤其是声传感器生产中,FEP一直独占鳌头,广泛地用于制作各类电声和声电传感器,包括用于普通电话机和声控电话机、对讲机、传真机、助听器、声控玩具、声控开关和声控电脑的声传感器等,其覆盖面约占各类声传感器的80%以上。

在医用领域,FEP在修补心脏瓣膜和细小气管中也有应用,并制成血液超低温贮存袋。

几个小故事

故事一:2019年,西安交通大学和温州医科大学的研究人员开发了一种抗菌、抗紫外线的纳米敷料。在这项研究里,研究人员设计了一种热敏、可注射、可自我修复以及基于粘多糖的FEP水凝胶敷料,用于促进血管生成和糖尿病伤口愈合。

故事二:2015年,美国乔治亚理工学院的研究者开发了一种新型的键盘。键盘靠四层相互叠加的透明胶片运作,两层的铟锡氧化物起到电极的作用,被一层PET塑料分开。除了电极以外,一层FEP塑料采集皮肤里的静电荷,手指触碰键盘,会由静电摩擦效应发电。敲击按键时,其独特的结构使得键盘能够记录下一个个复杂的电信号,给每个用户创造一个模式作为与众不同的签名。

作为具有广泛应用领域的高新科技产业,中国氟塑料正在缩小与国外先进技能水平的距离,往后的发展前景会愈加宽广。





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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