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含氟高分子 我有新說法
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含氟高分子是指全部或部分的碳-氫鍵為碳-氟鍵取代的高分子化合物。其最重要成員是聚四氟乙烯,由于它具有耐化學(xué)腐蝕性、耐大氣老化性、優(yōu)良的介電性能、的低表面能、寬廣的使用溫度范圍等特性,廣泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、機(jī)械制造、化學(xué)等工業(yè)。

目錄

含氟高分子分類

1981年含氟高分子的產(chǎn)量約3萬噸,比常用的聚乙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯等的產(chǎn)量要低得多,而且價(jià)格也較昂貴,不過它是耐受苛刻條件和具有特殊優(yōu)良性能的的材料。工業(yè)上重要的含氟高分子幾乎全部是加聚型高分子。根據(jù)單體的不同,可以分為三大類:
四氟乙烯的聚合物和共聚物
聚四氟乙烯是含氟高分子的主要品種。此外,還有幾種重要共聚物:
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四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 英文縮寫為 FEP。這種全氟型高分子材料的密度為2.14~2.17克/厘米3(擠出級(jí)),保持了聚四氟乙烯的各種優(yōu)良性能, 而且是熱塑性高分子,較 聚四氟乙烯更易加工成型,但耐高溫性能不如聚四氟乙烯。熔融溫度為242~305℃,只能在205℃長(zhǎng)期使用。它的結(jié)構(gòu)特征是,全氟碳主鏈含有三氟甲基的支鏈:
四氟乙烯-乙烯共聚物 一種熱塑性高分子。與聚四氟乙烯比較,其特點(diǎn)是相對(duì)密度較小(1.70),拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度較高,并具有優(yōu)良的耐輻射性能(108拉德),但只能在 150℃長(zhǎng)期使用。它的電性能和耐化學(xué)性能與四氟乙烯-六氟丙烯共聚物相近,廣泛用于電氣電子工業(yè)作為絕緣和耐腐蝕材料。結(jié)構(gòu)式為:  四氟乙烯與全氟(烷基·乙烯基)醚的共聚物 全氟型高分子,結(jié)構(gòu)特征是全氟碳主鏈含有全氟烷氧基支鏈。它的長(zhǎng)期使用溫度和其他各種性能均接近聚四氟乙烯,而且在250℃的力學(xué)性能優(yōu)于聚四氟乙烯,又是熱塑性高分子,便于加工成型,但價(jià)格較高。結(jié)構(gòu)式為: 式中RF為全氟烷基。
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四氟乙烯與亞硝基三氟甲烷共聚物 主鏈上含有氮氧的雜鏈高分子,并含有少量提供交聯(lián)點(diǎn)的第三單體,例如 ω-亞硝基全氟丁酸等,是一種彈性體,具有耐低溫(玻璃化溫度為-51℃),耐化學(xué)腐蝕和在純氧中不燃等特性;但耐高溫性能不如偏氟乙烯型彈性體。只有中間生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)式為:  四氟乙烯與全氟(甲基·乙烯基)醚的共聚物 含有提供交聯(lián)點(diǎn) 的第三單體,是在開發(fā)中的一種全氟型彈性體。四氟乙烯與全氟烯醚的摩爾比約2:3,玻璃化溫度為-12℃,耐高溫性能優(yōu)于偏氟乙烯型彈性體。結(jié)構(gòu)式為:  四氟乙烯-丙烯共聚物 一種中等性能的氟橡膠,它的特點(diǎn)是加工性能良好。結(jié)構(gòu)式為:  四氟乙烯與全氟(含磺酰氟的烷基·乙烯基)醚的 共聚物 一種功能材料。它的結(jié)構(gòu)特征是全氟碳主鏈上含有末端為磺酰氟基團(tuán)的支鏈,例如: 磺酰氟基團(tuán)可轉(zhuǎn)化為強(qiáng)極性的磺酸基或磺酸鹽。這種高分子能耐強(qiáng)氧化劑,耐化學(xué)腐蝕,又具有優(yōu)良的離子交換性能,制成復(fù)合膜,可在電解食鹽制取高純堿中用為隔膜材料。最近已投入工業(yè)生產(chǎn)。
偏氟乙烯的聚合物和共聚物
聚偏氟乙烯PVDF具有優(yōu)良的耐輻射性能(108拉德)。由于 60年代末期發(fā)現(xiàn)了它的壓電和熱電性能,在聲電換能器和熱電檢測(cè)器等方面得到應(yīng)用(見高聚物壓電性、高聚物熱電性)。  但是偏氟乙烯的聚合物仍以氟橡膠為主。工業(yè)生產(chǎn)的是偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚物。隨之發(fā)展的,是偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物,這種氟橡膠的性能超過前者,為世界氟橡膠的主要品種,可在 200℃長(zhǎng)期使用。偏氟乙烯、六氟丙烯與四氟乙烯三元共聚的彈性體的耐高溫性能又有所提高,可在250℃長(zhǎng)期使用。又由于改進(jìn)了聚合和硫化體系,改善了橡膠的高溫抗壓縮變形的性能。這類橡膠產(chǎn)量約占全部氟橡膠的85%。
三氟氯乙烯的聚合物和共聚物
三氟氯乙烯的聚合物是聚三氟氯乙烯。其較重要的共聚物有兩類:一是三氟氯乙烯-乙烯共聚物,它具有氟塑料的一般優(yōu)良性能,并有相對(duì)密度較小(1.68),力學(xué)性能好和 耐輻射(108拉德)等特點(diǎn);另一類是三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物,偏氟乙烯含量在10%(摩爾)以下的用作塑料,可制成薄膜等,偏氟乙烯含量在10%(摩爾)以上的,可溶于酯和酮類溶劑中,用于涂料。

含氟高分子應(yīng)用

聚氟乙烯PVF具有優(yōu)異的耐候性,其制品和用于金屬表面的涂層,在正常室外條件下經(jīng)久耐用,壽命可達(dá)15~30年。對(duì)于縮聚型的含氟高分子雖作過不少研究,但只有含三氟丙基 的氟硅橡膠已經(jīng)工業(yè)生產(chǎn),其結(jié)構(gòu)式如下: 其他含氟的高分子,例如耐低溫的含氟聚氨酯和耐高溫(300℃)的聚全氟亞烷基三嗪等含氟彈性體,則均在開發(fā)中,尚未有中間生產(chǎn)。
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