聚三氟氯乙烯PCTFE
聚三氟氯乙烯(PCTFE)是最早研究開發(fā)并生產(chǎn)的熱塑性氟塑料。首篇制備報告是由法國法本公司于1937年發(fā)表的。其后美國在執(zhí)行曼哈頓計劃過程中,對其制備技術路線及產(chǎn)品性能做了大量研究工作,1942年由3M公司投入生產(chǎn),以Kel-F商標出售。當時主要用于鈾同位素分離材料。其后俄羅斯、法國、德國和日本的產(chǎn)品相繼問世。我國在1959年開始研制PCTFE樹脂,1960年試驗成功,1966年建成25噸/年的PCTFE樹脂生產(chǎn)裝置。PCTFE的分子量在10萬~20萬。分子結(jié)構(gòu)中的氟原子具有特殊化學惰性,如一定的耐溫性,不吸濕性和不透氣性。分子結(jié)構(gòu)的氯原子存在,是聚合物具有良好的加工流動性,透明性及硬度特性。由于PCTFE分子結(jié)構(gòu)中C-Cl鍵的引入,除了耐熱性及化學惰性較聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物稍差外,硬度、剛性、耐蠕變性均較好,滲透性及熔點、熔融粘度都比較低。
PCTFE的主要性能。一是物理性能,聚三氟氯乙烯(PCTFE)屬結(jié)晶性聚合物,結(jié)晶度可達85%~95%,其結(jié)構(gòu)特點是既具有全同立構(gòu)型又具有間同立構(gòu)型,總得來看呈無規(guī)立構(gòu)型,因而制品透明度好。PCTFE幾乎不透濕,透氣性能低,吸水性能小,因而即使在水中也能保持良好的絕緣性能。二是力學性能,PCTFE的力學性能與分子量及加工條件有關,與結(jié)晶度關系密切,拉伸強度、彈性模量、彎曲性能和硬度都隨結(jié)晶度增加而增大。三是熱性能,PCTFE的熔融溫度為212~217℃,結(jié)晶度越大,熔融溫度越高。玻璃化溫度(Tg)也隨結(jié)晶度而異,一般在45~90℃之間,用熱膨脹計法測定則在50℃左右。PCTFE長期處于260~280℃會因熱分解而引起分子量降低。四是電性能,PCTFE分子中既有體積大而電負性相對小的氯原子,又有體積相對小而電負大的氟原子,且排列不對稱,因而分子具有極性,其tgδ和介電常數(shù)都不如PTFE,tgδ受溫度和頻率的影響大,但PCTFE的體積電阻率、介電強度高。五是耐化學性能,PCTFE的耐化學性能稍遜于PTFE,但仍優(yōu)于其它塑料。
聚三氟氯乙烯的加工和應用。PCTFE雖可用熔融加工,但由于熔體粘度高,有降解趨勢,導致加工品的性能變壞,故加工困難。PCTFE樹脂可制成用于模塑和擠塑的粒料。膜厚度為0.001—0.010英寸,亦可制成棒和管。聚三氟氯乙烯樹脂噴塑方法屬化工設備防腐蝕技術,它由聚三氟氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、石墨粉混合作為聚三氟氯乙烯塑料與金屬設備表面的粘接劑,在噴涂PCTFE面層之前,首先在金屬基體表面噴上粘接劑過渡層。本方法工藝簡單、操作方便,不受設備形狀,大小的限制,其噴塑的設備、使用介質(zhì)比較廣泛、強度高,可廣泛用于石油化工、制藥、農(nóng)藥等具有腐蝕性的化學工業(yè)。例如化工設備上的耐腐蝕零部件如管道、閥門、閥座、高壓密封填料、齒輪、軸承、隔膜、墊圈,反應鍋、貯槽、通風機、離心機等襯里和涂層;電子儀器高頻絕緣、高頻電纜、線圈絕緣等。目前,全球范圍內(nèi)PCTFE產(chǎn)能主要集中在Daikin(Daiflon○R)、Honeywell(Aclar○R)、3M(Kel-F○R)等幾家國外企業(yè)。而國內(nèi)成熟的PCTFE產(chǎn)品幾乎沒有。因此,加強聚三氟氯乙烯樹脂的開發(fā),對國內(nèi)氟塑料的發(fā)展具有重要的意義。