全氟磺酸树脂的性能和应用

工程塑料及其应用

工程塑料及其应用
Engineering Plastics and Their Applications
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工程塑料的定义
工程塑料是指： 【在较宽的温度范围和较长期的使用时间内，能够保持优 良性能，并能承受机械应力做为结构材料使用的热塑性塑 料】

工程塑料的物性
物
性
美规 ASTM D638 kg/cm2(MPa) ASTM D638 % ASTM D790 kg/cm2(MPa) ASTM D790 kg/cm2(MPa) ASTM D256 (kg?cm/cm)
欧规 ISO 527 N/m2(MPa) ISO 527 %
拉伸强度(屈服，断裂） Tensile Strength (at yield, Break) 伸长率 Elongation at break 弯曲强度 Flexural Strength 弯曲模数 Flexural Modulus IZOD冲击强度(1/8“缺口) IZOD Impact(Notched 1/8”) 冲击强度(缺口) Impact(Notched) 简支梁冲击强度（缺口） Charpy Impact(Notched) Rockwell 硬度 Rockwell Hardness
ISO 180/1A kJ/m2 ISO 179 kJ/m2 ASTM D785 (R-Scale)

工程塑料的物性
物 热变形温度(HDT) Heat Deflection Temperature 维卡软化温度 Vicat Softening Temperature 球压温度 Ball Pressure Temperature
性
美规 ASTM D648 ℃
欧规 ISO 75/A ℃ ISO 306/B50 ℃ IEC 60695-10-2 ℃
线性膨胀系数 Coeff. Of Linear Thermal Expansion 融熔体积率 Melt Volume Rate(MVR) 热融熔指数 Melting Flow Index(MFI) 耗氧指数(OI) Oxygen Index
ASTM D696 10-5 cm/cm℃
DIN 53572 K-1×10-4 ISO 1183 ml/10min.
ASTM D1238 g/10min. ISO 4589 %

氟树脂

1.1含氟树脂概述 自1963年聚偏氟乙烯（PVDF）涂料成功地应用在建筑业，涂覆于装饰板材上以来。氟树脂涂料已经走过了近40年的发展历程，氟树脂涂料以其独特的性能经受住了历史的考验。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业，第一种是以美国阿托—菲纳公司生产的PVDF树脂为主要成分的外墙高耐候性氟树脂涂料、具有超强耐候性；第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料。主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面；第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟树脂涂料，主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等[1]。 1.2含氟树脂的结构特点及性能 1.2.1氟树脂的结构特点 常温固化氟树脂的结构如图1.1所示, 在FEVE的分子结构中, 作为主要的单体三氟氯乙烯, 由于前述氟原子的特性, 在空间结构和化学上, 氟烯烃单元保护了不很稳定的乙烯基醚单元, 使其难以受氧化侵蚀, 提高了树脂的耐候性和耐化学腐蚀性,并为树脂提供了必要的硬度。环己基的引人, 则赋予了树脂刚性和透明性, 其侧链的大环降低了树脂的结晶性, 使其可以在常温下溶于大多数有机溶剂。烷基的引人给树脂提供了较好的挠曲性能, 增加了树脂的柔韧性能。经烷基的引人则给树脂带来了固化点, 使树脂能在常温下与异氛酸醋交联固化, 高温下与三聚氰胺树脂交联固化, 使树脂具有从室温到高温广阔温度范围内固化的性能, 应用范围大为扩展。而侧链上梭基的引人, 则提高了树脂对颜料的润湿性, 加强了树脂与固化剂、有机颜料的相溶性。 C-F键能高达486KJ/mol,因此分子结构稳定, 很难被热、光以及其它化学因素破坏。在同一分子中未成键原子之间存在着一种较弱的范德华力。2个氟原子的范德华半径之和为0.27nm,两个氟原子正好把C-C之间的空隙填满, 保护了碳碳键, 使氟碳树脂相当稳定。 1.2.2氟树脂的性能 氟树脂具有优异的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、耐热性、耐化学品性、斥水斥油性、绝缘性及低摩擦系数, 其原因是由于氟原子电负性高, 原子半径小, 与碳形成的C-F键极短, 相邻氟原子相互排斥, 使含氟烷烃中氟原子呈螺线形分布, 碳链周围被一系列带负电性的氟原子所包围, 形成屏蔽层。

全氟离子交换膜材料

山东东岳集团成功攻克氢燃料电池生产的重大瓶颈——磺酸树脂离子膜技术，中国由此成为世界第二个拥有该项技术和产业化能力的国家。 2006年3月19日，“东岳”承担的国家863计划“全氟离子交换膜材料研究”课题，经过3年艰苦攻关，通过了专家验收。项目负责人张永明与张恒，一个是上海交通大学的博士生导师、业内知名专家，一个只是自学成才的企业技术负责人。可是在张永明眼中，缺了张恒，离子膜项目不会成功。 全氟磺酰单体的生产是全氟离子交换膜生产过程中的重要一环。东岳集团神舟新材料有限公司副总经理高洪光说：“在这个全氟磺酰单体的生产过程中，张恒根据他多年的经验，以及查阅大量的资料，自行设计、自行画图、安装，攻克了磺酰单体这个重要的设备，才使下面我们有了高纯的单体，做出了好的树脂。如果说没有这一步，那么离子膜的成功是不可能的。因为国外只出售给中国全氟磺酸树脂，不出售生产全氟磺酸树脂的原料，所以没有这个设备，就没有这个原料的生产，也就谈不上全氟磺酸树脂的生产成功。” 为了氯碱产业的“中国心”东岳全氟离子膜产业化历程 日期：2010-08-20 中国是当今世界氯碱产能第一大国，但全球第一的光环并不能掩饰中国氯碱人的一块心病。 离子膜电解法是目前最先进的氯碱生产工艺，离子膜电解槽是氯碱工业的核心装置，而其中发挥关键作用的是安装在电解槽上的全氟磺酸羧酸离子膜（简称全氟离子膜）。这张薄如蝉翼的离子膜被认为是氯碱装置的“心脏”。一直以来，全氟离子膜生产技术被美国和日本垄断，中国氯碱装置安装的只能是洋“心脏”。从“六五”时期起，我国一代代化工人开始了漫长的离子膜国产化征程。 全氟离子膜，这枚化学工业“皇冠上的明珠”，曾是共和国几任化工部长、几代化工人未偿的夙愿。 全氟离子膜，这张含金量极高的薄膜，曾经阻滞了多少氯碱人自主自强、实现完全国产化的脚步。 直到2010年6月30日，一个民营科技化工企业——山东东岳集团100％国产化的全氟离子膜，在万吨级氯碱装置上一次通电成功。从此，中国氯碱行业终于有了“中国心”！ 一次偶然的相遇开创了一段艰辛的探索 东岳集团与离子膜结缘始于一个偶然。2003年，在杭州的一次会议上，东岳集团总裁

聚氯乙烯的聚合基础学习知识原理

聚氯乙烯的聚合

聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行，间歇操作。大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高，搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。 二、氯乙烯单体中杂质对聚合反应的影响 1.VCM中乙炔对聚合的影响 首先表现在对聚合时间和聚合度的影响上，见表1. 可知聚合生产中除去单体中的乙炔很重要，一般要求低于10ppm (0.001%)。乙炔的主要危害是和引发剂的自由基、单体自由基发生链转移反应。当乙炔含量高时，生产上一般采取降低聚合温度的办法，以免树脂转型；或在聚合反应初期适当提高聚合温度，以消除诱导期的延长；

2.VCM中高沸物对聚合的影响 VCM中乙醛、二氯乙烯、二氯乙烷等高沸物，均为活泼的链转移剂，从而降低PVC聚合度和降低反应速度。由于高沸物存在于VCM中不便于聚合温度的掌握，以及高沸物对分散剂的稳定性有明显的破坏作用，因此对VCM中的高沸物含量要严加控制。 此外，高沸物杂质高，影响树脂的颗粒形态，造成高分子歧化，以及影响聚合釜粘釜和“鱼眼”等。工业生产要求单体中高沸物总含量控制在100ppm（0.01%）以下，即单体纯度≥99.99%。一般高沸物含量较高时，可借降低聚合反应温度来处理。 3.铁质对聚合的影响 VCM中铁离子的存在，使聚合诱导期延长，反应速度减慢，产品热稳定性差，还会降低树脂的电绝缘性能（特别是铁离子混入PVC中时）。此外，铁离子还会影响产品颗粒的均匀度。 4.水质对聚合的影响。 聚合投料用水的质量，直接影响到产品树脂的质量。如硬度（表征水中金属等阳离子含量）过高，会影响产品的电绝缘性能和热稳定；氯根（表征水中阴离子含量）过高，特别对聚乙烯醇分散体系，易使颗粒变粗，影响产品的颗粒形态；PH值影响分散剂的稳定性，较低的PH值对分散体系有显著的破坏作用，较高的PH值会引起聚乙烯醇的部分醇解，影响分散效果及颗粒形态。此外，水质还会影响粘釜及“鱼眼”的生成。 三、聚合生产过程中常用的助剂 氯乙烯悬浮聚合过程中，聚合配方体系或为改善树脂性能而添加各种各样的助剂，其中用得比较广泛的有以下几种：分散剂、引发剂、PH

氟树脂简介

氟树脂简介 1定义 分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）等。其中以聚四氟乙烯为主。 2性能 氟树脂具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。聚四氟乙烯可以在260℃高温下长期使用，-268℃低温下短期使用。介电性能不仅优异，且不受工作环境、温度、湿度和工作频率的影响。在高温下也不与强酸、强碱和强氧化剂起作用，即使在“王水”中煮沸也无变化，故有“塑料王”之称。润滑性特别是自润滑性很好，对钢的静摩擦系数仅0.02，动摩擦系数0.03，自摩擦系数0.01。主要缺点是有冷流性，在负荷和高速条件下尺寸不稳定；刚性、耐磨和压缩强度较差，需加硫化钼和青铜粉等填料改性；耐辐照性和加工性不好。可熔性聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高温机械性能（250℃拉伸强度为13MPa，而聚四氟乙烯为8.5MPa）和加工性能大为改善。聚三氟氯乙烯的特点是透明性、尺寸稳定性和粘接性好，但耐温性较差。聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物都是机械强度好和韧性大的氟树脂，耐辐照性优良；聚偏氟乙烯还是压电性和热电性极好的功能材料。聚氟乙烯薄膜可耐大气老化30年以上。偏氟乙烯－六氟异丁烯共聚物可在280℃以上高温下长期使用，主要问题是价格昂贵，常温下发脆。 3国内外状况 1934年，德国的F.施洛费尔和O.舍雷尔研究成功的聚三氟氯乙烯，是氟树脂的第一个品种。 1938年美国杜邦公司合成聚四氟乙烯树脂，开发出“特氟龙”不粘涂料，它是将聚四氟乙烯（PTFE）以微小颗粒状态分散在溶剂中，然后以360-380oC的高温烧结成膜，该涂层可长期在-195--250oC下使用，其耐化学品性超过所有聚合物，主要应用于不粘涂层；如：不粘锅内涂膜、聚合反应釜内衬。 20世纪60年代，Elf Ato 公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯（PVDF）氟碳树脂，随后，被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。但由于PVDF树脂不溶欲

全氟磺酸树脂Nafion_NR50溶液的制备

第18卷第10期2001年10月应用化学 CHIN ESE J O U RN A L O F AP PL IED CHEM IS T RY V o l.18N o.10O ct.2001 全氟磺酸树脂Nafion R ○NR50溶液的制备 王　海　王建武　徐柏庆* 　邱显清 (清华大学化学系,一碳化学与化工国家重点实验室　北京100084) 摘　要　研究了全氟磺酸树脂N afio n R ○N R 50溶液的制备过程.通过考察不同的溶剂体系,得到了5种对N afio n R ○N R50具有良好溶解作用的溶剂体系,即40%～70%水+60%～30%乙醇、40%～70%水+60%～ 30%正丙醇、10%～70%水+90%～30%异丙醇、30%～70%水+60%～20%正丙醇+10%甲醇和10%～70%水+80%～20%异丙醇+10%甲醇.适宜的溶解温度为230～250℃,溶解时间为4h .在溶解的过程中,N R50催化醇发生异构化、醚化和脱水等反应.甲醇起到促进N R50溶胀进而加速其溶解的作用.关键词　全氟磺酸树脂,溶解,醇溶液 中图分类号:O 632.32 文献标识码:A 文章编号:1000-0518(2001)10-0798-04 2001-01-20收稿,2001-07-02修回 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院资助项目 Nafion R ○N R 50(简称N R 50),凝胶型全氟磺酸树脂,由美国杜邦公司研究开发,具有以下结 构: [(CF 2 CF 2)n CF CF 2]x (O C F CF)m CF 3 O CF 2CF 2SO 3H 其中:m =1～3;n =6～7;x ≈1000 Nafion R ○N R 50具有高热稳定性(<280℃)、化学惰性和超强酸性(H 0=-12),近年来在许多领域都得到广泛应用,如电解池膜分离器、气体扩散膜、燃料电池质子交换膜、超强酸催化剂和催化剂载体等 [1～3] .但由于其通常呈致密无孔状态, 表面积很低(≤0.02m 2 /g ),使得大量埋没的酸性中心得不到有效利用,这些不足使得本已昂贵的它实际应用受到很大限制[4,5].目前,N R 50溶液的制备只有杜邦公司1篇专利报道[6],且其未能对诸多影响N R50溶解性能的因素(如溶剂组成、 温度、时间等)进行细致讨论,国内尚未见有关报道.本文考察了不同溶剂体系(单一组分溶剂、双组分溶剂和多组分溶剂)和溶解条件(溶解温度和溶解时间)对N R50溶解性能的影响. 1　实验部分 全氟磺酸树脂N R 50从Lanca ster 化学公司购得,平均粒径约0.9mm ,酸量为0.89mmol /g .试剂甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇由北京 化工厂购得,均为分析纯. 溶解过程在25m L 高压釜中进行,电加热套加热,磁力搅拌,在一定温度下保持数小时,然后停止加热和搅拌,并在室温下自然冷却;分别收集 上下层溶液,下层为所要溶液.N R50如未全溶,用表面皿将残渣及溶液全部收集,在110℃烘箱 中烘干,对未成膜部分进行称重(溶解的N R 50经烘干后成膜),以此计算N R 50的溶解量.准确移取1m L 下层液体于称量瓶中,在110℃烘箱中烘干、称重,以此计算溶液的浓度. 2　结果与讨论 2.1　溶剂的选择 高聚物的溶解是比较复杂的过程,选择合适 的溶剂体系一般遵循3个原则:极性相近原则、溶解度参数相近原则、溶剂化原则.N R50含有极性较强的—SO 3H 基团,不能通过简单计算溶解度参数来选择合适的溶剂体系.根据极性相近原则,选择极性溶剂将有利于其溶解.这里将重点考察水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇对它的溶解.2.1.1　单一组分溶剂　分别以10m L 水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇为溶剂考察其对0.1g N R50的溶解作用,溶解温度和时间分别为230℃和4h .实验表明:异丙醇作溶剂时,NR 50基本全溶,但溶液呈浑浊状态;甲醇作溶剂时,所得溶液量很少且几乎不含NR50,这是因为甲醇在N R50催化作用下生成大量二甲醚,打开高压

超强酸和强酸

超强酸和强酸 超强酸 又称超酸。是一种比100%硫酸还强的酸。特别是液体超强酸分类 a. 布朗斯特超酸，如HF、HClO 4、HSO 3 Cl、HSO 3 F和HSO 3 CF 3 等，室温下为液体，本 身为酸性极强的溶剂。 b. 路易斯超酸：SbF 5、AsF 5 、TaF 5 和NbF 5 等，其中SbF 5 是目前已知最强的路易斯酸， 可用于制备正碳离子和魔酸等共轭超酸。 c. 共轭布朗斯特——路易斯超酸：包括一些由布朗斯特和路易斯酸组成的体系。如： H2SO 4·SO 3 (H 2 S 2 O 7 ）；H 2 SO 4 ·B(OH) 3 ；HSO 3 F·SbF 5 ；HSO 3 F等。 d. 固体超酸：硫酸处理的氧化物TiO 2·H2SO 4 ；ZrO 2 ·H 2 SO 4 ；路易斯酸处理的 TiO 2·SiO 2 等。 全氟磺酸树脂 是现在已知的最强固体超强酸，具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚，得到全氟磺酸树脂。与液体超强酸相比，用作催化剂时，易于分离，可反复使用。且腐蚀性小，引起公害少，选择性好，容易应用于工业化生产。 氟氢酸（HF） 无色透明至淡黄色冒烟液体。为氟化氢气体的水溶液。呈弱酸性。有刺激性气味。与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅，但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起腐蚀作用。能与水和乙醇混溶。有毒，最小致死量(大鼠，腹腔)25mG/kG。有腐蚀性，能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体。测定二氧化硅。它必须储存在塑料（理论上讲，放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好）、蜡质制或铅制的容器中。氢氟酸没有还原性。如果要长期储存，不仅需要一个密封容器，而且容器中应尽可能将空气排尽。 氟硫酸（FSO 3 H） 无色透明的发烟液体，有强烈的刺激性气味。一种含氟的强超酸。我们可以把它看作硫酸与氢氟酸的酐。氟硫酸的迅速水解就产生H2SO4与HF。 氟锑磺酸 别名：魔酸。氟锑磺酸是无色透明的粘稠液体，含杂质时为淡黄色、棕色甚至是黑绿色。有明显的刺激性气味，纯净的氟锑磺酸密度大致为 3.61-3.82g/ml，无固定熔沸点。氟锑磺酸是超强酸之一，可以看作五氟化锑和氟硫酸的混合物， SbF 5与FSO 3 -离子结合成[SbF 5 (OSO2F)]-离子，使电离出的氢离子几乎不受粒子引力 控制。[SbF5(OSO2F)]-在水溶液中完全电离，暴露在空气中强烈吸水并有部分水解 形成HSbO 3、HF、H 2 SO 4 和其他强酸及一些络合物。故久置的魔酸中还有少量SbO 3 -、 F-、SO 42-、SbO+、SbO 2 +离子。[SbF 5 (OSO2F)]-离子有和氟离子一样的活性。当皮肤沾 到氟锑磺酸时先会被脱水炭化，接着碳被溶解，[SbF 5(OSO2F)]-离子及少量SbO 3 -、 F-等离子进入血液，使钙、镁离子失活，导致人体中毒。氟锑磺酸酸性极强，以至于高氯酸在其中都会被质子化。氟锑磺酸还是一种良好的溶剂和腐蚀剂（强氧化性），可以将包括金、铂在内的极不活泼金属氧化溶解。氟锑磺酸通常储存在聚四氟乙烯的容器内。在室温下氟锑磺酸和玻璃作用剧烈，并能溶解烃类有机物，可以将有机

氟树脂涂料

氟树脂涂料 蒋卓君 04300011 摘要：简述了氟树脂涂料的发展、分类、特点、性能、存在的问题与对策，并简单介绍了几种典型的氟树脂涂料的性能和合成工艺。 关键词:氟树脂; 氟涂料 1 前言 自1963 年聚偏氟乙烯(PVDF) 涂料成功地应用在建筑业,涂覆于装饰板材上以来,氟树脂涂料已经走过了近40 年的发展历程,氟树脂涂料以其独特的性能经受住了历史的考验。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业, 第一种是以美国阿托—菲纳公司生产的PVDF 树脂为主要成分的外墙高耐候性氟树脂涂料, 具有超强耐候性;第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料, 主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面; 第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟树脂涂料, 主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等[1]。 2氟树脂涂料发展的几个阶段 氟树脂涂料的品种发展主要经历了熔融型、溶剂可溶型、可交联固化型及水性氟树脂涂料等阶段。 2.1熔融型氟树脂涂料 熔融型氟树脂涂料又称高温烘烤型氟树脂涂料,是最早的氟树脂涂料品种。PTFE、PVF、PVDF 等均可制成熔融型氟树脂涂料,常用熔融型氟树脂及其性能如表1 所示[2 ]。

由表可见,这些氟树脂都有很好的耐候性、耐溶剂性及耐高温性。但由于这些氟树脂涂料须在高温下烘烤使其熔融成膜,只适合于工厂涂装,不适合现场施工。因而应用范围主要局限在电饭锅、耐高温铝板或钢板上,从而限制了自身的发展。 2.2溶剂可溶型氟树脂涂料 为扩大氟树脂涂料的应用范围,首先必须降低氟树脂的结晶度,提高其在有机溶剂中的溶解度。因此,研究者们就将各种含氟单体与带侧基的乙烯单体进行共聚改性,制得了溶解性较高的氟树脂涂料。如VDF/ TFE/ HFP 三元共聚物、VF2/ HFP 二元共聚物涂料等。这种涂料可在较低温度下成膜,因而拓展了氟树脂涂料的使用范围。 2.3可交联固化型氟树脂涂料 可交联固化型氟树脂涂料是指在氟树脂中引入—OH 及—COOH 等官能团,使之可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行交联固化。典型的可交联固化型氟树脂涂料有羟基乙烯基醚共聚物( PFEVE) 涂料等。 2.4 水性氟树脂涂料 随着人们环保意识的加强,水性涂料将成为21世纪的主流产品之一,因此,水性氟树脂涂料已成为当今涂料研究的热点。水性氟树脂涂料一般是由含氟烯烃、乙烯基醚、含羧基化合物和水溶性氨基树脂共聚而制得。研究较多的有三氟氯乙烯共聚物涂料、四氟氯乙烯共聚物涂料及偏氟乙烯共聚物涂料等。降低水性氟树脂涂料的成膜温度是研究的热点。目前,日本旭硝子公司的PFEVE 乳胶成膜温度为35～50 ℃。国内水性氟树脂涂料也在积极研究之中,研究焦点也集中在如何降低成膜温度上。

全氟磺酸树脂中不稳定端基的热行为研究

Vol.14高分子材料科学与工程No.6　1998年11月PO LYM ER M AT ERIALS SCIEN CE AND EN GIN EERIN G Nov.1998全氟磺酸树脂中不稳定端基的热行为研究⒇ 饶国瑛 张之旭 (北京化工大学应用化学系分析中心,北京,100029) 摘要　用傅立叶变换红外光谱(F T-IR)和热失重(T G)方法对全氟磺酸树脂中的不稳定端基的热行为进行了研究。 结果表明,该树脂中的不稳定羧端基受热分解是造成树脂热压成膜产品中存在气泡和“晶点”的主要原因,通过对不稳定羧端基热分解机理研究表明,树脂中不稳定羧端基受热时存在两种分解方式:即单纯脱羧放出CO2和交联脱羧放出CO2和水,前者结果使产品中存在气泡,后者则使膜中既存在气泡又产生交联点(晶点)。 关键词　全氟磺酸树脂,羰基,羧基,不稳定端基 70年代美国研制开发成功的氯碱工业用全氟磺酸-全氟羧酸复合膜制碱技术是代表世界膜技术最新水平的尖端技术。但是作为这种膜的原料树脂在热压成型加工中常常会产生大量气泡,严重影响膜的质量,对此国外的不少学者进行过研究[1,2],但对树脂中易分解的官能团即不稳定端基与热压成膜温度之间的关系及分解机理尚未见报导。本文用FT-IR及TG对全氟磺酸树脂的不稳定端基热行为进行了较详细的研究,并建立了不稳定端基与成膜温度之间的半定量关系,对分解机理也进行了探讨。 1　实验部分 1.1　仪器设备 傅立叶变换红外光谱仪60SX B:美国Nicolet 公司产品。热压装置:Y-88,天津实用技术开发公司产品。热分析仪:TGS-2,美国PE公司产品。 1.2　材料 全氟磺酸树脂:江苏南通合成材料实验厂提供。 1.3　实验方法 1.3.1　红外光谱法:先将约0.2g样品放入热压模具中加热到所需温度恒温5min,在40～60kg/cm2压力下热压成透明薄膜进行红外光谱分析。 1.3.2　热失重:样品在N2保护下以5℃/min的速度升温,记录180～340℃范围的热失重曲线。 2　结果与讨论 2.1　不稳定端基的确定 Fig.1为全氟磺酸树脂热压成膜位于2000～1500cm-1之间的红外光谱。由文献可知,1810cm-1吸收峰是游离羧端基-COOH的振动吸收,位于1794cm-1[1～3]吸收峰归于-CF=CF2相对稳定的端基吸收,而位于1775cm-1吸收峰是树脂受热后新产生的与不稳定羧端基有关的羰基吸收峰[4]。 Fig.1　FT-I R spectra of thermal-pres sed perfluorosulfacid resin film on the temperature of220℃ 2.2　不稳定端基的热行为 Fig.2为树脂在100～300℃范围内成膜样品的红外光谱图,由图可知,随成膜温度的升高,1812 cm-1吸收峰逐渐减小而1795cm-1吸收峰的强度保持不变。而当成膜温度达到240℃时在1775cm-1处开始出现新的羰基吸收。这可作如下解释:当成膜温度升高时不稳定的-COO H端基受热分解而导致1812cm-1吸收峰的强度减小,在我们的成膜温度范围内1795cm-1-CF=C F2端基是稳定的,故其强度保持不变,而当温度高于240℃后则不仅存在- ⒇收稿日期:1996-05-17;修改稿收到日期:1997-10-27　联系人及第一作者:饶国瑛,女,54岁,副教授.

防老剂RD的合成技术分析

防老剂RD的合成技术分析 防老剂RD的防护性能优异,生产工艺相对简单,原料来源丰富,市场需求量较大,是国内外生产厂家最多、产量最大的防老剂品种之一。 表面看来,防老剂RD的生产工艺并不复杂, 仅由普通原料聚合而成。但实际上产品组分中含有多种聚合物,它们的含量和比例都影响着产品的使用性能,因而从防老剂RD诞生之日起就不断有新的专利技术出现。由于国内外轮胎工业对高质量、低成本、符合ISO 14000环境评价体系的无污染产品的严格要求,如何制备防老剂RD成为众多生产厂家的热门话题。本文概述防老剂RD的反应机理,并分析影响反应的各种因素。 1反应机理 关于单体的形成过程,有两种可能的机理模型:一种是苯胺和丙酮首先缩合成席夫碱,席夫碱再进一步缩合成环;另一种是两个丙酮分子首先缩合成异亚丙基丙酮,异亚丙基丙酮再与苯胺缩合成环。经分析认为第2种机理模型更为合理,具体反应过程如图1所示。 2反应的影响因素 1921年Knoevenagel Jaeger[3]在德国化学会志上首次公开了由苯胺、丙酮及催化剂碘合成2, 2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的方法,从此拉开了 防老剂RD合成的序幕。在至今的80多年间,以苯胺和丙酮为基本原料的生产方法几乎没有改变。综合历年的各项专利技术可以看出,影响防老剂RD合成反应的主要因素有工艺、原料、催化 剂、溶剂、温度和压力。 2·1工艺 按工艺操作方式可分为间歇式和连续式,按反应阶段的控制方式可分为两步法和一步法。国内一般将防老剂RD的合成工艺分为两步法和一步法。两步法是首先缩合制得单体,除去多余反应物后,再在酸性条件下进行单体的聚合;而一步法是使单体制备和聚合反应同时完成,然后再分离多余的反应物。两步法工艺过程长,消耗大,但所得产品中的有效物含量高;而一步法过程简单,消耗小,但有效物含量低。1936年Ingram J R[4] 提出以盐酸等非氧化性无机酸为催化剂,

C-P-020-全氟磺酸离子膜树脂的挤出流延薄膜成型研究-苑会林

C-P-020 全氟磺酸离子膜树脂的挤出流延薄膜成型研究 苑会林1，王婧2 1 北京化工大学 新型高分子材料的制备与加工北京市重点实验室 北京 100029 2 山东东岳高分子材料有限公司淄博 256401 关键词：全氟磺酸离子膜 熔融挤出 流延 工艺 性能 全氟磺酸树脂具有热塑性，起始分解温度较高，可供熔融加工的温度范围相对较宽，并具有良好的热稳定性。本论文主要讨论了全氟磺酸离子膜的熔融挤出流延成型工艺。 下图展示了全氟磺酸薄膜的成型工艺 Fig.1 Flow chart of processing art of plasticized PFSIEM 全氟磺酸离子树脂的流变特性 首先，测定该树脂的MI值为3.3g/10min，这样的熔体流动速率满足了挤出流延薄膜成型的要求。图3为树脂的熔融流动曲线。由图可见，该树脂熔体流动呈假塑性，属切力变稀流体。图4为熔体的表观粘度与切变速率的关系曲线，也可看出熔体具有切力变稀的流动特性，并且，在切变速率达到约200s-1前，熔体流动有着明显的切敏性，在这一范围内熔体粘度随切变速率的增加显著下降。切变速率超过200s-1后，熔体粘度随切变速率的增加略有下降，降幅较小。

050100 150 200250 300 ηa / P a ·s γ/s -1 Fig.4 The dependence of viscosity on shear rate 挤出机螺杆转速与三辊机线速度的选择 Table 1 The effect of screw revolution and linear speed of three-roll glazer on the molding process of membranes 挤出机螺杆转速 三辊上光机线速度 薄膜厚度 （r/min ） （cm/min ） （μm ） 30 45 230±3 30 72 130±2 30 96 58±0.5 30 >100 薄膜断裂 35 45 280±3 35 72 160±2 35 96 86±1 35 >108 薄膜断裂 45 60 难以塑化成膜 表1列出了挤出机螺杆转速与牵引辊转速对膜成型加工过程的影响，实验是 在片材模具狭缝宽度不变的情况下进行的。结果表明，在挤出速度不变的情况下，当牵引速率较快时很容易发生薄膜的断裂，这是由于PFSR 是具有一定的结晶性的线型高聚物，大分子晶格排列整齐紧密，并且PFSR 中包含有极性较大的磺酸基团，分子间的相互作用力较大 。结果还表明，挤出速度太快时，薄膜也会因容易断裂而难以成型，这是挤出速度太快造成树脂在挤出机中停留时间过短，塑化不好的原因。

氟树脂涂层的性能特点

氟树脂涂层的性能特点 一、氟树脂静电喷涂工艺是当今世界上最先进的防腐工艺，经喷涂后在设备表面形成0.3—1.8mm厚的涂层，所喷涂原料有PTFE、PFA、FEP、ETFE、halar-ECTFE、PVDF六种，经过喷涂不同原料的涂层后具有以下特点： 1、涂层与金属间有极高的结合力：外力基本无法去除，金属与涂层的附着，如同人的表皮与真皮附着。故解决了传统内衬四氟工艺四氟层与金属基层间因结合力不足易起鼓，脱落的缺陷，温度变化频繁的环境中表现更加明显。 2、克服了传统内衬四氟工艺因形状限制造成的使用范围的局限性：任意形状设备、零部件均可喷涂加工； 3、优良的成形可再加工性能：由于氟塑料熔融流动性能优良，在零件表面喷涂后，还可进行二次加工，以满足对工件尺寸精密度控制的要求。 4、优良的防粘性能：经喷涂后不仅具有优异的防粘性能而且具有优异的耐温性能，在-193到260℃的高温使用中依然具备独特的防粘性能。 5、优良的耐真空性能：在任何真空条件下不会出现脱层（在真空-0.01至-0.1兆帕）。 6、优良的机械性能：机械强度大，耐具有高硬度与韧性。 7、优良的耐热性：可在-193到260℃的高低温下的环境长期稳定使用。 8、优良的电气性能：介电常数与介电损耗因子在很宽的温度与频率范围内都比较低，显示出高介电强度； 9、阻燃性：氟树脂在易燃易暴环境下都不易燃烧，是很好的阻燃材料。 10、优良的耐磨性：经过特殊处理可增加涂层表面硬度，以提高耐磨性。 11、优良的耐腐蚀性：几乎不受任何介质的腐蚀。 12、优良的高纯洁净性：例如多晶硅行业、电镀行业、特殊物料反应等等，既达到防腐又起到高纯洁净的效果。 二、已经成功应用到化工业、纯水设备制造业、多晶硅业、半导体业、制药业、电镀业、纯水设备制造业等等

氟树脂及其在行业中的应用

氟树脂及其在行业中的应用 董经博（浙江蓝天环保高科技股份有限公司，浙江杭州310023） 文章编号:1006-4184（2010）01-0004-05 摘要：主要介绍了氟树脂的性能及PVDF 、PFA 、ETFE 、PTFE 、e-PTFE 、FEP 、TFE 树脂在行 业中的应用。 关键词：氟树脂；PVDF ；PFA ；ETFE ；PTFE ；e-PTFE ；FEP ；TFE 收稿日期：2009-06-29 作者简介：董经博（1979-），男，本科毕业。从事氟树脂应用研究工作。 自1934年德国首先开发成功聚三氟氯乙烯（PCTFE ），1938年DuPont 公司开发成功聚四氟乙烯，并逐步工业化以来，氟树脂的种类一直在不断增加，应该领域不断扩大，迄今其身影已遍及航空、航天、石油、化工、机械、电子、建筑、农药、医药及生活材料等。 1氟树脂性能及种类 氟树脂由含氟原子的单体通过均聚或共聚反 应而得。F 原子的电负性为4.0，范德华半径为1.35， C-F 键能为487.2kJ/mol ，C-F 键的极化率为0.68c-x ， 再加之特殊的结构，使得氟树脂在耐热性、耐酸性、耐碱性、耐药品性、耐候性、疏水疏油性、耐玷污性、不粘性、生物体适应性、气体选择透过性、射线敏感性和低摩擦系数等方面有优良的表现。 使用中的氟树脂品种主要有：聚四氟乙烯（PTFE ）、聚三氟氯乙烯（PCTFE ）、聚偏氟乙烯（PVDF ）、聚氟乙烯（PVF ）、四氟乙烯－六氟丙稀共聚物（FEP ）、乙烯－三氟氯乙烯共聚物（ECTFE ）、乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE ）、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA ）、四氟乙烯－六氟乙烯－偏氟乙烯共聚物（THV ）和四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物（TFB ）等。 2氟树脂在行业中的应用情况 2.1绿色能源 二次锂离子电池是20世纪80年代末出现的绿色高能电池，具有电压高、容量大、自放电小、循环寿命长、绿色环保等优点，是国防工业、数码相机、手机、笔记本电脑、太空技术等领域近年来能源研究和开发的重点之一。 锂离子电池包括液体型锂离子电池（LIB ）和聚合物型锂离子电池（LIP ）。在液体型锂离子电池中， PVDF 树脂主要用作阴阳两极电极活性物质的粘结 剂；在聚合物型锂离子电池中，PVDF 改性树脂与锂盐、溶剂一起，被制成聚合物电解质膜。 PVDF 树脂由于碳链中的间个碳原子的氢原子 被电负性为4.0的氟原子取代，氟原子相互排斥使得氟原子沿碳链呈螺旋状分布，所以碳链的四周被一系列性质稳定的氟原子包围，这种几乎无间隙的空间屏障使得任何原子或基团不可能进入其结构内部而破坏碳链，因而表现出极高的化学稳定性和热稳定性，这不仅使得PVDF 树脂具有足够的粘结强度，而且还使PVDF 树脂不易被氧化或还原。同时，由于C-F 键的极化率极低，仅为0.68c-x ，因此 PVDF 树脂还具有高度的绝缘性。所以将PVDF 树 脂应用于液体型锂离子电电池时，能够保证： （1）足够的粘结强度，以防止活性物质在集电 器上脱落或在电池装配过程中裂化及被覆盖层从集电器上脱落或在反复充放电循环中裂化； A 。

化工设计专业课程设计

南京工业大学 《化工设计》专业课程设计 设计题目乙醛缩合法制乙酸乙酯 091017 学生姓名胡曦班级、学号化工 指导教师姓名任晓乾 日16月年月课程设计时间 2012年512日-2012

课程设计成绩 70% 设计说明书、计算书及设计图纸质量，独立工作能力、综合能力及设计过程表现，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字． 目录 一、设计任务3 概述4二、 2.1乙酸乙酯性质及用途4 2.2乙酸乙酯发展状况4 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程5 3.1酯化法5 3.2乙醇脱氢歧化法7 3.3乙醛缩合法7 3.4乙烯、乙酸直接加成法9 3.5各生产方法比较9

3.5确定工艺方案及流程9 四．工艺说明10 4.1. 工艺原理及特点10 4.2 主要工艺操作条件错误!未定义书签。 4.3 工艺流程说明10 4.4 工艺流程图（PFD）错误!未定义书签。 4.5物流数据表10 4.6物料平衡错误!未定义书签。 4.6.1工艺总物料平衡10 4.6.2 公共物料平衡图错误!未定义书签。 五. 消耗量19 5.1 原料消耗量19 5.2 催化剂化学品消耗量19 5.3 公共物料及能量消耗21 六. 工艺设备19 6.1工艺设备说明19 6.2 工艺设备表19 6.3主要仪表数据表19 6.4工艺设备数据表19 6.5精馏塔Ⅱ的设计19 6.6最小回流比的估算21 6.7逐板计算23

6.8逐板计算的结果及讨论23 七. 热量衡算24 24 热力学数据收集1.7． 7.2热量计算，水汽消耗，热交换面积26 7.3校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ)29 八．管道规格表24 8.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 8.2 主要卫生、安全、环保说明26 8.3 安全泄放系统说明24 8.4 三废排放说明26 九．卫生安全及环保说明24 9.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 9.2 主要卫生、安全、环保说明26 9.3 安全泄放系统说明24 9.4 三废排放说明26 表10校正后的热量计算汇总表34 十有关专业文件目录34

氟树脂性能与加工应用_续25_

２００8年第１5卷第5期 化工生产与技术ＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ !!!!!!" !" !!!!!!" !" 氟化工 氟树脂性能与加工应用（续２5） 钱知勉 （上海市塑料研究所，上海２０００９０） 摘要叙述了聚全氟乙丙烯和四氟乙烯－全氟代烷基乙烯基醚共聚物在电子电气、化学、机械和食品等行业的应用。关键词 聚四氟乙烯；四氟乙烯－全氟代烷基乙烯基醚共聚物；应用 中图分类号ＴＱ３２５．４ 文献标识码Ｃ 文章编号１００６－６８２９（２００8）０５－００17－０5 １０.2聚全氟乙丙烯 聚全氟乙丙烯（ＦＥＰ）是可热熔流动的氟树脂， 具有与ＰＴＦＥ相似的物理、化学、电气和热性能，属热塑性树脂，制品的透明性较ＰＴＦＥ高，主要用途集中在电气和化学领域。 10.2.1电子电气工业 10.2.1.1电线电缆 随着电子电气设备的小型化和高性能化，对电线提出了需耐高温、阻燃及介电常数ε低等要求。 ＦＥＰ电线的主要用途在计算机等电子设备的配线和 耐６００V 电气设备的绝缘电线、控制电缆和通信设备电缆等。 发泡率６０％～７０％的ＦＥＰ泡沫作电线绝缘层，则它的介电常数低于2.1，为1.3左右。ＦＥＰ电线性能见表１０－１２，不同聚合物绝缘体制作的同轴电缆信号传播速度见表１０－１３。 表１０－１２ ＦＥＰ电线的性能 表１０－１３同轴电缆的信号传播速度 １）相对传播速度＝１００ε-1/2 美国氟树脂的一大用途是制作Ｐlenum 电线电 缆的绝缘层。Plenum 电线由于耐高温、阻燃性优良、发烟低等原因，可以裸露铺设于堆有其他杂物的空间（如天花板和地板夹层），而在电线外不必用金属套管保护，而聚氯乙烯电线电缆，因耐温低就不能作为Ｐlenum 电线使用。 10.2.1.2薄膜 电绝缘用的ＦＥＰ薄膜可用于印刷线路、扁平电缆、计算机、变压器线圈、马达的耐热磁导线绝缘等，膜的厚度为１２～５００μm 。 ＦＥＰ膜经电晕放电或电子线辐射处理，能成为 捕集电荷的永久带电驻极体。把这种驻极体膜的一面蒸镀上金属，用作扩音器的振动膜，在磁带录音、收录机和助听器等家用电器上使用，质轻、小型、频谱宽、振动特性良、杂音少，长期使用驻极体电荷不衰减而动作稳定。 10.2.2化学工业 ＦＥＰ有良好的耐温、耐溶剂化学稳定性，可以用 作化学装置的衬里防腐材料。各种耐腐蚀管道的耐 热性见表１０－１４。 10.2.2.1衬里 ＦＥＰ衬里的设备有５类。 （１）管道及管件。在２端有法兰连接的钢管内插 入ＦＥＰ管，管端翻边与钢法兰贴合而成。ＦＥＰ管的 长度因热膨胀系数大通常取２～３m ，最大为5m ，直径从10~300mm ，管壁厚1.5~2.0mm 。这样的管壁厚度可以防止药液透过FEP 对金属管腐蚀。金属管上应设有直径1.5mm 左右的小孔排气，气孔的间距 900mm 左右。FEP 的管配件如弯头、十字头采用传递成型法加工。FEP 的衬里设备见图10-10。 （2）塔、槽及其附件。大型的塔、槽设备衬里采用FEP 片与玻璃布的复合片材，玻璃布的一面用粘合 绝缘体 ε相对传播速度 １） ＦＥＰ 2.169PVDF 7.038泡沫ＦＥＰ 1.388聚乙烯 2.3 66 Ω G Ω ε ·17 ·

PET塑料原料的性能和用途简介

基础知识之什么是“通用塑料”？ 通用塑料：通用塑料指的是力学性能和耐热性能较低不能作为结构材料但量大面广的塑料。 五大通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）。 常见的通用塑料 基础知识之什么是“工程塑料”？ 工程塑料 工程塑料指的是可作为结构材料的塑料。它与通用塑料并没有明显的界线，其主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯、热塑性的聚氨酯、聚砜、聚芳砜(见聚砜)、聚苯硫醚及其他芳杂环聚合物等。也有人将氟树脂、超高分子量聚乙烯和所有热塑性的增强塑料，以及其它以此为基础的高分子共混物和改性的材料包括在内。 五大工程塑料 聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。 工程塑料的特性 ①密度小，一般为钢铁的1/4，铜的1/9～1／5，铝的1/2。这对于全面减轻车辆、飞行器的重量有特殊意义。 ②比强度高，用玻璃纤维增强的工程塑料，其抗张强度与质量之比达1700～4000，而钢材仅为1600左右。 ③化学稳定性好，对酸、碱以及一般有机溶剂均有良好耐腐蚀性。 ④电绝缘性优良。 ⑤耐磨，具自润滑性，可减低摩擦系数。 ⑥耐热性和尺寸稳定性高。 ⑦抗冲击、抗疲劳性能优良。 常见的工程塑料

特种工程塑料 PET塑料原料的性能和用途简介 聚对苯二甲酸类塑料，主要包括聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）。 PET,分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。PET具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET 具有良好的光学透明性。另外PET具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。PBT与PET分子链结构相似，大部分性质也是一样的，只是分子主链由两个亚甲基变成了四个，所以分子更加柔顺，加工性能更加优良。 聚对苯二甲酸类塑料的主要用途有： 薄膜片材方面：各类食品、药品、无毒无菌的包装材料；纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料；录音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜及感光胶片等的基材；电气绝缘材料、电容器膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等电子领域和机械领域。 包装瓶的应用：其应用已由最初的碳酸气饮料发展到现在的啤酒瓶、食用油瓶、调味品瓶、药品瓶、化妆品瓶等。 电子电器：制造连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳、自动熔断器、电动机托架和继电器等。 汽车配件：如配电盘罩、发火线圈、各种阀门、排气零件、分电器盖、计量仪器罩壳、小型电动机罩壳等，也可利用PET优良的涂装性、表面光泽及刚性，制造汽车的外装零件。 机械设备：制造齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机框架和钟表零件，也可用作微波烘箱烤盘、各种顶棚、户外广告牌和模型等。 ABS塑料的特点和基础知识介绍 ABS塑料 化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene