三氯氢硅生产工艺流程
三氯氢硅的生产

三氯氢硅生产技术三氯硅烷(HSiCl3)是一种重要的高附加值原料,主要用作半导体工业中制造超纯多晶硅和高纯硅烷的原料及外延生长的硅源。
1 HSiCl3的制备1.1 硅氢氯化法该方法是用冶金级硅粉或硅铁、硅铜作原料与HCl气体反应,可使用Cu或Fe基催化剂,反应在200-800℃和0.05-3MPa下进行,反应式如下:2Si+7HCl→HSiCl3 +SiCl4 +3H2 (1)该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程,工艺也从间歇发展到连续。
反应器由碳钢制成,预先将Si粒子加入反应器,加热至所需温度后,从底部连续通入HCl气体,产物及未反应原料被连续输出,经除尘、精制后,用于生产高纯多晶硅或高纯硅烷。
上述反应是放热反应,反应热为-141.8 kJ/mol。
升高温度有利于提高反应速率,但同时导致HSiCl3的选择性下降。
通过优化反应温度,可明显提高HSiCl3的选择率,例如在300-425℃和2-5kPa条件下使Si与HCl反应,产物以600-1000kg/h连续输出,HSiCl3的选择率高达80%-88%,副产物包括质量分数1%-2% H2SiCl2和1%-4%缩聚物,其余为SiCl4。
HCl气体中的水分对HSiCl3收率有很大影响,因此必须严格干燥。
Si与HCl生成HSiCl3的反应是零级反应,使用纯度大于99.99%的Si作原料时,HSiCl3的收率较低。
Anderson 等在一个微型反应器中用不同级别的Si作原料研究了上述反应,结果表明,冶金级Si原料中所含杂质Al对反应有催化作用,可使反应温度降低,HSiCl3收率提高。
此外,Anderson 和Hoel等研究还发现,Si原料中Cr和Mn的含量对上述反应有明显的影响。
Cr对HSiCl3的选择性有正面影响,当原料中含有质量分数(3-10 00)×10-5的Cr时,HSiCl3的选择性可提高15%-20%。
但原料中的Mn却对Si的反应性和HSiCl3的选择性有负面影响,因此应将其质量分数降至1×10-4以下。
三氯氢硅生产工艺流程

硅氢氯化法该方法是用冶金级硅粉,作原料,与氯化氢气体反应。
可使用铜或铁基催化剂。
反应在200---800和0。
05---3mpa下进行2Si+HCL======HsiCL3+SiCL4+3H2该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程。
工艺也从间歇发展到连续。
反应器由碳钢制成,预先将归粒子加入到反应器,加热到所需地温度后,从底部连续通入氯化氢气体,产物及未反应物料被连续输出,经除尘精制后,用于生产高纯多晶硅和高纯硅烷。
上述反应是放热反应,反应热为-141。
8千焦/摩尔升高温度有利于提高反应速率,但同时导致三氯氢硅选择性下降,通过优化反映温度,可明显提高三氯氢硅的选择率。
例如在300---425度和2到5千帕条件下使硅和氯化氢反应,产物以600---1000千克/小时输出,三氯氢硅的选择率竟高达80—88%,副产物包括质量分数1%--2%二氯硅烷和1—4%的缩聚物,其余为四氯化硅。
氯化氢气体中的水分三氯氢硅的收率优很大影响。
,因此必须严格干燥。
硅与氯化氢生成三氯氢硅的反应应该是零级反应,使用纯度大于99。
99%的硅原料时氢硅的收率较低。
在一个微型反应器中作了研究,结果表明冶金级原料中所含杂质铝对反应有催化作用,可使反应温度降低,三氯氢硅收率提高。
,四氯化硅氢化法3SiCL4+2H2+Si===============4HsiCL3反应温度400-----800压力2---4兆帕该反应为平衡反应,为提高三氯氢硅的收率,优选在氯化氢存在下进行,原料采用冶金级产产品通过预活化除去表面的氧化物后,可进一步提高三氯氢硅的收率三氯氢硅与四氯化硅沸点差距25度,且不产生共沸物,所以比较容易分离。
三氯氢硅生产工艺流程三氯氢硅合成。
将硅粉卸至转动圆盘,通过管道用气体输送至硅粉仓,再加入硅粉干燥器,经过圆盘给料机并计量后加入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内,温度控制在80—310℃,硅粉和氯化氢发生反应,生成三氯氢硅和四氯化硅。
三氯氢硅生产及工艺

4.13宽峰
(1)流动相组成变化,重新制备新的流动相;(2) 流动相流速太低,调节流速;(3)漏液(特别是在柱子 和检测器之间)。检查接头是否松动、泵是否漏液、是
[4]Nina Badden,et
Aerograph,1971.
a1.Basic liquid
chromatography[M].Varian
[5]LR Snyder,J.J.Kirkland.Introduition
to
Modern
Liquid
Chromatography山].New York:John Wiley&Sons,1979.
On the High-。Performance Liquid Chromatography
WANG Yah-rain,LIU Lei,SHEN Hong—fang
三氯氢硅生产及工艺
张祖光
(河北唐山南堡开发区经济发展局,河北唐山063305)
[摘要]对三氯氢硅的市场情况进行了预测,简述了三氯氢硅的生产工艺,并对生产工艺中的危险性进行了分析,提出相应 的措施。 【关键词】三氯氢硅;有机硅:硅烷偶联剂 【中图分类号]TQ
264.1
[文献标识码]B
[文章编号】1003-5095(2009)08-0053-03
图1
2.2合成气干法分离工序
(下转第66页)
万方数据
速。
否有盐析出以及不正常的噪音,如果必要更换密封; (4)保护柱污染或失效。更换保护柱;(5)色谱柱污染 或失效,塔板数较低。更换同样类型的色谱柱,如果新 柱子可以提供对称的色谱峰,则用强溶剂冲洗旧柱 子;(6)柱入口塌陷。打开柱入口,填补塌陷或更换柱 子;(7)柱温过低。提高柱温,除非特殊情况,温度不宜 超过75℃。
三氯氢硅生产操作规程

安全操作规程一、概述1.三氯氢硅的用途三氯氢硅是生产半导体用硅的主要中间体,是有机硅行业中硅烷偶联剂的主要原材料。
随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅的需求量大幅增长,三氯氢硅是改良西门子法生产多晶硅的主要原材料。
2.三氯氢硅的生产机理干燥的硅粉和干燥的氯化氢气体在320℃、0.1Mpa左右的工艺条件下,在三氯氢硅合成炉内以流化的形式反应生成三氯氢硅,其化学反应方程式如下:Si + 3HCL = SiHCL3 + H2+ 50千卡在上述工艺条件下,硅粉与氯化氢反应还会产生四氯化硅,其化学反应方程式如下:Si + 4HCL = SiCl4 + 2H2+ 57。
4千卡3.三氯氢硅的物性分子式: SiHCl3分子量: 135。
5熔点: -134℃沸点(101.325kPa): 31。
8℃相对密度: (水=1)1。
35、(空气=1)4.7爆炸极限:6。
9——-70.0%。
三氯硅烷在常温常压下是具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明液体,易水解,溶于有机溶剂,水解时产生氯化氢气体而具有强刺激性,空气中能燃烧。
4.四氯化硅的物性分子式: SiCl4分子量: 169。
90沸点(101。
325kPa): 57。
6℃相对密度: (水=1)1.48、(空气=1)5。
86四氯化硅为无色或淡黄色发烟液体,有刺激性气味,易潮解,性质稳定,可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂。
四氯化硅属酸性腐蚀品,主要用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也用于制取烟幕剂。
二、氯化氢干燥岗位操作法1.流程叙述来自氯碱厂氯碱氯化氢工段的氯化氢气体以管输的形式进入氯化氢厂房内石墨冷凝器进行深冷脱水处理,除雾后经石墨预热器将深冷后的氯化氢气体升至常温以上,进入硫酸干燥塔作进一步的脱水干燥处理.干燥后的氯化氢气体用氯化氢压缩机增压至0。
15Mpa去三氯氢硅厂房。
2.岗位任务2.1氯化氢厂房及三氯氢硅贮罐区、四氯化硅贮罐区所有设备、管线的巡检;2.2盐酸、稀硫酸的装车操作及浓硫酸的卸车操作;2.3硫酸干燥塔换酸操作;2.4三氯氢硅、四氯化硅槽车的装车操作;3.主要工艺指标氯化氢纯度≥92。
三氯氢硅生产工艺

三氯氢硅生产工艺
三氯氢硅(简称TCS)是一种无机化学品,主要用于半导体、光电子、电子化学等领域。
下面是三氯氢硅的生产工艺简介。
三氯氢硅的生产主要采用化学反应法,通常从硅源和氯源出发,经过多步反应得到三氯氢硅。
首先,将高纯度的石英砂(SiO2)与异氰酸酯(比如甲基异
氰酸酯)在氯化亚砜存在下反应,生成含有异氰酸酯基团的氯硅酮。
反应条件一般为高温高压,例如180-200℃,3-5 MPa。
反应方程式如下:
SiO2 + 2 ROCN + SO2Cl2 → Si(OCN)2Cl2 + SO2 + 2 HCl
接下来,将得到的氯硅酮与硅源(比如高纯度的多晶硅或硅锭)反应,生成TCS和其他副产物。
该反应需要在惰性气体(如
氩气)保护下进行,反应条件一般是中高温(例如800-1200℃)下,产物需要通过真空蒸馏进行分离纯化。
反应方程式如下:
Si(OCN)2Cl2 + 2 Si → 2 SiCl4 + Si(OCN)4
最后,通过进一步的处理和纯化,得到高纯度的三氯氢硅。
处理方法可以包括蒸馏、结晶、过滤等。
经过这些步骤,可以得到符合要求的三氯氢硅产品。
需要注意的是,三氯氢硅在生产和储存过程中,由于其高度腐蚀性,需要特殊的防腐措施。
生产厂商必须配备防腐材料和设备,进行严格的操作控制和安全管理,以确保生产过程的安全
性。
以上是三氯氢硅的生产工艺的简要介绍。
具体的生产工艺可能还包括一些中间反应和纯化步骤,以上只是一个概述。
多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺

多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺摘要:目前市场上有许多生产多晶硅的技术,西门子的先进技术得到广泛应用,以提高原料利用率和保护西门子基础上的环境。
通过气相淀积成柱和封闭式多晶硅生产工艺我国能源生产和消费市场,我国光伏发电量增长了70%,位居世界第一,多晶硅的供应将直接影响光电工业的发展。
多晶硅从化学角度来看是单质硅形态的另一种,在气温条件满足时使用的单质硅凝固,硅原子以金刚石结晶形态排列成多个水晶核,再结晶为硅。
通常是半导体级多晶硅,工业硅经过氯化合成生产硅化后精制,这是通过还原产生的半导体特性的产物。
半导体特性是其主要特征半导体是介于导体与绝缘体之间的物质。
关键词:多晶硅;三氯氢硅精馏节能工艺;1、概述工业硅酮粉,对HCI反应,在SiHCI3中处理,在大气中的H2多晶硅还原炉中再生。
SiH2Cl2和HCI分离后,硅烷作为液体粒子进入多晶硅流化床,在流化床上分解的,上面沉积着的晶体,能产生大量晶粒硅。
这是一个不断完善和经常用于制备现代硅酮,从而导致硅,在金属一级由硅和形成的生产原料是SiHCl3,首先产生于和的反应能量消耗要大得多,因为在生产过程中,其生产周期的每一个阶段的转化都很低,材料在多次往返循环中都需要三氯硅是修复多晶硅的最重要材料之一,为了响应国家的节约号召,我们将生产多晶硅,以实现节能的三氯氢硅精馏电路。
它也被称为硅氯仿,硅氟碳化物和三氯硅,这是三氯甲基硅烷,化学SiHCl3,熔点为101325kpa:-134°C;沸点自燃温度;爆炸极限:6.9%-70%;毒性:易燃程度:在恒压下形成无色透明液体,可快速蒸发的有刺激性的恶臭。
空气中燃烧的高度和燃烧的危险高达-18°C,燃烧时燃烧的高强度产生红、白火焰,形成在烟雾和水的强烈反应下在高温下,硅酮可以由氢还原成[1]。
2、三氯氢硅生产工艺三氯氢化硅的生产除其他外包括氢氯化物的合成、三氯氢硅的合成、粉尘的分离等。
废气的精馏和处理。
第七章 三氯氢硅的合成

此反应为放热反应,为保持炉内稳定的反应温度在上述范围内变化以提高产品质量和实收率,必须将反应热及时带出。随着温度增高,SiCl4的生成量不断变大,当温度超过或大于350℃后,生成大量的SiCl4,
Si+4HCl>350℃SiCl4+2H2+54.6Kcal/mol
第二阶段为流化床阶段:继续增大流体的空管速度,床层开始膨胀变松,床层的高度开始不断增加,每一颗粒将为流体所浮起,而离开原来位置做一定程度的移动,这时便进入流化床阶段,继续增加流体速度,使流化床体积继续增大,固体颗粒的运动加剧,固体颗粒上下翻动,如同流体在沸点时的沸腾现象,这就是“流化床”名称的由来,因此压强降保持不变,此阶段为流化床阶段。
4、氯化氢的稀释
在合成反应中,加入适量的氢气,会使反应朝着有利于SiHCl3生产的方向进行:
Si+3HCl SiHCl3+H2
5、催化剂
使用催化剂能降低反应温度,提高反应速度和产率,同时还能避免少量的氧和水份的影响。
6、硅粉粒度
反应中对硅粉粒度的要求是:干燥、流动性好、活性好、粒度合适。因为硅粉与HCl气体的反应是在表面进行的,硅粉越细,比表面积越大,有利于反应。粒度过小,在“沸腾”过程中互相碰撞,易摩擦起电,在电场作用下聚集成团,使沸腾床出现“水流”现象,影响反应的正常进行。硅粉过粗,与HCl的接触面积变小,反应不好,烧坏花板及风帽,系统压力变大,不易沸腾。
7.3.2布袋式过滤器
由外壳和过滤层组成,且外壳有夹层,内充有蒸汽,保证除尘器的温度在一定范围之间,防止高沸点氯硅烷在此冷凝结块,堵塞过滤网,使系统压力增大。
7.4 SiHCl3合成的工艺条件
1、反应温度
它对SiHCl3的生成影响较大,温度过低则反应缓慢,过高则SiHCl3含量低,SiCl4增多。因为SiCl4结构具有高度的对称性,硅原子与氯原子以共价键的形式结合。
GMP-三氯氢硅工艺概述

GMP-三氯氢硅工艺概述wiki]多晶硅[/wiki]工艺流程[wiki]氢[/wiki]气制备与净[wiki]化工[/wiki]序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。
电解制得的氢气经过冷却、分离液体后,进入除氧器,在[wiki]催化剂[/wiki]的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。
除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。
净化干燥后的氢气送入氢气贮罐,然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。
电解制得的氧气经冷却、分离液体后,送入氧气贮罐。
出氧气贮罐的氧气送去装瓶。
气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放,均供货商回收再利用。
氯化氢合成工序从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。
出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。
从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐,也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。
氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃,经燃烧反应生成氯化氢气体。
出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后,被送往三氯氢硅合成工序。
为保证安全,本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统,可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。
该系统保持连续运转,可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。
为保证安全,本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。
必要时,氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内,用氢氧化钠水溶液洗涤除去。
该废气处理系统保持连续运转,以保证可以随时接收并处理含氯气体。
三氯氢硅合成工序原料硅粉经吊运,通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。
硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗,经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后,硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。
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硅氢氯化法
该方法是用冶金级硅粉,作原料,与氯化氢气体反应。
可使用铜或铁基催化剂。
反应在200---800和0。
05---3mpa下进行
2Si+HCL======HsiCL3+SiCL4+3H2
该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程。
工艺也从间歇发展到连续。
反应器由碳钢制成,预先将归粒子加入到反应器,加热到所需地温度后,从底部连续通入氯化氢气体,产物及未反应物料被连续输出,经除尘精制后,用于生产高纯多晶硅和高纯硅烷。
上述反应是放热反应,反应热为-141。
8千焦/摩尔升高温度有利于提高反应速率,但同时导致三氯氢硅选择性下降,通过优化反映温度,可明显提高三氯氢硅的选择率。
例如在300---425度和2到5千帕条件下使硅和氯化氢反应,产物以600---1000千克/小时输出,三氯氢硅的选择率竟高达80—88%,副产物包括质量分数1%--2%二氯硅烷和1—4%的缩聚物,其余为四氯化硅。
氯化氢气体中的水分三氯氢硅的收率优很大影响。
,因此必须严格干燥。
硅与氯化氢生成三氯氢硅的反应应该是零级反应,使用纯度大于99。
99%的硅原料时氢硅的收率较低。
在一个微型反应器中作了研究,结果表明冶金级原料中所含杂质铝对反应有催化作用,可使反应温度降低,三氯氢硅收率提高。
,
四氯化硅氢化法
3SiCL4+2H2+Si===============4HsiCL3
反应温度400-----800
压力2---4兆帕
该反应为平衡反应,为提高三氯氢硅的收率,优选在氯化氢存在下进行,原料采用冶金级产产品通过预活化除去表面的氧化物后,可进一步提高三氯氢硅的收率三氯氢硅与四氯化硅沸点差距25度,且不产生共沸物,所以比较容易分离。
三氯氢硅生产工艺流程
三氯氢硅合成。
将硅粉卸至转动圆盘,通过管道用气体输送至硅粉仓,再加入硅粉干燥器,经过圆盘给料机并计量后加入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内,温度控制在80—310℃,硅粉和氯化氢发生反应,生成三氯氢硅和四氯化硅。
生成的三氯氢硅和四氯化硅气体经沉降器、旋风分离器和袋式过滤器除去粉尘及高氯硅烷,经水冷后经隔膜压缩机加压,再用-35℃冷媒冷凝为液体。
不凝性气体通过液封罐进入尾气淋洗塔,经酸碱淋洗达标后排放。
三氯氢硅分离。
三氯氢硅和四氯化硅混合料(三氯氢硅含量为80—85%)进入加压塔,采用两塔连续提纯分离,通过控制一定的回流比,最终得到三氯氢硅含量为99%以上的产品和四
氯化硅含量为95%以上的副产物。
含尘废气主要是输送硅粉的氮气,先经布袋除尘回收硅粉,然后经水洗涤,洗涤废水经沉淀后循环使用,尾气洗涤后排入大气。
布袋除尘器除尘率为99%,洗涤除尘率按50%计,总除尘效率达到99.5%,经处理后达标排放。
不凝气体主要含有保护气体,其余还含有少量的氯硅烷、氯化氢等。
经过低温冷凝后剩余的不凝气送废气处理装置,氯硅烷系列遇水迅速分解成硅酸和氯化氢,氯化氢气体先被稀盐酸循环吸收为浓盐酸回收使用,微量部分被碱液吸收、反应。
废气主要成份有氮气,废气经淋洗处理后,通过车间排气筒达标排放。
在满足要求的前提下尽量选用转速低、噪声小的设备;同时对鼓风机设独立的隔声间,与所在的楼层分开,以减轻振动而产生的噪声;对空压机、鼓风机、泵等进气管装消音器,并设隔声操作室,减少室内噪声污染,改善工人作业环境。
烟筒设置足够的高度,使烟气的排放符合国家《大气污染物综合排放标准》二级标准的要求。
三氯氢硅
三氯氢硅SiHCl3
1.别名•英文名
硅氯仿、硅仿、三氯硅烷;Trichlorosilane、
Silicochloroform.
2.用途
单晶硅原料、外延成长、硅液、硅油、化学气相淀积、
硅酮化合物制造、电子气。
3.制法
(1)在高温下Si和HCl反应。
(2)用氢还原四氯化硅(采用含铝化合物的催化剂)。
4.理化性质
分子量:135.43
熔点(101.325kPa):-134℃;沸点(101.325kPa):31.8℃;液体密度(0℃):1350kg/m3;相对密度(气体,空气=1):4.7;蒸气压(-16.4℃):13.3kPa;(14.5℃):53.3kPa;燃点:-27.8℃;自燃点:104.4℃;闪点:-14℃;爆炸极限:6.9~70%;毒性级别:3;易燃性级别:4;易爆性级别:2
三氯硅烷在常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。
在空气中极易燃烧,在-18℃以下也有着火的危险,遇明火则强烈燃烧,燃烧时发出红色火焰和白色烟,生成SiO2、HCl和Cl2:
SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2;三氯硅烷的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气,受热时引起猛烈的爆炸。
它的热稳定性比二氯硅烷好,在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾(HCl),还生成Cl2和Si。
遇潮气时发烟,与水激烈反应:2SiHCl3+3H2O—→ (HSiO)2O+6HCl;
在碱液中分解放出氢气:SiHCl3+3NaOH+H2O—→Si (OH)4+3NaCl+H2;
与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。
与乙炔、烃等碳氢化合物反应产生有机氯硅烷:
SiHCl3+CH≡CH一→CH2CHSiCl3 、SiHCl3+CH2=CH2—→CH3CH2SiCl3
在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下,SiHCl3可被还原为硅烷。
容器中的液态SiHCl3当容器受到强烈撞击时会着火。
可溶解于苯、醚等。
无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀,但是在有水分存在时腐蚀大部分金属。
5.毒性
小鼠-吸入LC50:1.5~2mg/L
最高容许浓度:1mg/m3
三氯硅烷的蒸气和液体都能对眼睛和皮肤引起灼伤,吸入后刺激呼吸道粘膜引起各种症状(参见四氯化硅)。
6.安全防护
液体用玻璃瓶或金属桶盛装,容器要存放在室外阴凉干燥通风良好之处或在易燃液体专用库内,要与氧化剂、碱类、酸类隔开,远离火种、热源,避光,库温不宜超过25℃。
可用氨水探漏。
火灾时可用二氧化碳、干石粉、干砂,禁止用水及泡沫。
废气可用水或碱液吸收。
三氯硅烷有水分时腐蚀性极强。
可用铁、镍、铜镍合金、镍钢、低合金钢,不能用铝、铝合金。
可以用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、氟橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、玻璃等。