氟树脂知识介绍
氟树脂 低表面张力

氟树脂是一类具有氟原子的高分子化合物,它们通常具有非常低的表面张力。
表面张力是指液体表面分子间的相互吸引力,这种力使得液体表面趋于减少表面积,形成球形的滴。
氟树脂的低表面张力特性使得它们在许多应用中非常有用,尤其是在需要减少液体或气体吸附、提高流动性和防止污染的场合。
氟树脂的低表面张力主要归因于氟原子的电负性极高,这使得氟树脂分子中的氟原子倾向于远离其他原子,从而在分子链的表面形成较为稀疏的结构。
这种结构导致氟树脂的表面能较低,因此它们不容易被水或其他液体吸附。
由于这一特性,氟树脂常用于制造不粘锅、防污涂层、高性能润滑剂、医疗植入物、电子元件的绝缘材料等。
在涂料和粘合剂领域,氟树脂的低表面张力也使得它们在应用时具有更好的流动性和均匀性,减少了涂层和粘合剂的使用量,同时提高了涂层的耐久性和防护性能。
氟树脂的种类和用途

氟树脂的种类和用途氟树脂是一种具有优异性能的高分子材料,具有很广泛的应用领域。
下面将详细介绍氟树脂的种类和用途。
1.聚四氟乙烯(PTFE):聚四氟乙烯是最常见的氟树脂之一,具有低摩擦系数、优异的耐化学性和高温稳定性。
它的用途非常广泛,包括制造非粘性涂层、密封材料、电子和电气设备绝缘材料、阀门零件等。
2.氟化聚氨酯(FPU):氟化聚氨酯是一种优良的弹性体材料,具有优异的耐溶剂性、耐磨性和耐燃性,可用于制造密封圈、O型圈、橡胶制品等。
3.氟塑料(FEP):氟乙烯-四氟乙烯-乙烯三元共聚物(FEP)是一种具有优异耐化学性和高温稳定性的材料。
它可以熔融喷涂在各种基材上,在铜箔上被广泛应用于制造电路板、连接器、线缆等。
4.氟化乙烯二聚物(PFA):氟化乙烯二聚物是一种具有类似PTFE的性能的材料,但其可塑性更高。
PFA具有出色的耐化学性、高温稳定性和耐腐蚀性,可用于制造化工设备、密封圈、管道等。
5.氟化乙烯-三氟氯乙烯共聚物(FEVE):氟化乙烯-三氟氯乙烯共聚物是一种耐候性和耐化学性都非常优异的树脂。
它在建筑和汽车行业中被广泛应用于制造氟碳喷涂液、压电涂层、涂料和油漆。
6.氟化石墨(FG):氟化石墨是一种具有高温稳定性和耐化学性的材料,具有良好的导电性和导热性。
它主要用于电解池、电极材料、焊接材料等。
7.氟化聚酰亚胺(PFAPI):氟化聚酰亚胺是一种极其耐高温和耐化学性的树脂,通常用于制造高温管道、阀门、泵件等。
8.氟石:氟石是一种常见的无机氟树脂,具有出色的防腐性能和耐磨性。
它常用于制造防腐涂料、管道衬里、防腐衬垫等。
9.PCTFE(聚三氟氯乙烯):PCTFE是一种具有优异的介电性能和热稳定性的材料,可应用于高频电子元器件、光纤通信等领域。
总结:氟树脂以其卓越的化学稳定性、高温稳定性、电气绝缘性和非粘附性等特性而在诸多领域得到应用。
它们被广泛用于制造防腐涂料、密封材料、电子元器件、光电设备、化工设备等,对提高产品性能和延长使用寿命有重要作用。
FEVE氟树脂

FEVE氟树脂
为克服PVDF的不足,美、日科学家相继开发了含羟基官能团的氟碳树脂,1982年日本旭硝子株式会社开发了商品名为lumiflon的氟烯烃和乙烯基醚的共聚树脂FEVE。
采用氟乙烯为主要共聚单体,乙烯基醚或乙烯酯为共聚体,如通过三氟氯乙烯,环己基乙烯基醚,羟丁基乙烯基醚和烷基乙烯基醚在引发剂的作用下,由自由基共聚反应可以制备四元共聚物FEVE树脂。
FEVE树脂由氟乙烯单体和乙烯基乙醚(或酯)单体交替联接构成,氟乙烯单体把乙烯基醚单体从两侧包围起来,形成屏敝式的交替共聚物,然后用含羟基、羧基的乙烯基醚单体与氟烯烃共聚,生成的氟树脂含羟基和少量羧基,图1为氟树脂FEVE的结构。
图1 FEVE的结构
由于FEVE的特殊结构,它使得含氟树脂具备了在酯类,酮类及芳烃溶剂中的可溶性,克服了氟涂料需烧结成膜的缺点,使其可按普通的涂料成膜方式固化,它可以和封闭型多异氰酸酯或三聚氰胺树脂制成单组分中温烘烤涂料,也可以和多异氰酸酯(多采用HDI缩二脲或HDI三聚体)制成双组分涂料,达到常温固化的目的,制得的含氟聚氨酯涂料不仅耐候性优异,而且耐酸碱及耐溶剂性优良,可用于重防腐蚀涂装。
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。
氟化工--第九章 氟树脂

500℃
CH2F CClH2
HCl + CHF CH2
(4) 氟化氢与乙炔加成生成1,1-二氟乙烷,二氟乙烷再在铝酸盐作用下裂解 生成氟乙烯。
CH CH + 2 HF
CHF2 CH3
CHF2 CH3
HF + CHF CH2
6
(5) 氟化氢与乙烯加成。把HF与含35%(体积分数)O2的乙烯按其量的比2︰1 通人催化剂碳层,于240℃下生成氟乙烯。在碳层中含有铂和氯化亚铜作催化剂。
CF2
COOH
COOH
n+m+1
可见,用过硫酸盐作引发剂,生成端羧基聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的相对分子质
量可通过控制引发剂的用量,或加入调聚物及链转移剂等加以控制。
12
工业上,一般采用悬浮聚合和乳液聚合来制备聚四氟乙烯。这两种方法都是以 单釜间歇聚合的方式进行的。
(1)悬浮聚合 悬浮聚合是在脱氧的去离子水介质中,在一定的温度和压力下强烈地搅拌进行。
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三、氟树脂的合成
氟树脂主要包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙
烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚全氟乙丙烯(FEP)、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)、乙烯-三氟氯乙
烯共聚物(ECTFE)等,其中以四氟乙烯均聚物及共聚物最为常见。
(6) 氯乙烯氟化,氯被氟取代。将HF和氯乙烯按其量的比3︰1的混合物加热 到370~380 ℃,催化剂用96%的γ-A12O3和4% Cr2O3(质量分数)。由于氯乙烯价 廉,因此该法是制氟乙烯的实用方法。
CHCl CH2 + HF
CHF CH2 + HCl
氟树脂

商品名化学式优点聚四氟乙烯(PTFE)铁氟龙、特氟龙、特富隆、泰氟龙、4F 1、耐热250℃、耐寒-196℃、低磨擦性、不粘附、无毒性;2、耐化学品性、耐候性,是所有塑料中最佳的;3、优异的电性能,损耗因数低,在很宽的温度的频率范围内是稳定的;聚全氟乙丙烯(FEP) F46、特氟隆与PTFE相近的耐热性、低磨擦性、不粘性、耐化学腐蚀性、绝缘性;可以熔融加工;全氟烷氧基树脂(PFA)FA 耐热、耐化学性与PTFE相当;可以熔融加工;聚三氟氯乙烯(PCTFE)在室温下对大多数活泼的化学品呈惰性;具有优异的阻隔气体的能力,其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是最低的;其电性能与其它全氟聚合物相似;优异的光学性能;乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)F30它是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物此材料从低温到 165℃的性能良好,其强度、耐磨性、抗蠕变性大大高于PTEE、FEP和PFA;它在室温和高温下耐大多数腐蚀性化学品和有机溶剂,还有没哪种溶剂能在不高于120℃的情况下溶解它或使它发生应力开裂的;它的介电常数(2.6)低,在很宽的温度和频率范围内性能稳定;ECTFE不着火,可防止火焰扩散,当暴露在火焰中时,将分解成硬质的碳;低渗透性;乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)F40它是乙烯和四氟乙烯1:1交替共聚物是一种从低温到180℃具有高抗冲性和机械性能好的坚韧的材料;耐化学品性能、电性能和耐候性与ECTFE相似;聚偏氟氯乙烯(PVDF)F2其强度、耐磨性和抗蠕变性比 PTFE、FEP和 PFA高得多;耐大多数化学品和溶剂,以及氧化剂如液体溴和溴盐溶液;具有良好的耐候性,在空气中不燃烧;易于加工、可注塑;聚氟乙烯(PVF)具有一般氟树脂共有的耐气候、耐化学性和不粘性,机械强度较大,有优良的耐磨耗性和绝缘性能,很坚韧而富于弹性,具有杰出的耐候性,在-34—110℃温度范围内性能良好,它具有良好耐磨和耐沾污性,可与胶合板、乙烯基塑料和增强的聚酯及金属箔层合;可溶于100℃以上的二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)、γ- 丁内酯,加入0.1%的异丙醇可提高。
氟树脂的牌号特性及用途

氟树脂的牌号特性及用途氟树脂是应用广泛的高级材料之一,具有优异的性能和广泛的应用领域。
以下将介绍几种常见的氟树脂牌号、特性及用途。
1.聚四氟乙烯(PTFE)聚四氟乙烯是最常见的氟树脂,具有优异的耐化学性、耐热性、电绝缘性和低摩擦系数。
它具有极低的表面能,不粘附任何物质,因此常用于防粘涂层、密封垫片、导管、电缆绝缘等。
2.六氟丙烯-乙烯共聚物(FEP)FEP是一种全固化型的氟树脂,具有优异的耐化学性、耐热性、低摩擦系数和可焊性。
它具有良好的透明度、机械强度和电绝缘性,广泛应用于电线电缆绝缘、电子零件的保护罩、化学管道和容器等。
3.六氟丙烯-全氟丙烯共聚物(PFA)PFA是一种高温烧结型的氟树脂,具有优异的耐热性、耐化学性和绝缘性。
它在高温下具有较高的可塑性和较低的变形温度,广泛应用于化学管道、汽车传感器线束、半导体装配等。
4.全氟型氨基塑料(AF)全氟型氨基塑料是一种透明的氟树脂,具有优异的光学性能、机械性能和耐化学性。
它具有低折射率、低散射和较好的抗紫外线性能,广泛应用于光学透镜、光纤通信、激光设备和液晶显示器等。
5.全氟乙丙烯共聚物(PVDF)PVDF是具有较高结晶度的氟树脂,具有良好的耐热性、化学稳定性和电绝缘性。
它具有较高的机械强度和刚性,广泛应用于膜过滤材料、电缆绝缘、电池隔膜、阀门和管道等。
6.氟化乙烯-乙烯共聚物(ETFE)ETFE具有优异的热稳定性、电绝缘性和抗紫外线性能。
它具有较高的透明度、低摩擦系数和耐化学性,广泛应用于隔离膜、建筑薄膜、电线电缆绝缘等领域。
7.氟化聚醚(PFE)PFE具有出色的热稳定性、化学稳定性和电绝缘性。
它具有低摩擦系数、低粘度和较好的耐热性,广泛用于润滑剂、密封材料、油封和阀门等。
以上仅介绍了几种常见的氟树脂牌号及其特性和用途,氟树脂还有许多其他牌号和应用领域。
氟树脂因其卓越的性能,在化工、电子、航空航天、冶金等领域得到了广泛的应用,并在各个行业中发挥着重要的作用。
氟树脂的结构特性

氟树脂的结构特性氟树脂是一种特殊的高分子聚合物,具有优异的性能和独特的结构特性。
下面将从化学结构、物理性质、热稳定性、耐腐蚀性和电绝缘性等方面介绍氟树脂的结构特性。
氟树脂的化学结构主要由碳-氟键组成,这是一种非常强大的化学键,使氟树脂具有卓越的抗化学腐蚀性能。
相比之下,其他常见的高分子材料,如聚乙烯和聚丙烯,其碳-氢键比碳-氟键更弱,因此氟树脂在高温和强腐蚀性环境中表现出更好的耐久性。
氟树脂具有一定的结晶度,其分子链呈螺旋状排列,分子链之间通过氟原子的共价键连接,形成微晶区域。
这种结晶性使得氟树脂具有高强度和刚性,同时也限制了其在高温下的热变形能力。
氟树脂的物理性质使其具有低摩擦系数和优异的耐磨性。
氟树脂的碳-氟键表面平滑且具有较低的表面能,因此它显示出较低的摩擦系数。
此外,氟树脂还具有较高的耐磨性,可以长时间承受摩擦和磨损而不容易损坏。
氟树脂的热稳定性非常好,能够在高温下保持稳定的性能。
氟树脂的最高使用温度可达到260℃,甚至更高。
其热稳定性主要归功于碳-氟键的高键结合能和碳氟键之间的较高键能。
氟树脂具有出色的耐腐蚀性能,能够抵御各种化学物质的侵蚀。
由于氟树脂的碳-氟键非常强大,它能够有效地阻挡酸、碱、溶剂、氧化剂和腐蚀性气体等化学物质的渗透,从而保护被应用在化学工业、化工装置和腐蚀环境中的设备和零件。
氟树脂具有优异的电绝缘性能,能够在高电压环境下保持绝缘效果。
氟树脂的分子链中的氟原子具有很高的电负性,与碳原子形成的碳-氟键具有较高的电阻率。
因此,氟树脂在电气工程领域中广泛应用,如绝缘体、电缆包覆材料和电子元器件的保护罩等。
总结:氟树脂由碳-氟键构成,具有抗化学腐蚀、高强度和刚性、低摩擦系数和优异的耐磨性、热稳定性、耐腐蚀性和电绝缘性等特点。
这些独特的结构特性使氟树脂成为一种广泛应用于化工、电子、航空航天和医疗等领域的工程塑料。
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氟树脂一、概述氟树脂又称氟碳树脂,是指主链或侧链的碳链上含有氟原子的合成高分子化合物。
氟树脂可以加工成塑料制品(通用塑料和工程塑料),增强塑料(玻璃钢等)和涂料等产品。
以氟树脂为基础制成的涂料称为氟树脂涂料,也称氟碳树脂涂料,简称氟碳涂料。
自从1934年德国赫司特公司发现聚三氟氯乙烯,特别是1938年美国DuPont公司的R.J.Plunkett博士发明聚四氟乙烯(PTFE)以来,氟树脂以其优异的耐热性、耐化学药品性、不粘性、耐候性、低摩擦系数和优良的电气特性,博得人们的青睐,获得长足的发展。
1964年杜邦公司将聚四氟乙烯商品化,商品牌号为特氟龙(Teflon)。
聚四氟乙烯由于耐腐蚀性最为突出,很快获得了“塑料王”的美称,对现代工业发展起了重要作用。
国际上,从氟塑料基础上发展起来的涂料品种主要有三种。
第一种是以美国杜邦公司为代表的热熔型氟涂料特氟龙系列不粘涂料,主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面;第二种是是以美国阿托-菲纳公司生产的聚偏氟乙烯树脂(PVDF)为主要成分的建筑氟涂料,具有超强耐候性,主要用于铝幕墙板;第三种是1982年日本旭硝子公司推出了Lumiflon 牌号的热固性氟碳树脂FEVE,FEVE由三氟氯乙烯(CTFE)和烷烯基醚共聚制得,其涂料可常温和中温固化。
这种常温固化型氟碳涂料不需烘烤,可在建筑及野外露天大型物件上现场施工操作,从而大大拓展了氟碳漆的应用范围,主要用于建筑、桥梁、电视塔等难以经常维修的大型结构装饰性保护等,具有施工简单、防护效果好和防护寿命长等特点。
1995年以后,杜邦公司开发了氟弹性体(氟橡胶),以后又发展了液态(包括水性)氟碳弹性体,产生了溶剂型和水性氟弹性体涂料。
至此,具有不同用途的热塑性、热固性及弹性体的氟碳树脂涂料,品种齐全,溶剂型、水性、粉末的氟树脂涂料都在发展,拓宽了氟树脂涂料的应且领域。
我国氟树脂涂料是在借鉴国外先进技术的基础上发展起来的,自20世纪90年代初期引进日本旭硝子涂料树脂株式会社生产的常温固化氟碳树脂涂料,开始用于上海高速公路、桥梁工程。
1990年代后期开始在国内建厂生产。
目前年生产能力估计达到1.2万吨左右,已大量应用于防腐、高速公路、铁路桥梁、交通车辆、船舶及海洋工程设施等领域。
氟树脂之所以有许多独特的优良性能,在于氟树脂中含有较多的C—F键。
氟元素是一种性质独特的化学元素,在元素周期表中,其电负性最强、极化率最低、原子半径仅次于氢。
氟原子取代C—H键上的H,形成的C—F键极短,键能高达486KT/mol(C—H键能为413KJ/mol, C—C键能为347KJ/mol),因此,C—F键很难被热、光以及化学因素破坏。
F的电负性大,F 原子上带有较多的负电荷,相邻F原子相互排斥,含氟烃链上的氟原子沿着锯齿状的C—C 链作螺线型分布,C—C主链四周被一系列带负电的F原子包围,形成高度立体屏蔽,保护了C—C键的稳定。
因此,氟元素的引人,使含氟聚合物化学性质极其稳定,氟树脂涂料则表现出优异的热稳定性、耐化学品性以及超耐候性,是迄今发现的耐候性最好的户外用涂料,耐用年数在20年以上(一般的高装饰性、高耐候性的丙烯酸聚氨醋涂料、丙烯酸有机硅涂料,耐用年数一般为5~10年,有机硅聚酯涂料最高也只有10~15年)。
二、氟树脂的合成单体合成氟树脂的单体主要有四氟乙烯、三氟氯乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚等。
1. 四氟乙烯四氟乙烯(TFE)是一种无色无嗅的气体,沸点-76.3℃,熔点-142.5℃,临界温度33.3℃,临界压力4.02MPa,临界密度0.58g/cm3,在空气中0.1MPa下的燃烧极限为14%~43%(体积分数)。
纯四氟乙烯极易自动聚合,即使在黑暗的金属容器中也是如此,而且这种聚合是剧烈的放热反应,这种现象称为爆聚。
在室温下处理四氟乙烯很不安全,运输时更是如此。
为安全起见,防止四氟乙烯贮存时发生自聚现象,通常在四氟乙烯单体中加入一定量的三乙胺之类的自由基清除剂,以防发生自聚。
四氟乙烯的主要生产方法是以氟石(萤石)原料,使之与硫酸作用生成氟化氢,氟化氢与三氯甲烷作用生成二氟一氟甲烷,高温下二氟一氟甲烷裂解生成四氟乙烯,再经脱酸干燥提纯即得四氟乙烯。
CaF2 + H2SO4—→ 2HF + CaSO4CHCl3 +2HF —→ CHClF2 + 2HCl2CHClF2CF2CF2+ 2HCl2. 三氟氯乙烯三氟氯乙烯(CTFE)在室温下是无色气体,有醚类气味,具中等毒性,沸点-27.9℃,熔点-157.5℃,临界温度105.8℃,临界压力4.06MPa,临界密度0.55g/cm3。
三氟氯乙烯遇HCl就生成1,1-二氯-1,2,2-三氟乙烷。
CFCl CF2+ HCl CFCl2CHF2氧气和液态三氟氯乙烯在较低温度下反应生成过氧化物,可以成为CTFE剧烈聚合的引发剂,因此在CTFE 安全贮存和运输时,若不加入阻聚剂就要除尽氧气。
三氟氯乙烯可由1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷在500~600℃下气相裂解脱氯,或催化脱氯合成。
而1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷由六氯乙烷与氟化氢反应制得:3HCl CClF —F CCl 3HF CCl —CCl 2233F S bCl +−−−−→−+y xCCl 2F CClF 2+ Zn 50 ~100℃甲醇CFCl CF 2+ ZnCl 2在合成三氟氯乙烯的过程中会有许多副产物,包括一氯二氟乙烯、三氟乙烯、二氯三氟乙烷、氯甲烷、二甲基醚及三氟氯乙烯的二聚体等,因此要通过一系列的净化、蒸馏操作来提纯。
3. 氟乙烯氟乙烯(VF )在室温下是无色气体,有醚类的气味,具高度可燃性,沸点-72.0℃,熔点-160.0℃,临界温度54.7℃,临界压力5.24MPa ,临界密度0.32g/cm 3,液体密度(21℃)0.636g/cm 3。
在空气中的燃烧极限为2.6% ~ 21.7%(体积分数)。
在常压下不溶于水,能微溶于二甲基甲酰胺和乙醇。
氟乙烯的合成方法主要有以下几种:(1) 最早的合成法是将二氟一溴乙烷与锌粉反应,也可用碘化钾的醇溶液代替锌粉。
2CHF 2CH 2Br + 2Zn ZnF 2 + ZnBr 2 +2CHF CH 2 (2) 1,1-二氟乙烷在催化剂作用下裂解脱HF 而生成VF 。
CHF 2CH 3HF +CHF CH 2(3) 1-氟-2-氯乙烷在1,2-二氯乙烷的存在下于500℃裂解生成氟乙烯。
CH 2F CClH 2HCl +CHF CH 2(4) 氟化氢与乙炔加成生成1,1-二氟乙烷,二氟乙烷再在铝酸盐作用下裂解生成氟乙烯。
CH CH CHF 2CH 3HF +CHF CH 2CHF 2CH 3(5) 氟化氢与乙烯加成。
把HF 与含35%(体积分数)O 2的乙烯按其量的比2︰1通人催化剂碳层,于240℃下生成氟乙烯。
在碳层中含有铂和氯化亚铜作催化剂。
(6) 氯乙烯氟化,氯被氟取代。
将HF 和氯乙烯按其量的比3︰1的混合物加热到370~380 ℃,催化剂用96%的γ-A12O 3和4% Cr 2O 3(质量分数)。
由于氯乙烯价廉,因此该法是制氟乙烯的实用方法。
CHCl CH2+ HF CHF CH2+ HCl在贮存过程中,为防止氟乙烯自聚,须加人阻聚剂萜二烯,在氟乙烯单体聚合前应蒸馏除去阻聚剂。
4. 偏氟乙烯偏氟乙烯 (VDF)室温下是可燃气体,无色无嗅,其相对分子质量64.05,沸点(0.1MPa)-84℃,熔点-144℃,密度(23.6℃)0.617g/cm3,临界温度30.1℃,临界压力4.434MPa,临界密度0.417g/cm3。
在空气中爆炸极限(体积分数)5.8%~20.3%。
偏氟乙烯在大于它的临界温度和临界压力时能发生高放热的聚合反应。
偏氟乙烯的合成方法,最为常用的有3种。
(1) 三氟乙烷脱HF。
CF3CH3HF +CF2CH2将1,1,1一三氟乙烷气体通人镀铂的铁镍合金管中,加热到1 200℃,接触0.01 s后通入装有氟化钠的装置中脱去HF,然后把它收集在液氮槽中。
偏氟乙烯的沸点-84℃,通过低温蒸发把它分离出来。
未反应的三氟乙烷升温至-47.5℃回收。
(2) 乙炔加成HF,然后氯化,最后脱HC1。
CH CH+ 2 HF CHF2CH3CHF2CH3+ Cl2CClF2CH3+ HClCClF2CH3CF2CH2+ HCl(3) 偏氯乙烯加成HF,再脱HC1:CCl2CH2+ 2 HF CClF2CH3+ HClCClF2CH3CF2CH2+ HCl将偏氯乙烯和HF通入真空下加热到300℃的CrC13·6H2O催化剂层中,使气体的颜色从暗绿变成紫色,冷凝生成气体,在低温下分离偏氟乙烯。
5. 六氟丙烯六氟丙烯(HFP)在室温下是无色气体,具中等毒性。
沸点-29.4℃,熔点-156.2℃,密度1.58 g/mL(-40℃),临界温度85℃,临界压力32.5 MPa,临界密度0.60 g/mL。
六氟丙烯(HFP)的合成方法很多,可通过二氟一氯甲烷裂解、三氟甲烷裂解、甲氟乙烯裂解、六氟一氯丙烷热分解、合氟丁酸的碱金属盐脱二氧化碳、八氟环丁烷热分解、四氟乙烯与八氟环丁烷共热分解和聚四氟乙烯热分解合成。
工业上常通过四氟乙烯(TFE)的热分解来制取。
把TFE 以500g/(L ·h)的速率通过镍铬铁的合金管道,加热至850℃,于8 kPa 压力下进行热解即可得到质量分数75%以上的HFP ,然后通过蒸馏得精HFP 。
CF 2CF 28kPa CF CF 2CF 3CF 2CF 2水蒸气CF CF 2CF 3 6. 全氟代烷基乙烯基醚全氟代烷基乙烯基醚(PAVE )是四氟乙烯(TFE )共聚物中改善其性能、扩大用途的重要共聚单体,它能有效地抑制聚四氟乙烯(PTFE )的结晶过程,降低其相对分子质量而有良好的机械性能。
PAVE 作为改性剂优于HFP 的是,它有更好的热稳定性。
PAVE 与TFE 的共聚物具有PTFE 同样优良的热稳定性。
全氟代烷基乙烯基醚(PAVE )的合成以六氟丙烯(HFP)作原料,要经历以下3步:(1) 六氟丙烯与氧化剂,如H 2O 2在碱性溶液中,在50~250℃,一定的压力下反应生成六氟环氧丙烷(HFPO):CF CF 2CF 3+ H 2O 2CF CF 2CF 3O+ H 2O(2) 六氟环氧丙烷与全氟代酰基氟反应生成全氟代2-烷氧基丙酰氟,是一个电化学反应过程:CF CF 2CF 3O+C O FR f C O F CF R f CF 2O F 3CR f ——全氟烃基 (3) 全氟代-2-烷氧基丙酰氟与含氧的碱性盐,如Na 2CO 3, Li 2CO 3, Na 4B 2O 7等在高温下反应合成全氟代烷基乙烯基醚,反应温度与碱性盐种类有关。