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有机氟材料
有机氟材料的结构及其应用学生姓名：任丽丽指导老师：刘耀华（太原师范学院化学系092班太原山西）摘要: 高性能、低(无)污染是当今发展的主要趋势，氟树脂独特的结构特点使它具有很高的耐热性、耐化学性和耐候性，独特的电学性能，优良的表面性能和光学特性，从而使其成为可能同时具有这两项要求的材料之一。
本文主要阐述了有机氟材料的结构及其在各方面的应用，尤其是在涂料和皮革工业上的应用。
指出今后皮革化学品将会向着多功能、高质量、环保型的方向发展。
另外还对国内外有机氟材料的发展做了简单的一些介绍。
关键词：氟材料结构与性能涂料皮革工业氟树脂前言：近年来，有机氟材料已经被应用于很多行业，例如涂料、皮革工业、保护文物的行业等等。
有机氟聚合物优异的耐候性、耐腐蚀性、耐玷污性、耐化学品性、斥水斥油性、绝缘性等，被广泛地应用于文物保护中。
氟系涂覆材料，由于其优异的耐侯性、耐腐蚀性、耐热性、耐化学品性、防污性、斥水斥油性及低摩擦性等优良特性，成为化工设备、海上平台、大型船舶防护等极端恶劣环境中使用的最高技术涂料。
本文将对有机氟材料的结构和应用进行介绍。
1．氟化学简介及有机氟材料的结构特点1.1氟化学概述1.1.1引言含氟化合物是当前增长最为迅速的精细化学品之一，广泛应用在材料、农药、医药等领域，具有广阔的发展前途和强大的生命力。
氟元素被引入分子后，分子的化学性能会产生深刻的变化。
由于自然界中几乎不存在有机氟化物，因此这完全是一门地地道道的人工合成的化学新领域，从而给有机化学家提供了无限机会。
1896年氟代乙酸乙酯的合成标志着有机氟化学的开始，至今已有一个多世纪的时间。
在此期间，几次历史性的突破极大地促进了有机氟化学的发展，如本世纪三十年代氟利昂应用于制冷工业，二战期间曼哈顿工程的实施，五十年代高生理活性氟脲嘧啶的合成等等【l】。
氟元素具有高负电性，它形成的有机氟聚合物具有卓越的耐化学性、热稳定性，优良的介电、耐热、耐药品、不燃、不粘及摩擦系数小等性能，是综合性能极佳的合成材料【2】。
中国聚偏氟乙烯(PVDF)产业链分析
中国聚偏氟乙烯（PVDF）产业链分析一、生产路线聚偏氟乙烯（PVDF）是由R142b经高温裂解生成偏氟乙烯单体，偏氟乙烯单体经聚合釜聚合后生成聚偏氟乙烯。
由于PVDF树脂具有优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐气候、耐紫外线和耐高温辐射的性能，同时抗拉伸强度和抗冲击强度优良，硬度高且耐磨，热变形温度高，抗蠕变疲劳性能佳，其使用温度范围为-60~150℃，是一种强而韧的结构材料，与其他含氟高分子材料产品等相比，PVDF在熔融和溶解性能上更为优越，是含氟塑料中产量名列第二位的大产品。
二、产业链上游市场分析作为二代制冷剂及PVDF原料，HCFC-142b产品受到配额管理，根据《中华人民共和国大气污染防治法》和《消耗臭氧层物质管理条例》等有关规定，每年我国生态环境部办公厅都将针对厂商核发年度含氢氯氟经生产配额、针对下游空调及医药化学等企业核发含氢氯氟泾使用配额。
根据生态部数据：2021年二氟一氯乙烷（HCFC-142b）生产配额为13890吨，内用生产配额为8574吨，与2020年持平。
其中山东华安新材料有限公司HCFC-142b生产配额3650吨，占比26.3%；山东东岳化工有限公司HCFC-142b生产配额2794吨，占比20.1%；浙江三美化工股份有限公司HCFC-142b生产配额2532吨，占比18.2%。
三、产业链中游市场分析目前国内生产PVDF企业主要有阿科玛（常熟）氟化工有限公司、内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司、山东东岳化工有限公司、苏威特种聚合物(常熟)有限公司等。
山东东岳化工有限公司主要从事新型环保冷媒、含氟高分子材料、有机硅材料、氯碱离子膜和氢燃料质子交换膜等的研发和生产，掌握了大量全球领先的技术，产品销往100多个国家和地区。
2020年东岳集团聚偏氟乙烯(PVDF)业务营业收入为4.93亿元，较2019年的5.54亿元同比下降11%。
四、产业链下游市场分析PVDF主要应用于涂料、线缆护套、锂电池、石油化工和输油管、水处理膜、光伏组件背板等领域。
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得"塑料王"之美称。
它能在任何种类化学介质长期使用，它的产生解决了中国化工、石油、制药等领域的许多问题。
聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片，聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。
聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，聚四氟乙烯（TPTFE）,用聚四氟乙烯制成的塑料聚四氟乙烯是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得"塑料王"之美称。
它能在任何种类化学介质长期使用，它的产生解决了中国化工、石油、制药等领域的许多问题。
聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片，聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。
聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，聚四氟乙烯（PTF E）,俗称“塑料王”，用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。
氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，它们有聚四氟乙烯（PTFE）、全氟（乙烯丙烯）（FEP）共聚物、聚全氟烷氧基（PFA）树脂、聚三氟氯乙烯（PCTFF）、乙烯一三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯一四氟乙烯（ETFE）共聚物、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氯乙烯（PVF）。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。
英文缩写为PTFE。
商标名为“teflon”，被美誉为“塑料之王”。
聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - C F2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -。
聚四氟乙烯俗称“塑料王，它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。
功能转换材料
压电效应反映晶体电量与机械应力间的关系，机械应力有方向，引起正 负电荷相对位移。
热释电效应中晶体电荷变化来自于温度变化。热膨胀各向同性。只有晶 体存在着与其他极轴不同的唯一极化轴，才有可能发生热释电。
2、热释电晶体一定存在压电效应，但压电晶体不一定存在热释 电效应。
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h 1 mv2 A h A时产生光电发射效应
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二、光电子材料及其应用
1、光电导材料及应用
CdS,CdSe,CdTe,ZnSe,HgSe,HgTe,PbS,PbSe,InP,
InAs,InSb,GaAs,GaSb,Ge,Si. 光电探测器（光敏器件），光电导摄像管，固体图像传感器。
1969年，日本河合平司发现聚偏四氟乙烯（极化处 理后）有强压电性，使压电聚合物逐步进入实用化。
与压电陶瓷相比：柔性、耐冲击、能制成大面积薄 膜传感材料。
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两类：
（1）固有压电性聚合物
一些结晶聚合物化学结构不对称，有极性基团。未拉伸时， 微晶取向随机，总极化强度为0。
热电偶：通过测电动势来测温。把热 学量变为电学量测量。
非电量电测法
2、用做温差电源
T
BC
电位 差计
A
C
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T0
恒温装置
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3、用于制冷
利用半导体帕尔贴效应（比金属强得多），实现热、电能 转换，制成半导体制冷机（电流流过时，低温端吸热，高温端 放热）
发生火花）
引燃引爆、压电开关、小型电源、压电变压器等 3、电声设备
4-2 热释电材料与器件
4.2.3 热释电材料制备方法 TGS热释电单晶一般是通过降低温度法生长晶体，
对TGS饱和溶液进行缓慢降温，降低溶解度产生过饱和 以长出大尺寸优质单晶。LT单晶与铌酸锶钡单晶都是用 提拉法从熔体中生长的。热释电陶瓷的制备方法与压电 陶瓷的制备方法基本一致，都经过配料-混合磨细-预烧二次细磨-造粒-成型-排塑-烧结成形-外形加工-被电极-高 压极化-性能测试的流程。热释电薄膜的制备方法有溅射 法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法、流延法等。
热释电温度/红外辐射传感器其结构如图所示，一般由以 下部件构成：一个菲涅尔透镜，用来聚焦红外线，减少环境 中的红外辐射的干扰，并且将检测区域分为可见区和盲区， 当物体移动时，能产生变化的电信号；
热释电红外传感器结构与器件示意图
一个多层膜干涉滤光片，滤掉可见光和无线电波，只 让红外线经过菲涅尔透镜和滤光片照到热释电材料上；
在室温下工作的非制冷红外焦平面阵列（UFPA）是 红外热像仪的核心器件，UFPA由一个个铁电场效应晶体 管探测器构成，其中的铁电薄膜的极化受红外辐射而变化 时，漏极电流也随之发生变化。热释电探测器的性能参数 是影响整机性能的关键因素，包括响应率、噪声、噪声 等效功率、噪声等效温差、探测率、最小可分辨温度和 热响应时间等。UPFA基的红外热像仪已经广泛应用于工 业监测探测、战场侦察监视探测与瞄准、红外搜索与跟踪、 消防与环境监测、医疗诊断、海上救援、遥感等领域。
4.2.4 热释电材料器件 例1 温度/红外辐射传感器
任何物体只要温度高于0K，就会向外辐射红外线，温 度越高，红外辐射越强，而且能够显著地被物体吸收转变 成热量。当热释电温度/红外辐射传感器检测范围物体内有 温度变化时，就会使传感器内的热释电材料温度发生变化， 在两个电极表面产生电荷和电压，检测电压大小，就能获 知物体的温度变化量。热释电传感器拥有价格低廉，性能 稳定，可远距离/非接触探测的优点，在防盗报警、火灾警 报、非接触式开关、红外探测等领域广泛应用。
日间辐射制冷材料磷酸铝的固相合成及其结构性能
日间辐射制冷材料磷酸铝的固相合成及其结构性能
曹丽云;姬宇;成智文;刘婷;赵勇;刘一军;黄剑锋
【期刊名称】《陕西科技大学学报》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】辐射制冷技术因不需要任何能量输入且无污染等特点具有广阔的应用前景,但是高成本复杂的辐射制冷材料的制备工艺阻碍了这项技术的发展.采用低成本高效益的一步固相法合成了三斜晶系与立方晶系复合晶系的磷酸铝材料,该材料在太阳光波段内的平均反射率达到97.65%,在大气窗口(8~13μm)范围内的平均发射率为0.88.在日间辐射冷却实验中,这种复合晶系磷酸铝材料在阳光直射条件下的最佳冷却效果可以使环境温度降低6℃左右.将磷酸铝材料应用于陶瓷坯体中,通过冷却实验表明,加入AlPO_4的陶瓷坯体使环境温度降低4℃,与未加入磷酸铝的陶瓷坯体的冷却效果相比降低了约2℃.本研究对磷酸铝辐射制冷材料的推广应用具有重要的指导意义.
【总页数】9页(P109-117)
【作者】曹丽云;姬宇;成智文;刘婷;赵勇;刘一军;黄剑锋
【作者单位】陕西科技大学材料科学与工程学院陕西省国际科技合作基地;咸阳陶瓷研究设计院有限公司;广东蒙娜丽莎集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB64
【相关文献】
1.含金属钴磷酸铝的固相模板合成及表征
2.固相法合成三聚磷酸铝工艺研究
3.固相含量对注凝成型莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷性能的影响
4.固相或固相模板法合成纳米磷酸铝及其对铬、镍离子吸附性能研究
5.串珠结构PVDF/SiO_(2)纳米纤维膜的构建及日间辐射制冷性能
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偏二氟乙烯结构式
偏二氟乙烯结构式
偏二氟乙烯，也称为1,1-二氟乙烯，是一种有机化合物，化学式为C2H2F2。
它是一种无色、易挥发的液体，具有特殊的气味。
偏二氟乙烯在工业上广泛应用于聚合物的合成和制造。
偏二氟乙烯是一种重要的单体，用于制造聚偏二氟乙烯（PVDF）聚合物。
PVDF是一种具有优异性能的高分子材料，具有耐高温、耐腐蚀、电绝缘、耐辐射等特点。
因此，PVDF广泛应用于航空航天、电子器件、电池材料、化工设备等领域。
偏二氟乙烯还可以与其他单体共聚，制备出具有特殊性能的共聚物。
例如，与三氟氯乙烯（CTFE）共聚可以得到聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯（PCTFE）共聚物，该共聚物具有良好的耐化学腐蚀性能和气体阻隔性能，广泛应用于阀门、泵、管道等化工设备。
偏二氟乙烯也可以通过氟化反应与其他物质发生反应，制备出具有特殊功能的化合物。
例如，偏二氟乙烯可以与氢气反应形成1,1,2,2-四氟乙烷，该物质是一种重要的冷媒，被广泛应用于制冷设备中。
除了工业应用外，偏二氟乙烯在科学研究领域也有重要的应用。
例如，偏二氟乙烯可以用作氟化反应的试剂，参与有机合成反应。
它还可以作为氟离子的源，用于催化反应或制备含氟化合物。
总结起来，偏二氟乙烯是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
它在聚合物制备、共聚物合成和化学反应中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断发展，偏二氟乙烯的应用前景将会更加广阔。
我们期待未来能够有更多的创新和突破，使偏二氟乙烯的应用得到进一步拓展和提升。
热释电材料
无机薄膜：PbTiO3(PT)系热释电薄膜是使用和研究最多的无机薄膜材料,它 主要包括PT及其掺杂改性材料PLT、PZT、PLZT、PYZT、PMZT和PCT等。 这类材料的特点是化学计量比简单,易于制备且具有优良的热释电性能。长期 以来,热释电材料研究除了注重新材料体系的开发之外,现有材料的掺杂改性是 一条非常重要的途径,适当的掺杂可以使材料的热释电性能得到提高。
热释电陶瓷材料
与热释电单晶材料相比, 铁电氧化物型热释电陶瓷具有一系列优点, 如易于制成大 面积的器件且成本低, 力学性能和化学性能好, 便于加工, 居里温度高, 所以在通常条 件下, 没有退极化问题. 此外, 在陶瓷中可以进行多种多样的掺杂和取代,可在相当大 的范围内调节其性能, 如热释电系数, 介电常数和介电损耗等, 从而进一步提高热释电 材料的性能. 初期研究的金属氧化物陶瓷热释电材料以各种掺杂改性的PbZrO3一PbTiO3(PZT) 二元系为主。具有很大的热释电系数,相对介电常数在200-500之间,且相变前后自发 极化方向不变,仅数值改变,介电常数的变化也不大,因此非常适合作热释电材料。但 缺点是其相变温度高于室温,且存在热滞,导致热释电响应的非线性。 热释电性能较高的铁电陶瓷,代表是PLZT 陶瓷, 它是用La 置换PbTiO3 - PbZrO3中 部分Pb 的固溶体,其组成为( Pb1- xLax ) ( Zr1- yTiy )O3, 它的居里温度高, 热释电系数也 很高, 且随La 的添加量增加, 热释电系数上升, 除了某些组成的铌酸锶钡外, PLZT 的 热释电系数比其它材料高, 但其介电系数和介电损耗也较大, 这对热释电电压灵敏不 利.
其中溶胶-凝胶法的优点：（1）制备薄膜的装置简单，成本低；（2）易于 有效控制薄膜的成分及结构；（3）能温和条件下制备出多种功能薄膜材料； （4）可以在各种不同形状、不同材料的基底上制备大面积薄膜。因此它是 目前使用较广泛的薄膜制备方法。源自溶胶- 凝胶法制备薄膜的原理
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PVDF薄膜辐射制冷是一种新兴的制冷技术，通过利用PVDF（聚偏氟乙烯）薄膜的独特性质，实现对物体的制冷效果。
在本文中，我们将逐步回答有关PVDF薄膜辐射制冷的问题，并深入探讨其工作原理、应用前景以及挑战。
第一部分：什么是PVDF薄膜辐射制冷？
PVDF薄膜辐射制冷是一种利用PVDF薄膜对物体进行制冷的技术。
PVDF 是一种具有压电性能和高热传导的材料，能够在受到电场激励时发生机械振动，从而产生冷却效果。
其原理是利用PVDF薄膜在快速改变的电场下振动，通过吸收外界热量来实现物体的制冷。
第二部分：PVDF薄膜辐射制冷的工作原理是什么？
PVDF薄膜辐射制冷的工作原理基于PVDF薄膜的压电效应。
当PVDF薄膜受到电场激励时，其分子发生机械弯曲或扭转，产生高频机械振动。
这种振动消耗大量的热量，从而使物体温度降低。
PVDF薄膜的高热传导性能可以迅速将吸收到的热量传导到外部环境中，进一步提高制冷效果。
第三部分：PVDF薄膜辐射制冷的应用前景如何？
PVDF薄膜辐射制冷技术具有广泛的应用前景。
首先，它可以在微型制冷设备中应用，如微型制冷芯片、微型冷却系统等。
由于PVDF薄膜制冷技术具有快速响应、高效能、体积小等优点，使得微型冷却设备的性能得以
显著提升。
此外，PVDF薄膜辐射制冷技术还可以应用于大尺寸制冷设备，如冷藏柜、冷冻厢等，提供可靠的制冷效果。
第四部分：PVDF薄膜辐射制冷面临哪些挑战？
PVDF薄膜辐射制冷技术虽然具有许多优势，但仍然面临一些挑战。
首先，制冷效果需要进一步提高。
由于PVDF薄膜的压电效应较弱，其制冷效果有限。
因此，需要通过材料改性或结构优化等方法来增强其制冷性能。
其次，制冷设备的可靠性和稳定性问题是需要解决的关键。
由于PVDF薄膜辐射制冷技术需要外加电场激励，电极的可靠性和材料的长期稳定性成为制约技术应用的重要因素。
最后，制冷设备的成本问题也需要解决。
目前，PVDF薄膜辐射制冷技术相对较新，相关设备的制造成本较高，因此需要进一步降低成本，提高技术的竞争力。
第五部分：总结
PVDF薄膜辐射制冷是一种有前景的制冷技术，通过利用PVDF薄膜的压电性能和高热传导性能，实现对物体的制冷效果。
虽然该技术面临一些挑战，但随着科学技术的发展，相信PVDF薄膜辐射制冷技术会不断进步并得到广泛应用。