聚三氟氯乙烯的结构与性能

聚三氟氯乙烯的结构与性能摘 要：含氟高分子聚合物，即具有传统高分子材料的特点，如成本低、加工性能 好、结构稳定性好等特点，又具有很好的耐候性、防水性、抗污性等含氟材料 的优异特性。这类特殊的高分子聚合物在很多领域得到了广泛的应用，比如： 工业建筑，石油化学和汽车工业，航空航天工业，化学工程，光学，纺织物品 的处理，文物石碑的处理和微电子学等。因此，研究和开发这类特殊的高分子聚合物是非常有必要的。聚三氟氯乙烯(PCTFE)就是此类高分子材料的典型代表，本文就聚三氟氯乙烯的结构以及性能做简要介绍。 杨涛纳米级聚三氟氯乙烯和乙烯/三氟氯乙烯共聚物的制备及其性能研究，2006。关键字：聚三氟氯乙烯；氯乙烯共聚物；高分子聚合物；结构；性能1引言聚三氟氯乙烯(PCTFE)具有良好的化学稳定性、一定的耐温性、不吸湿、难燃、耐辐照等性能。其骨架链的氯原子不仅使聚合物呈现一定的极性，而且使聚合物具有良好的特性：流动性、透明度和硬度等特征。硬度、刚性、耐蠕变性良好，渗透性及熔点、融熔黏度都较低。PCTFE具有良好的化学惰性，耐化学腐蚀性和耐热性，机械强度高、韧性大，光学性能与介电性能优异。因此，聚三氟氯乙烯的应用领域是非常广泛的：主要应用于电子、电气、耐低温器件、医用、化工等领域。耐腐蚀电子电器绝缘组件、精密电子仪器封装膜；液氧和液氮贮罐的密封件、气门嘴、球形容器组件；各类耐化学腐蚀的泵、阀门、管道、板材、涂层、衬垫、垫圈等；医用方面作医疗器的封装膜和药品的封装膜；耐磨、耐腐蚀机械制件；运载火箭液态燃料管道和密封件，航天航空电子仪器封装膜和发光器件保护层，液氧及液态燃料密封件和开关、分离铀235的腐蚀气体隔离膜，核能锅炉的软质阀片，紫外线杀茵医疗器材，光学仪器和耐腐蚀流量计等方面。 韦昌佩聚三氟氯乙烯树脂有机氟工业，1998。2结构聚三氟氯乙烯(PCTFE)是三氟氯乙烯的均聚物，具有在主碳链周围含有氟原子与氯原子的结构。其化学结构通式：分子结构中的F原子使聚合物具有化学惰性，一定的耐温性，不吸湿性和不透气性。分子结构中的Cl原子则使聚合物具有良好的加工流动性、透明性及硬度特性。由于PCTFE分子结构中C-Cl键的存在，除耐热性及化学惰性较聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯一六氟丙烯共聚物(FEP)稍差外，其硬度、刚性、耐蠕变性均较好，渗透性、熔点及熔融粘度都较低。3性能PCTFE的基本性能，除与它的分子结构有关外，还取决于其分子量及结晶度。3.1 机械性能在机械性能方面，PCTFE的常温机械性能优于PTFE，其压缩强度大，冷流较小，压缩回弹率也比较大，具有良好的弹性恢复力。但是，由于PCTFE是结晶性高分子，因此其机械性能受温度影响很大，并且还会因结晶度、分子量的高低而有一定的差异。成型时进行骤冷，则可行成结晶度较低的透明制品；缓慢冷却，则形成半透明的高结晶度成型品。一般来说，其拉伸强度与硬度会随着结晶化的推进而增大，但延伸率却会下降。3.2 热性能在热性能方面，PCTFE的热塑熔融温度(Tm)为211216，玻璃态温度(Tg)为7199。在250高温条件下，PCTFE仍能保持良好的热稳定性。PCTFE的失强温度大于其熔融温度，分解温度大于310。3.3 耐性PCTFE的耐低温性特别突出，在液氮、液氧和液化天然气中不发生脆裂、不蠕变，在一定条件下能在接近绝对零度(-273)下使用。高氟含量使PCTFE能耐几乎所有的化学物质和氧化剂。可在酸、碱或者氧化剂中长时间浸渍而不发生任何变化，仅在高温下能为熔融碱金属、氟元素及三氟化氯腐蚀，在高温条件下与苯及苯的同系物、多卤化物接触有时产生溶胀。 陈样俭聚三氟氯乙烯在化工防腐方面的应用有机氟工业，1990。3.4 电气性能在电气性能方面，PCTFE的介电常数与介电损耗因子在很宽的频率范围内都比较小，绝缘电阻与介电击穿电压等电气性能优良，并且几乎不受温度或湿度的影响，是一种远比传统材料更能承受苛刻条件的高频绝缘材料。3.5 其他性能 在渗透性方面，在所有塑料中，PCTFE的水蒸气渗透率是最低的，可不渗透任何气体，是一种良好的屏障聚合物。PCTFE具有优良的光学性能，3mm厚的PCTFE塑料片是光学透明的，2厚的薄膜能透过l4 红外光95，它的紫外光吸收率也很低。PCTFE还有良好的耐气候性，它暴露在户外阳光下一年对性能仍无任何影响。 黄汉生聚三氟氯乙烯、乙烯一四氟乙烯共聚物及乙烯三氟氯乙烯共聚物薄膜的性能化工新型材料，1993。4主要应用PCTFE的应用十分广泛，在此列举几种最常见应用。4.1 PCTFE薄膜PCTFE薄膜具有最低的水一汽渗透率，不渗透任何气体；具有光学的透明性；具有耐超低温性能，可以在绝对零度的苛刻条件下使用，长期使用温度在200300。因此，PCTFE薄膜作为性能优异的包装材料是其他产品所无法取代的。国外具备规模化生产PCTFE薄膜的生产厂家有美国霍尼韦尔和日本大金两家公司，而国内还没有规模化生产的厂家。 吴志雄聚三氟氯乙烯低温力学性能及热膨胀性能研究，2007。4.2聚三氟氯乙烯涂层PCTFE涂层具有优异的化工防腐性能，可以涂覆在金属及其它塑化、淬火骤冷时涂层不破裂的材料表面。PCTFE涂料可采用悬浮液喷涂、浸涂、刷涂或采用静电喷涂，按涂件形状结构的不同，选用不同的涂覆工艺，先涂覆，后烧结。可用于反应罐、贮罐、反应塔、管子、各种容器、鼓风机、滚筒等。4.3腐蚀泵、阀门由PCTFE制造的离心泵、液下泵具有极为优良的耐腐蚀性能，可用于输送不含固体颗粒、温度不高于100的任意浓度的各种强酸、强碱、强氧化剂等腐蚀介质，特别是用于输送氢氟酸，最能发挥其优良性能，为一般衬胶泵、不锈钢、玻璃、氯化聚醚等泵所不及。PCTFE已广泛应用于防腐蚀阀门(球阀、截止阀和隔膜阀等)的制作。其性能超过目前常用的衬胶、衬铝、搪瓷、硬聚氯乙烯塑料阀和玻璃钢制阀门。适用于各种浓度的酸、氧化性介质及多种有机溶剂和其它强腐蚀介质。使用温度范围为50130，使用压力为25MPa。外形尺寸与普通金属阀门相同，互换性能好，使用寿命长。 徐先平聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜的制备和性能研究，2006。5结论聚三氟氯乙烯国内的发展水平，还是十分局限的，不管是科研还是规模化生产远远没有达到国外同类产品的水平，而且，国内PCTFE的市场长期被