【《可熔性聚四氟乙烯（PFA）的生产与应用研究国内外文献综述》3100字】

可熔性聚四氟乙烯（PFA）的生产与应用研究国内外文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u23887可熔性聚四氟乙烯（PFA）的生产与应用研究国内外文献综述 187551.1可溶性聚四氟乙烯的简介 1118521.2可溶性聚四氟乙烯的国内外生产状况及进展 2212201.3可溶性聚四氟乙烯的结构 3161001.4可溶性聚四氟乙烯的性质 441521.5PFA与PTFE的两者对比 5133571.5.1组成对比 5145091.5.2颜色对比 6290551.5.3性能对比 6280981.5.4加工方式对比 6224671.5.5应用对比 6175581.5.6价格对比 6266301.6可熔性聚四氟乙烯的应用 6165561.6.1线缆行业的应用 7112071.6.2在汽车行业的应用 744811.6.3在防腐防酸碱、机械方面的应用 763031.6.4在其他方面的应用 71.1可溶性聚四氟乙烯的简介可溶性聚四氟乙烯是由四氟乙烯（TFE）和少量的全氟烷基乙烯基醚（PAVE）经自由基共聚得来的新型树脂，简称PFA。从外观上来看，PFA是半透明，而原材料形状中，PFA是料粒状。PFA具有很多优良性能，聚四氟乙烯与可熔性聚四氟乙烯性能也差不多，相比无变化。PFA的使用温度为-196℃到260℃左右，耐化学腐蚀性强，对绝大多数化学物质都具耐腐蚀性，还有优良的电性能，和“塑料王”聚四氟乙烯(PTFE)相比，PFA最大的特点是可进行熔融加工，这是PTFE所做不到的，即可采用常规的热塑性树脂加工方法加工。是因为PFA氟碳的主链上加入全氟烷氧侧基，高分子链的一个柔顺性，降低了结晶度，因此具有了良好的热塑性。1.2可溶性聚四氟乙烯的国内外生产状况及进展随着5G时代的到来以及技术的进步，氟化行业是我国化工产业发展最快并且最具有发展前景的子行业之一，氟化行业的应用范围也向更深奥、更高端的领域拓展，在国外更是被誉为“黄金产业”。在我国，PFA的相关研究只有四家公司：上海三爱氟新材料股份有限公司、巨化集团有限公司、上海三爱氟新材料股4有限公司。PFA的开发，首先是在1972年美国杜邦公司开发成功的，是TFE与PAVE的共聚物，商品名TellonPFA。目前世界上生产厂家主要有这五家公司：DuPont（TeflonPFA）、AsahiGlass（AflonPFA）、Daikin（NeoflonPFA）、3M(DyneonPFA)、Solvay(HyflonPFA)。其2013年的全球消费量6kt/a左右，其中有80%应用于半导体制造工业。具体如表1-1所示。表1-1世界上生产PFA的公司与生产能力公司名称商标每年生产吨数DuPontDaikinDyneonAusimontMitsu-DuPontAsahiGlassTeflinPFANeoflonPFADyneonPFA，HostaflonPFAHyflonPFA(MFA)TeflonPFAAflinPFA一万二千一万五千四千少量一万六千六千上海三爱氟新材料有限公司是我国规模较大并且种类最齐全的有机氟化产业，其生产的一些产品，像氟橡胶、聚全氟乙丙烯等在国内市场占一半以上，聚偏氟乙烯品种、产量都占具国内首位，聚四氟乙烯的品种、销量也居国内同行前列因为PFA的出现，很多合成技术也得到了快速的发展，其中以美国的杜邦公司为例，PFA的的发展历程如下。在1973年，PFA分子特点为普通级，其品级是TeflonPFA340与TeflonPFA350；在1986年，PFA的分子特点是分子链末端为-CONH2高纯级，其品级为TeflonPFAEC；在1989年，PFA的分子特点是分子链末端为-CF3的高纯级，其品级为TeflonPFAHG；在1995年，PFA的分子特点是较小球晶尺寸的高纯级，其品级为TeflonPFAHP；在2000年，PFA的分子特点是最小球晶尺寸的高纯级，其品级为TeflonPFAPlus。1.3可溶性聚四氟乙烯的结构PFA是四氟乙烯（TFE）引入全氟烷基乙烯基醚（PAVE）共聚而成的聚合物，下图为其分子式的结构图：图1-1PFA分子结构图PFA主链结构与聚四氟乙烯的结构类似，因此具有聚合物优异的耐高温性能，侧链为-OC3F7结构通式为：-（CF2-CF2-CF（-OC3F7）-CF2）-PFA具有PTFE的绝大多数优良性能，除此之外，还可进行熔融加工。PFA的高温机械性能高于PTFE的2倍左右。因为兼有PTFE与FEP的性能，所以使其在很多行业PFA都占据重要的位置。与TFE相比，PFA易形成伸直链晶，并且主要存在于Ⅰ型和Ⅱ型结晶，两者的转变温度比PTFE低。经研究了美国杜邦-三井有限公司的四氟共聚物的结晶结构，发现PFA在一定的条件下可以形成球晶，提出了PFA球晶结构模型。首先PFA球晶是由片晶构成，而片晶是由分子链折叠构成，一部分为-CF2-CF2-构成，含有-OCF2CF2CF3侧链的链节则构成片晶间的连接链，-OCF2CF2CF3侧链被包含在晶胞中。图1-2PFA的性能1.4可溶性聚四氟乙烯的性质（1）PFA熔点为580F，密度为2.13-2.16克/立方厘米，成型收缩率为3.1-7.7%，成型温度为350-400℃。（2）可溶性聚四氟乙烯（PFA）它是由全氟丙基全氟乙烯基醚和聚四氟乙烯的共聚物，与PTFE相比，PFA的性能不变，熔体粘合力得到增强，溶液粘度下降。（3）长期使用温度为-80℃到260℃，因此具有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低。在-196℃时,其拉伸强度为129MPa,极限伸长为8%。另外，PFA还具有优良的电性能，其电缘性不受温度等其他因素影响。因此具有“塑料王”之称。（4）抗蠕变性能与压缩强度均比聚四氟乙烯好，介电性好，耐辐射性能优异。（5）对人体无害，含有生理惰性的性能，可植入人的体内。（6）尽管PFA的化学性能与PTFE、FEP相类似，但PTFE不能进行注塑操作，而TFE也只能低于200℃使用，而PFA树脂是较新的可熔融加工的新型氟塑料。（7）PFA的电性能相似于PTFE的电性能，在广泛频率范围内稳定性高，不随温度变化而变化，是一种优良的高频绝缘材料。以美国杜邦公司的TeflonPFA340为例，介绍一下PFA的电性能，具体如表1-2所示。PFA的物理机械性能与PTFE十分相似，以美国杜邦公司的TeflonPFA340与TeflonPFA350为例，介绍一下PFA的物理机械性能。TeflonPFA340的熔体流动速度为10.6g/10min，熔融温度为302-306℃，密度为2.13-2.16g/cm3，连续使用温度为260℃，拉伸强度在23℃为27.6MPa，伸长率在23℃为300%，屈服强度在23℃为13.8MPa，耐蠕变拉伸膜量在23℃为270MPa，弯曲弹性膜量在23℃为655MPa，吸水率为0.03%，邵氏硬度为60D，MIT耐折寿命为50000次；而TeflonPFA350的熔体流动速度为1.8g/10min，熔融温度为302-306℃，密度为2.13-2.16g/cm3，连续使用温度为260℃，拉伸强度在23℃为31.0MPa，伸长率在23℃为300%，屈服强度在23℃为15.2MPa，耐蠕变拉伸膜量在23℃为270MPa，弯曲弹性膜量在23℃为690MPa，吸水率为0.03%，邵氏硬度为60D，MIT耐折寿命为50000次。表1-2TeflonPFA340PFA的电性能特性ASTM测试方法数值表面电阻介电强度介电常数1kHz-1GHz240GHz体积电阻率D257D149D150＞1017Ω787402.062.0491018Ω·cm1.5PFA与PTFE的两者对比1.5.1组成对比PFA是少量的全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物，从分子结构上说，PFA的碳链相对更短，链缠结程度更高。PFA的结构式为图1-3；而PTFE是有四氟乙烯经过聚合而成的高分子聚合物。PTFE的结构式为图1-4，黄色小球代表氟原子。图1-3PFA结构式图1-4PTFE结构式1.5.2颜色对比PFA是半透明的；而PTFE是乳白色，不透明。1.5.3性能对比由于PFA中加入全氟烷氧基，相当于PTFE中的一个氟原子被烷氧基取代，某个碳上直接连了一个氧，氧上面又连一个全氟甲基或全氟乙基之类基团。其熔融粘结性增强，熔体粘度下降，而PFA性能与PTFE相比也差不多，可直接采用热塑性成型方法加工制得。但渗透性能不如PTFE。PFA与PTFE的介电常数相同，耗散系数也很差不多，但是PFA的介电强度是PTFE的三倍多。1.5.4加工方式对比PFA可进行热熔注塑加工，PTFE不可以。1.5.5应用对比PTFE常用“不沾涂层”、“易清洁物料”等来形容，因为PTFE材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂等优良性能，并且几乎不溶所有的溶剂，因此是易清洁水管内层的理想涂料；例如生活常见的不粘锅以及厨具模型的不沾涂层；据相关报道绝大多数的PTFE是用制作电缆的良好选择，因为其良好介电性能，特别是在高频无线电领域而PFA树脂适用于制作耐腐蚀零件、密封件、绝缘件、高温高线、电缆绝缘层、泵阀衬套、化学容器以及医疗器械零件。1.5.6价格对比PFA是改良版的PTFE，因此价格要比PTFE高。1.6可熔性聚四氟乙烯的应用PFA俗称可熔性PTFE，各种性能都是氟塑料之冠，不仅具有聚四氟乙烯(PTFE)出色的耐腐蚀性、耐热性、自润滑性、电绝缘性、不黏性、耐大气老化性、摩擦系数低等优异特性，而且可以通过常规加工工艺进行熔融加工。被广泛应用于医疗、化工防腐、半导体行业以及汽车、航空等领域。1.6.1线缆行业的应用在室温下，PFA的电气绝缘性体现良好，其PFA制作的电线电缆绝缘层耐高温性好，制品的内空隙小，也有较强的耐应力开裂性，保证了稳定杆的性能。因此PFA大量被用做制造安装线、加热电线等电线主绝缘线，还有同轴电线、绕包薄膜、扁平电线、连接柱等领域。1.6.2在汽车行业的应用在不方便