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氟乙烯类精细高分子的用途

发布时间:2018-06-20 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:632

1.聚氟乙烯的用途

PVF具有良好的综合性能,作为保护薄膜、脱模薄膜、表面保护涂层等,在建筑、交通运输、电子电器、化工、仪器设备等行业已得到较广泛的应用。

(1)保护薄膜的应用高取向度的Tedlar薄膜与在固化时有高收缩率的不饱和聚酯薄膜相适应,适用于增强不饱和聚酯板的耐气候表层。这种板已作为农用温室材料,显著地提高了使用寿命。高拉伸强度的Tedlar薄膜,有优良的耐折叠、耐弯曲性能,适宜于与聚氯乙烯薄膜等层压作为墙纸或其他室内建筑或装饰制品,是理想的生物、微电子、食品加工、医疗卫生等部门以及飞机机舱、餐厅、剧场、超级市场等公共场所和普通家庭的装饰和表面保护材料。中等拉伸强度和伸长率的Tedlar薄膜,有各种色彩,可以与铝板、镀锌钢板等基材层压,用作商业、工业和民用建筑的外墙壁板、门板和内装饰板,以及游泳池、处理槽、储槽的保护层,也可以作为汽车外部装饰件,卡车和拖车用增强塑料板的保护层;此外,PVF薄膜单膜作为玻璃棉的包装材料用于制造防音壁,可安装于紧靠高速公路的住宅区。

Tedlar薄膜用作太阳能集热器盖板,具有比其他材料明显优越的特点,在紫外线环境中使用寿命预计可达20年。用于太阳能电池的保护覆盖层和绝缘层,它与玻璃板和EVA薄片等密封层的粘接性好,对波长为0.4~1.1um的光透过率大于90%以上。以Tedlar薄膜作为表层的、与Mylar聚酯薄膜和Dacron聚醋纤维的多层层压材料,可用作系留气球的蒙皮气囊材料。

(2)脱模薄膜的应用杜邦公司出售的有一种薄膜(S型)具有不粘性,适宜于作为酚醛、环氧、聚酯增强塑料低压和高压模型的脱模薄膜。多层印刷电路板制造时使用Tedlar薄膜为脱模薄膜,以避免在环氧树脂固化时FRP-环氧层与覆盖层之间的粘连,Tedlar 100SM30MR型薄膜可在200℃下连续使用24h。

(3)表面保护涂层的应用PVF涂料有供不同用途的各种配方,其中包括透明的表面保护涂料、着色透明的耐化学腐蚀涂料、建筑用涂料和衬里涂料等。

2.聚偏氟乙烯共聚物的用途

PVDF的加工性能优良,可用通用加工设备进行模塑、挤塑和注塑等熔融加工。因此PVDF兼具含氟树脂和通用树脂的特性,是一种综合性能优良、用途极其广泛的热塑性工程塑料。PVDF树脂的应用市场主要有化工设备、电子电气和建筑涂料三个方面。此外,偏氟乙烯均聚物和共聚物还具有独特的压电和热电性能,作为一种功能材料,PVDF已引起人们的广泛关注。

PVDF树脂是一种综合性能优良的强韧热塑性工程塑料,已广泛应用于化工设备、电子电气工业、长寿命建筑涂料以及迅速增长的其他方面,它是优良的结构材料和功能材料。

由于PVDF具有优良的耐高温、耐化学腐蚀性以及高强度、抗蠕变和抗疲劳等特性,因此它是化工设备流体处理系统的理想防腐蚀材料。由PVDF树脂可制成整体或衬里的泵、阀门、管子、管路配件、储槽以及热交换器和织物滤布等。PVDF薄板与玻璃布或聚酯织物层压也可用作储槽衬里。氯碱工业电解槽中石棉隔膜用PVDF树脂作黏结剂,可降低电耗和延长隔膜寿命。先进的离子膜法烧碱生产装置中使用了大量PVDF阀门。纸浆漂白过程中的转鼓过滤器使用PVDF单丝织成的滤布。

PVDF可用作电子电气工业的绝缘材料。PVDF树脂已广泛用于电子计算机的背板架空线和远距离通信系统以及工业控制电缆护套。PVDF的介电损耗较大,已制成具有自限流开关作用的PVDF电热带,可根据需要自动控制温度。PVDF热收缩管用于航空和电子装置的终端设计,在锐利和不规则形状物件上收缩时不会破裂。由于PVDF的自熄性,极低的烟雾扩散和火焰蔓延性,依照美国建筑法规的规定,20世纪80年代中期以来PVDF用于天花板隔层电缆(Plenum)电缆护套发展很快。

偏氟乙烯均聚物和共聚物能溶于有机溶剂,因此比其他氟树脂更容易制成多孔膜、微孔膜、超滤膜和中空纤维等,可用于膜分离。PVDF已获美国食品和药物管理局(FDA)的认可,所以PVDF滤器和液体处理系统可用于食品和医药工业。加工PVDF树脂时不必添加助剂,所以其制品具有高纯度、不污染流体的特性,已被用于超纯水和半导体工业。
由分散液浇注得到的PVDF彩色薄膜已被用于装饰汽车车身。已开发成功的PVDF与ABS或PVC共挤出膜或板,改善了AILS和PVC的耐候性、耐化学药品性和耐污染性,它们已被用作家用电器外壳、汽车内外部件、路标、广告牌和商店外装饰等。

由于PVDF的介电常数很高,PVDF薄膜是高容量微型电容器的理想材料。偏氟乙烯均聚物和共聚物的折射率较低,它们可用作光导纤维的外涂层。PVDF还可用作静电复印的调色剂。

PVDF流延膜或挤出薄膜在一定温度下拉伸3.4倍,其晶型由α-型转变为户型,然后在高电场下极化制成具有压电和热电特性的薄膜。也有人将PVDF与锆钛酸铅(PZT)共混制成兼具高分子压电材料和陶瓷压电材料特性的复合压电材料。PVDF压电薄膜质地柔软,可以制成各种形状复杂的传感器,具有多种能量转换形式。PVDF压电薄膜的应用包括信息处理:键盘开关、坐标和笔触输装置;音响器材:耳机、扬声器、电子琴;医疗器械:血压计、脉象仪、呼吸监听器和超声波诊断仪;物理检测:压力计、形变仪、声纳和热电敏感元件。

3.聚四氟乙烯的用途

PTFE材料由于其优越的性能而被广泛地应用于国防尖端和国民经济各工业部门。

(1)用作防腐材料PTFE管道可以作为输送腐蚀性、黏性液体的管道,也可作为腐蚀性气体的输送管、排汽管和蒸汽输送管等。通常为防止PTFE管在使用过程中变形,PTFE管须由玻璃钢和金属管加强,并使用玻璃钢或金属外壳加强的管配件,如三通、弯头等作为连接件。管道连接采用PTFE管翻边,以法兰压紧办法来密封。

玻璃钢增强PTFE管除保持了PTFE的优良性能外,还具有玻璃钢的刚性,并且质量轻,安装方便,耐内外腐蚀,耐负压,可被广泛地应用于一般化工生产中。

钢管内衬PTFE管具有优良的耐腐蚀性能和良好的刚性,耐冲击、振动和扭曲,已被较广泛地应用于石油、化学工业中输送腐蚀性液体和气体。

钢丝编织增强PTFE管具有良好的挠曲性和耐高温高压。使用时用旋入式金属接头连接,多用于耐高温、高压的耐腐蚀给排料管、蒸汽管道,轧钢耐高压油管、飞机液压系统以及冷气系统的高压与中低压管道等。

PTFE材料可用于制造PTFE精馏装置和热交换器等化工设备。精馏装置由塔釜、塔柱、热交换器、储槽、管道、阀门、三通、弯头等组成,用作高纯试剂的提纯装置,能保证得到优质高纯度的单晶硅。PTFE热交换器具有耐腐蚀性好、耐污性好、体积小、质量轻的特点,可在150℃温度下长期使用,规格有波纹管式、列管式、浸没式、管束式等,已得到普遍应用。作为耐腐蚀材料,PTFE还以衬里的形式用于釜、槽、塔等化工设备中。

PTFE波纹伸缩管、阀门等连接件和泵也是化学工业中不可缺少的防腐配套制件。PTFE波纹伸缩管可吸收因热能冷缩引起的管道长度的变化,并用于大而易脆的管道的错位连接,被广泛应用在各种高温、腐蚀环境中。

PTFE多孔过滤板、管等作为多孔性过滤材料,主要用于强腐蚀性的固-液、汽-液、固-气的分离,尤其适用于过滤强腐蚀性化学介质,净化含有黏性物质的气体。

实验室中使用 PTFE烧杯、坩埚、试管、量筒、反应器等可用来处理黏性腐蚀介质及高纯物质。

(2)用作耐腐蚀密封材料对于耐腐蚀要求较高、使用温度高于100℃的密封件,多选用PTFE或填充PTFE密封件。密封件分为静密封和动密封两类,静密封即固定密封,动密封即运动密封。

PTFE静密封的种类、使用温度范围及用途见表13-16。

表13-16 聚四氟乙烯静密封的种类、使用温度范围及用途

动密封系指在旋转或往复运动时的密封件,这种密封件既要求密封,又要求耐磨、耐腐蚀。生产实践中一般选用软密封、环形密封和带波纹管可伸缩的机械密封三种形式。软密封常为纤维浸渍PTFE分散液编织而成,填料具有装配简便、柔软、尺寸通用的特点,但密封气体困难,加PTFE垫片可改善密封性。环形密封品种很多,按材料分有纯PTFE、填充PTFE、其他耐高温树脂与PTFE共混制品,以及PTFE与橡胶、石棉、金属复合制品,按密封形式分,可分为非接触式密封(如迷宫式密封)与接触式密封(如活塞环、机械密封、“V”形或“O”形密封环等)。

(3)在承受载荷方面的应用PTFE具有很低的摩擦系数,且其动摩擦系数和静摩擦系数很接近,是已知固体材料中摩擦系数最低的一种重要材料,而且还具有在低速下摩擦系数随载荷增大而降低的特点,因此被广泛地应用于直接载荷作用方面。

此外,为了适应有的设备摩擦部分的不容易加油润滑的要求,可克服润滑油脂为溶剂所溶解,适应耐腐蚀、耐低温轴承的需要,适应于高负荷低转速下难以形成润滑油膜的情况,以及适应造纸、制药、食品、纺织等工业部门避免润滑油沾污产品的要求,PTFE已成为无油润滑最为理想的轴承材料。

填充PTFE轴承已较广泛地应用于化工设备、食品、造纸和纺织机械上。在土木和建筑工程中利用PTFE的低摩擦系数和高承载能力的特性,已广泛用作桥梁、隧道、钢结构屋架、大型化工管道、储槽等的支承滑块。

(4)在电子电气工业方面的应用PTFE塑料已被广泛地应用于电子电气工业,特别适宜于用作高频高温及作为潮湿环境中的绝缘材料。PTFE漆包线广泛应用于制造微型电机、热电偶、控制装置等,PTFE电线、电缆已是航空、雷达、电视、火箭等工业不可缺少的材料之一。小口径PTFE薄壁管用作绝缘套管,小口径彩色管多用于仪表上作为引出线套管、热收缩管及螺旋管等用途,是电线、热电偶等的优良绝缘保护层,其中热收缩管还可作为固定或把电线作标记用的套管,中型口径PTFE管则是作为双水内冷汽轮发电机、定子、转子绝缘引水管和电容液面计中绝缘套管的好材料。

(5)在防粘方面的应用PTFE用于防粘方面的制品,有四种形式:一是以机械加工方法将PTFE制成部件,或将PTFE薄片安装在基体上;二是用PTFE分散液或瓷漆喷涂,使PTFE涂层覆盖在基体上;三是PTFE复合玻璃漆布;四是以PTFE热收缩管套于基材上。

(6)在其他方面的应用PTFE用于医药行业,如在医疗器械方面有PTFE管、瓶、滤纸、滤布等,在医药上膨体PTFE膜用于消毒,过滤血清、病毒,用作人体器官代用品有膨体PTFE人工血管、人工肺透析膜、心脏修补膜等。

PTFE在日常生活中的应用,如膜体PTFE织物与无纺聚芳砜或再与PTFE膜复合制成高温防腐蚀的过滤袋,并可制成防水、透气、保温性好的雨衣、运动衣、登山服、潜水服、消防服、工作服、军装、手套和帐篷等,喷涂PTFE的厨具如锅等。

4.聚全氟乙丙烯的用途

聚全氟乙丙烯具有优良的耐热性、耐药品性和电绝缘性,加上可熔融加工,所以制作电线电缆绝缘比聚四氟乙烯更方便。它特别适用于高频下使用的电子设备传输线、安装线、电子计算机接线。除电线、电缆外,聚全氟乙丙烯还可以制成接插件、电子管座等电子工业用部件。

聚全氟乙丙烯有与聚四氟乙烯相同的不粘性,在纺织、造纸、食品等工业中应用的各类金属滚筒、橡胶滚筒外包覆一层聚全氟乙丙烯可以防止产品污染、避免滚筒表面腐蚀,方便清理。通常,聚全氟乙丙烯的热收缩管就用于滚筒外的包覆。将管套在滚筒外,加热具有热收缩性的管子,使它紧紧地包在滚筒外,除热收缩管外,在抗粘应用方面,还有各类传送带。

聚全氟乙丙烯另一大应用是作热交换器。由于它的耐化学腐蚀性和热稳定性,挤出成薄壁管并列组成列管式热交换器,因管壁薄而细,具有较大的传热面积,又耐腐蚀,与金属热交换器比较有更高的效能。聚全氟乙丙烯的主要应用可见表13-17。

表13-17 聚全氟乙丙烯的主要应用

5.四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物的用途

用于PFA树脂有优良的高温强度、挠曲寿命和化学惰性,又有熔融加工性,所以可用上述加工方法将PFA树脂加工成各种制品。

在化学工业中,PFA树脂可用作管道、管配件、泵、阀门、容器、储槽的衬里,膜片、接头、波纹管、垫片、精馏塔填料等。

在电子和电气工业部门,PFA树脂是加热电线、安装线等电线主绝缘,同轴电缆、多芯电缆护套、扁平电缆、绕包薄膜、硅片承载器、连接件、接线柱、支座、插口等器件的制备材料。

PFA树脂还被广泛用作各种医学、化学实验室用仪器、容器的材料。

另外,利用PFA树脂的不粘特性作为静电复印机的轴承、脱模涂层及其他要求润滑性好的部件,利用其光学性能将PFA薄膜作为太阳能装置包覆材料,利用PFA树脂和聚四氟乙烯的热熔黏结性,PFA树脂制成各种焊条以焊接聚四氟乙烯板、管等。

6.乙烯-四氟乙烯共聚物的用途

用ETFE生产的粉末涂料具有优异的电性能、抗化学性能和高温性能以及良好的防粘性能。其熔态的高流动性,可以使配料快速固化。ETFE用作薄涂膜[(1~1.5)×10-3m],可保护产品,避免与金属接触和防止污染;用作厚涂膜,可保护化学腐蚀环境的内衬(如内衬的运输容器、储存罐、阀门、管道的反应釜);也用作电器和电子仪器的绝缘材料。施工方法为喷涂料式流动床,连续使用温度为175℃ ,短期使用温度为240℃(在动态条件下)。

改性ETFE共聚物虽加入了少量第三单体,但基本上保持了ETFE的特征,从其性能上看,它更接近于聚四氟乙烯的特有性能,除耐热温度稍低外,它的一些力学性能反而优于聚四氟乙烯,而其加工性能可克服聚四氟乙烯需采用粉末冶金法成型的缺点,用通常热塑性塑料加工方法加工成型,从上述一系列性能介绍,充分说明该共聚物的优越性能。

相关链接:氟乙烯类精细高分子的加工方法

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