氟塑料加工與應(yīng)用

前言

氟塑料主要包括難以熔融加工的聚四氟乙烯（PTFE），可熔融加工的四氟乙烯一六氟丙烯共聚物（FEP）、四氟乙烯一全氟乙烯基醚共聚物（PFA）、乙烯一四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）和聚氟乙烯（PVF）等，均屬于特種工程塑料的范疇。與其他工程塑料相比，氟塑料具有突出的耐高低溫、耐化學(xué)腐蝕和耐候性，優(yōu)異的電絕緣性、低摩擦性和不黏附性等，因此氟塑料已成為許多領(lǐng)域和現(xiàn)代科技發(fā)展不可或缺的高檔高分子材料，在上天的飛行器、人地的勘探設(shè)備、水中的船舶、地上的運(yùn)輸工具、具有防腐密封要求的各種工業(yè)設(shè)備，甚至各種人造器官中都能找到氟塑料的身影。針對(duì)PTFE熔融溫度和熔體黏度高、加工困難的不足，工業(yè)上很早就開(kāi)發(fā)了類似粉末冶金的冷壓／燒結(jié)、添加助推劑的膏狀擠出等PTFE加工技術(shù)，加工得到塊狀、棒狀、片狀、管狀、膜狀等不同形狀的制品，滿足各種使用要求。膨體化和浸漬PTFE制品加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)，更進(jìn)一步豐富了PTFE制品的形式。因此，PT-FE仍是目前產(chǎn)量和使用量最大的氟塑料品種。由含側(cè)基的全氟單體與四氟乙烯共聚或由非完全氟取代單體聚合得到的氟塑料，雖以耐熱等性能的降低為代價(jià)，但卻賦予材料可熔融加工特性（熱塑性），部分品種還在耐蠕變和剛性等方面優(yōu)于PT-FE，因此各種可熔融加工氟塑料的成型工藝和制品形式更加多樣，成為氟塑料發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。我國(guó)自20世紀(jì)80年代后期起進(jìn)入氟塑料工業(yè)的快速發(fā)展期，氟樹(shù)脂的生產(chǎn)與使用量年增長(zhǎng)率都達(dá)到10％以上，“十五”期間則達(dá)到20％以上，是世界上氟樹(shù)脂生產(chǎn)、消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家。目前我國(guó)PTFE等普通均聚氟樹(shù)脂已具有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模，但是在產(chǎn)品質(zhì)量和品級(jí)上與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在很大差距，而可熔融加工氟塑料尚處在發(fā)展初期，適用于軍工、新能源、汽車、電子信息等產(chǎn)業(yè)的高端氟樹(shù)脂生產(chǎn)和成型加工技術(shù)不成熟，這不僅嚴(yán)重制約我國(guó)氟樹(shù)脂和氟塑料制品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且還影響到我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甚至威脅到我國(guó)軍工、航天、電子信息等產(chǎn)業(yè)的安全。這與各大企業(yè)偏重含氟高分子材料量的增加而忽略質(zhì)的提高、科研投入不足、基礎(chǔ)研究缺乏、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)等有很大的關(guān)系?？上驳氖?，國(guó)家已將含氟高分子材料列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》基礎(chǔ)原材料優(yōu)先主題，在國(guó)家“十一五”科技支撐項(xiàng)目中也安排了乙烯一四氟乙烯共聚樹(shù)脂、全氟離子交換樹(shù)脂等氟材料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究，這勢(shì)必將對(duì)我國(guó)氟塑料工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高起到很好的促進(jìn)作用。

內(nèi)容概要

本書(shū)詳細(xì)介紹了各種氟樹(shù)脂的原料以及合成過(guò)程、分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、氟塑料的成型工藝、勞動(dòng)保護(hù)、廢料回收及其制品的應(yīng)用技術(shù)和適用范圍等，重點(diǎn)闡述了聚四氟乙烯和其他含氟聚合物的成型、二次加工、改性及應(yīng)用等，同時(shí)還介紹了關(guān)于氟樹(shù)脂的環(huán)保問(wèn)題、廢料利用以及國(guó)內(nèi)外氟塑料測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容全面，實(shí)用性強(qiáng)。    本書(shū)可供從事氟塑料及相關(guān)塑料專業(yè)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和管理的科技人員閱讀參考。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論  1.1  氟樹(shù)脂的發(fā)展  1.2  氟塑料結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)  1.3  氟塑料加工和應(yīng)用    1.3.1  聚四氟乙烯的加工與應(yīng)用    1.3.2  可熔融加工氟樹(shù)脂的加工和應(yīng)用  參考文獻(xiàn)第2章  氟樹(shù)脂的合成  2.1  含氟單體    2.1.1  四氟乙烯    2.1.2  六氟丙烯    2.1.3  三氟氯乙烯    2.1.4  偏氟乙烯    2.1.5  氟乙烯    2.1.6  全氟乙烯基醚  2.2  聚四氟乙烯樹(shù)脂的合成    2.2.1  四氟乙烯聚合化學(xué)和化工原理    2.2.2  四氟乙烯聚合工藝    2.2.3  四氟乙烯聚合動(dòng)力學(xué)    2.2.4  四氟乙烯樹(shù)脂粒徑與顆粒形態(tài)控制    2.2.5  四氟乙烯分解、氧化反應(yīng)與爆炸  2.3  四氟乙烯-六氟丙烯共聚樹(shù)脂的合成    2.3.1  水相懸浮聚合    2.3.2  水相分散聚合    2.3.3  非水分散聚合    2.3.4  以超臨界二氧化碳為介質(zhì)的分散聚合    2.3.5  FEP樹(shù)脂后處理  2.4  四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚樹(shù)脂的合成    2.4.1  水相聚合    2.4.2  非水分散聚合    2.4.3  PFA樹(shù)脂后處理  2.5  乙烯-四氟乙烯共聚樹(shù)脂的合成    2.5.1  本體聚合    2.5.2  水相聚合    2.5.3  非水分散聚合    2.5.4  混合相分散共聚  2.6  三氟氯乙烯均聚和共聚樹(shù)脂的合成    2.6.1  聚三氟氯乙烯樹(shù)脂    2.6.2  乙烯-三氟氯乙烯共聚物    2.6.3  三氟氯乙烯與其他單體的共聚  2.7  偏氟乙烯均聚和共聚樹(shù)脂的合成    2.7.1  偏氟乙烯乳液聚合    2.7.2  偏氟乙烯懸浮聚合    2.7.3  以超臨界二氧化碳為介質(zhì)的聚合    2.7.4  偏氟乙烯共聚合  2.8  氟乙烯聚合物的合成    2.8.1  水相懸浮聚合    2.8.2  水相乳液聚合    2.8.3  非水相聚合    2.8.4  氟乙烯共聚  參考文獻(xiàn)第3章  氟塑料結(jié)構(gòu)與性能第4章  聚四氟乙烯加工與應(yīng)用第5章  聚全氟乙丙烯樹(shù)脂加工與應(yīng)用第6章  四氟乙烯-全氟代頑疾乙烯基醚共聚樹(shù)脂加工與應(yīng)用第7章  乙烯-四氟乙烯共聚樹(shù)脂加工與應(yīng)用第8章  聚偏氟乙烯樹(shù)脂加工與應(yīng)用第9章  聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚樹(shù)脂加工與應(yīng)用第10章  聚氟乙烯加工與應(yīng)用第11章  氟塑料的熱分解特性和加工安全措施第12章  氟塑料回收和資源化利用

章節(jié)摘錄

插圖：1.3.2 可熔融加工氟樹(shù)脂的加工和應(yīng)用可熔融加工氟樹(shù)脂主要包括PVDF、FEP、ETFE、PFA、MFA、PCTFE、ECTFE等，制品除了保持耐腐蝕、耐高低溫、耐候等優(yōu)異性能外，增加了可熱塑加工性能，同時(shí)部分品種的力學(xué)性能較PTFE更為優(yōu)異，因此，可熔融加工氟塑料多屬氟塑料中的后起之秀和高端品種。雖然所有可熔融加工氟樹(shù)脂的產(chǎn)量總和還不及PTFE，但增長(zhǎng)速度卻大于PTFE。目前，各種可熔融加工氟塑料制品已在汽車、電子電氣、建筑、軍工等行業(yè)取得良好的應(yīng)用。我國(guó)可熔融加工氟樹(shù)脂的生產(chǎn)歷史很短，生產(chǎn)技術(shù)的成熟程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外進(jìn)口樹(shù)脂相比仍有很大差距。同時(shí)由于進(jìn)口可熔融加工氟樹(shù)脂價(jià)格很高，制約了可熔融加工氟塑料的廣泛應(yīng)用。PVDF是第二大氟塑料品種，與FEP、PFA、ETFE等含TFE的可熔融加工氟樹(shù)脂相比，PVDF樹(shù)脂具有價(jià)格低、強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、加工更加容易等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑、化工、電子、航空航天、機(jī)械等領(lǐng)域。涂料是PVDF在建筑上的最主要應(yīng)用，包括溶液型涂料、溶劑分散性涂料、水分散型涂料和粉末涂料，其中溶劑分散型是PVDF涂料的主要形式，由PVDF樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、顏料和溶劑等組成，PVDF樹(shù)脂在室溫下一般以不溶于溶劑的分散細(xì)粒子形式存在，在涂裝后的加熱烘烤中溶解形成致密涂層。預(yù)涂PVDF涂料的金屬彩板廣泛用作高層建筑的屋頂、護(hù)墻板、中低層建筑物的墻體、室內(nèi)裝飾、隔板、辦公家具等。在傳統(tǒng)化工行業(yè)，PVDF的用量也相當(dāng)可觀，主要用于泵、閥、填料塔和型材以及防腐蝕領(lǐng)域里的電線電纜、接頭、護(hù)套等。PVDF在抗?jié)B透性方面優(yōu)于PTFE，它的高耐滲透性及良好的焊接性能是其作為容器內(nèi)襯的優(yōu)勢(shì)所在。近年來(lái)用織物復(fù)合的PVDF板與玻璃鋼粘接做大型的防腐貯槽，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。PVDF樹(shù)脂還可以用于電線電纜的護(hù)套、工業(yè)控制電線、計(jì)算機(jī)面板導(dǎo)線、過(guò)濾布、塔填料、單絲、消霧器和噴嘴等。隨著二次鋰電池等新能源的飛速發(fā)展，PVDF樹(shù)脂在鋰電池中的用量也急劇增加。PVDF樹(shù)脂也是制備各種分離膜的重要原料，PVDF可溶于極性溶劑中制備不對(duì)稱超濾和微濾膜（中空纖維和平膜），用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物工程下游產(chǎn)品的分離。此外，國(guó)外還將PVDF管材和管件用于半導(dǎo)體、純水等行業(yè)。

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《氟塑料加工與應(yīng)用》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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