第十一章：氟塑料详解

聚四氟乙烯被称“塑料王”，氟树脂之父罗伊·普朗克特1936 年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品，他们收集了部分四氟乙烯储存于钢瓶中，准备第二天进行下一步的实验，可是当第二天打开钢瓶减压阀后，却没有气体溢出，他们以为是漏气，可是将钢瓶称量时，发现钢瓶并没有减重。

他们锯开了钢瓶，发现了大量的白色粉末，这是聚四氟乙烯。

他们研究发现聚四氟乙烯性质优良，可以用于原子弹、炮弹等的防熔密封垫圈，因此美国军方将该技术在二战期间一直保密。

直到二战结束后，才解密，并于1946年实现工业化生产聚四氟乙烯。

一、产品名称：聚四氟乙烯二、英文名： Polytetrafluoroethylene三、别名PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;テフロン(日语)【英文缩写为PTFE，商标名Teflon®，中文译名各地不同：大陆译为特富龙®，香港译为特氟龙®，台湾译为铁氟龙®】四、分子式：[CF2CF2]n五、生产方法聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。

工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。

聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。

每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。

分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。

六、用途聚四氟乙烯[PTFE,F4]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，它的产生解决了我国化工、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。

具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，长期使用温度范围为-200-+250℃，还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。

氟塑料衬里阀门生产工艺氟塑料衬里阀门生产工艺氟塑料衬里阀门的生产是一种复杂而又繁重的过程，除了成型加工技术外，还需考虑到生产成本，原料供应，环境影响等方面。

压塑是氟塑料成型工艺方法之一（如图1），也是氟塑料衬里阀门应用最理想的方法之一，是将一定量的氟塑料（粉状、粒状、纤维状、片状和碎屑状等）放入成型的模腔中，然后闭合，放在加热炉内加热到一定温度，并在压力作用下熔融流动，缓慢充满整个型腔而取得型腔所赋予的形状。

随着氟塑料化学反应程度的增加，熔体逐渐失去流动性变成不熔的体型结构而成为固体，经冷却到一定温度打开模具，而成为成品，从而完成模压过程。

如图2衬里工艺流程图。

衬里阀门是现代科学技术发展阶段的产物。

氟塑料衬里阀门是伴随着氟塑料的出现和社会需求而产生的一种高新技术产品。

根据氟塑料上述的性能特点和成型工艺特性、方法，人们不断探索，反覆实践，开发出了系列氟塑料衬里阀门。

氟塑料衬里阀门与常规通用阀门相比，不论是材料选择上，还是制造工艺上有其自身的特点。

氟塑料衬里阀门结构长度和法兰两端尺寸，按钢制阀门的相关标准和行业标准执行。

如结构长度按GB/T12221标准的规定，结构长度包括法兰密封面衬氟塑料厚度。

法兰连接尺寸按GB/T 9113.1的规定。

并限制在法兰端连接，不允许采用焊接方法连接。

便于工业管道的安装连接不因焊接而影响产品质量。

衬里层厚度的确定既是一个科学问题，又是比较现实的经济问题。

衬氟层厚了浪费昂贵的氟塑料，衬薄了满足不了使用要求。

因为氟塑料是高分子材料，具有吸收少量与其接触的气体的特性，随温度的升高，材料体积膨胀，分子之间空隙增大，渗透吸收就加剧。

只有适当增加厚度才能减少渗透。

因此，在衬里层设计时，采用增加厚度来弥补这一缺陷。

经过试验验证，确定衬里层厚度δ≥2mm比较合适。

并且随着阀门通径的增大而增加，衬氟塑料厚度如表1所示[原创]氟塑料衬里阀门性能特点(2009-07-29 09:03:43)转载标签：[原创]氟塑料衬里阀门性能特点杂谈分类：阀门、衬氟阀门、衬里阀门氟塑料衬里阀门进入二十一世纪以来，世界石化工业逐渐向中国转移，中国已成为世界石化产品生产大国，原油加工能力和乙烯生产能力现居全世界第二位和第三位，而且还在进一步增大。

氟塑料的介绍一、氟塑料的发展史氟塑料创始于1934年，Schloffer，Scherer发现聚三氟氯乙烯(PCTFE)。

1938年DuPont 公司的R.J.P1unkett发现聚四氟乙烯(PTFE)并于1949年实现工业化。

继而英国的ICI，德国的Hoechst，日本的大金工业，意大利的Montefluos等相继投产。

我国氟塑料在1958年研制成功，首先在上海实行工业化。

80年代后各国都增加了生产能力，新品种不断出现，现有品种20多种，用途也日益扩大。

氟塑料的最初原料是氟石(又称茧石CaF2)和硫酸反应生成的氟化氢。

氯仿、四氯乙烯这类氯化烃在催化剂存在下被HF氟化而生成含氟化合物。

这样得到的含氟烃再经过热分解、脱氯等反应便可得到四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯等单体。

由这些单体均聚或共聚便可得到各种氟塑料。

氟塑料的性能视其聚合方法(如悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合)、聚合度、分子量分布后处理工艺而异。

二、氟塑料的品种及应用氟塑料是由含氟单体如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟异丁烯、全氟代烷基乙烯基醚及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得。

主要的氟塑料品种如下，但按数量及用途来说还是以聚四氟乙烯为最重要。

以F4为代表的氟塑料具有一系列优良的使用特性，耐高温长期使用温度达200℃；耐低温在-100℃以下仍柔软，耐腐蚀能耐王水和切有机溶剂；耐气候有塑料中最佳的老化寿命；高绝缘体积电阻达1018欧姻·厘米，而且介电性能几乎与温度及频率的变化无关；高润滑具有塑料中最小的静摩擦系数；不粘附有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害具有生理惰性、宜与血液接触。

由于氟塑料兼备以上种种实用性能、使它可在国民经济的许多领域大显身手。

诸如化工防腐蚀管道及设备上的衬里和涂层、超纯物质的过泸材料、耐高低温的液压传递软管、耐各种苛刻环境之密封垫圈、低摩擦之桥梁伸缩滑块、各类无油润滑活塞环、高温高频电子仪器的绝缘、可挠电缆、高级印刷线路板，有压电压热性能材料，无油烹调饮具的脱模涂层、人体血管及心肺脏器的代用品等等，都只是它在这些领域的代表性用途。

氟塑料在电线电缆中的应用1938年，美国杜邦公司工程师罗伊·普朗克在氟素冷媒的研究中，无意中发现了聚四氟乙烯分子。

1941年，杜邦开始投入聚四氟乙烯的实验室研究和小批量生产。

1949年，杜邦开始投入聚四氟乙烯工业化生产。

紧接着，英国、日本、意大利、前苏联、西德等国也相继投入聚四氟乙烯工业化生产。

1958年，中国开始试制氟塑料，并实现工业化生产。

1990年，氟塑料绝缘开始大量用于计算机、通信、汽车、飞机、火箭、卫星、船舶、核电站、高层建筑及坦克、装甲车、导弹、鱼雷等军事领域用电线电缆中。

2000年，氟塑料绝缘电线已从特殊场合的特殊应用转入到一般民用产品的升级换代。

1、氟塑料种类与结构1．1定义凡在分子结构中含有氟原子的塑料，总称为氟塑料(或称氟碳树脂)。

正因为氟塑料分子结构中含有氟原子，所以具有许多优异的性能，如优良的电绝缘性能，高度的耐热性，突出的耐油、耐溶剂和耐磨性能，优异的耐化学药品性能，以及良好的耐湿性和耐低温性能等。

氟塑料具有这些特性是其它塑料不能相比的，因此，氟塑料在航天航空、国防工业、电子、冶金、石油化工等工业部门被广泛地应用。

用于电线电缆的氟塑料主要有——①聚四氟乙烯(PTFE，F4)②聚全氟乙丙烯(四氟乙烯一六氟丙烯共聚物，FEP，F46)③四氟乙烯一乙烯共聚物(ETFE，F40)④四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物(可熔性聚四氟乙烯，PFA)⑤聚偏氟二乙烯(PVDF，F2)⑥聚三氟氯乙烯(PCTFE，F3)，等。

1．2氟塑料的分子结构2、各种氟塑料的基本性能及加工使用情况2．1聚四氟乙烯氟塑料的使用性能以聚四氟乙烯最为优秀。

聚四氟乙烯的密度为2．12～2．199／cm，长期使用温度为一190℃～260°C．在聚四氟乙烯分子结构中，由于氟原子较氢原子有较大的范德华半径，在C⋯C链上随着F对H的取代导致从聚乙烯的“Z”字形平面扭曲成为聚四氟乙烯的螺旋形结构。

聚四氟乙烯中这种C⋯C键的螺旋扭曲最终形成一种有氟原子构成的圆柱形外壳，这层外壳将C原子及其C⋯C链遮盖起来形成保护层，使它比C⋯H化合物的耐腐蚀性强得多，对绝大多数化学品和溶剂呈惰性。

第十一章特种工程塑料、耐热及高性能聚合物本章主要内容：11.1 氟塑料11.2 其他特种工程塑料11.3 有机硅聚合物11.4 耐高温聚合物11.5 液晶聚合物难点：无概述♥特种工程塑料:所谓特种工程塑料主要是指具有耐高温、高强度、高模量等特性的塑料。

♥特点这类塑料具有耐高温、耐深冷、高强度、高模量、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射、阻燃、耐老化、耐臭氧、高尺寸稳定性等优良特性。

11.1氟塑料♥定义氟塑料(F1uoroplastics)是各种含有氟原子塑料的总称，它们各由相应的含氟单体均聚或共聚而成，聚合反应通式为：式中R1、R2、R3及R4可为H、F、CF3或其他含氟的基团，但至少有一个是氟原子。

由此可知，这类聚合物以C—C链为主链，在链侧或支链上连接有一个或一个以上的氟原子。

它们称为含氟聚合物(Fluoride-containing polymers or Fluoropolymers)，可用作塑料、橡胶及纤维等，其中以氟塑料的用途最为广泛。

氟塑料工业产品已有10余个品种。

在氟塑料各个品种中，以聚四氟乙烯的产量最大，用途最广，约占全部氟塑料的85％以上，故本节将以聚四氟乙烯为代表说明其合成、性能、结构。

11.1.1聚四氟乙烯的合成11.1.1.1四氟乙烯单体的生产四氟乙烯的合成方法有8种．但最适合工业生产的是由二氟一氯甲烷在高温下热裂的方法，反应式如下：11.1.1.2四氟乙烯的聚合四氟乙烯很易进行自由基聚合，可以采用本体、溶液、悬浮及乳液四种聚合方法。

因聚合放热很大，高达170kJ／mol左右。

如采用本体法，散热十分困难。

溶液法也较少采用。

工业生产中通常采用悬浮法或乳液法(又称分散法)来合成的。

1．悬浮聚合法工业生产中四额乙烯采用的悬浮聚合法．与常见的悬浮聚合法不尽相同。

聚合时，单体以气相状态逐步压入反应釜中．故此法又称单体压入法。

聚合所得的聚四氟乙烯不溶而析出。

以颗粒状悬浮于水中。

2．乳液聚合法又称分散聚合．它与一般乙烯烃类单体的乳液聚合法不同。

氟塑料换热器安全操作及保养规程氟塑料换热器作为常用的设备之一，具有耐腐蚀、耐高温、换热效率高等优点，广泛应用于化工、冶金、环保等领域。

为了确保换热器的长期稳定运行，必须掌握正确的操作方法和保养规程，以减少设备故障和事故发生的概率。

安全操作规程1. 严格遵守操作规程氟塑料换热器的操作规程必须被所有操作人员严格遵守。

在操作前，必须仔细阅读设备的操作指南，了解设备的技术参数、性能特点、使用方法和安全注意事项。

2. 安全防护措施在操作氟塑料换热器时，需要采取相应的安全防护措施，以确保操作人员的人身安全。

操作人员必须配备好相应的防护用品，包括手套、防护眼镜、口罩等。

操作时，必须保持清醒，不能饮酒或受到催眠药物等影响。

3. 操作流程① 开始操作之前，首先要检查氟塑料换热器的安全阀门是否正常开启、检查氟塑料管道的连接是否紧密、检查泵的运行是否正常。

② 操作人员操作前应该打开检修门，进行内部检查，千万不要在操作时瞎蒙。

③ 操作人员必须准确控制氟塑料换热器的温度、压力、流量等参数，按照指定的操作流程进行操作和监控。

4. 停机操作① 停机前，需要关掉相应的进出口阀门和泵阀门。

② 停机后，应该把氟塑料换热器的余热排放掉，然后进行检查。

③ 检查时，要对氟塑料管道的连接进行检查以确保连接紧密，检查设备的附件是否完好，检查成套设备是否齐全。

5. 应急措施① 如果出现氟塑料换热器泄漏，应立即采取措施进行处理。

如果泄露液体容易危害人体，则应立即启动应急处理机制，并立即通知保安人员和相关部门。

② 操作人员必须经过消防器材操作培训和消防知识的学习。

③ 操作人员应熟练掌握设备应急处理的规程，在发生事故时，应根据已有的文件和相关规程开展救援措施。

保养规程1. 定期检查氟塑料换热器的设备需要进行定期检查，以确保设备的正常工作。

定期检查的主要内容包括：设备连接状态检测、附件状态检测、泄漏状态检测等。

2. 保持清洁保持设备清洁，对于设备的使用寿命和效果都有很好的保障。

氟塑料简介及实际应用氟塑料是塑料的一个重要品类。

自德国1938年合成出聚四氟乙烯以来，氟塑料的研制和应用得到了很大发展。

聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯与乙烯的共聚物、四氟乙烯与全氟正丙基乙烯基醚的共聚物等具有不同性能和用途的氟塑料不断出现，并相继投入工业化生产及应用。

氟塑料具有优异的介电性能和耐化学腐蚀、耐高低温、不吸水、不粘、低摩擦系数等性能。

虽然和其他通用塑料相比，氟塑料价格较为昂贵，加工较困难，但由于它的独特性能，目前已被广泛地应用于航空、宇航、原子能、电子、电器、化工、机械、建筑、轻纺、医药等工业部门，并日益深入到人民的日常生活中。

一、聚四氟乙烯是氟塑料的重要品类，有“塑料王”之称。

聚四氟乙烯材料包括纯聚四氟乙烯和填充聚四氟乙烯。

本文结合聚四氟乙烯的性能介绍其在工业及生活中的实际应用。

1、聚四氟乙烯材料在防腐方面的应用。

由于合金、陶瓷、石墨、橡胶、玻璃等材料在性能上的某些缺陷，对于那些条件苛刻的温度、压力和介质等情况，很难满足其要求，然而聚四氟乙烯材料却能成为同时满足这些要求的耐腐蚀材料。

聚四氟乙烯耐腐蚀管道及管配件可以作为输送腐蚀性粘性液体的管道，也可以作为腐蚀性气体的输送管、排气管和蒸汽输送管等。

钢丝编织增强聚四氟乙烯管耐高温、耐高压、耐腐蚀，在飞机液压系统中广泛得到应用。

聚四氟乙烯精馏装置可以作为高纯试剂提纯用，能保证得到优质高纯度试剂。

聚四氟乙烯衬里设备具有良好的防腐蚀性能。

聚四氟乙烯热交换器具有优良的传热性能，耐腐蚀好，耐污性好，体积小重量轻，经郑州工业大学技术推广，经济技术效果明显。

聚四氟乙烯材料作为建筑物的支撑滑块是最理想的材料。

2、聚四氟乙烯塑料在电气电子工业上的应用聚四氟乙烯氟塑料已被广泛应用在电气电子工业方面，特别适宜用作高频高温及作为潮湿环境中的绝缘材料，如高温用电线、电缆等，耐气候性能好，能在250℃时长期工作，具有良好地耐化学药品性能，为c级绝缘材料。

在我国氟塑料及下游领域应用、替代情况调研和履约社会经济影响评估工作大纲一、工作背景全氟辛酸（，）是一类人工合成的化学品，通常作为高效能氟聚合物生产的加工助剂，生产的氟塑料用于多种工业产品,主要集中在汽车、电子、建筑、航空和环保等行业。

年月，欧盟提议将及其盐类和相关化合物增列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》（以下简称“公约”）.年月,审查委员会审查通过了及其盐类和相关化合物的附件审查，即特性筛选。

年审查委员会第十二次会议通过了附件(风险评价草案）审查。

、年的审查委员会通过了附件（风险管理评估草案）审查.年月召开的公约第九次缔约方大会通过了将、其盐类和相关化合物增列入附件的决定，并设置了相关特定豁免.按照条约修改程序应比照缔结程序办理的规定，增列多氯萘的修正案须报请全国人民代表大会常务委员会审议批准。

报批前，须完成经济社会影响分析报告。

为应对公约谈判，我中心前期已掌握的生产和上游使用情况,并对的下游使用情况和豁免需求做了基本摸底。

但是，使用作为助剂生产的氟材料产品种类众多，应用广泛，涉及行业众多,产业链较长,下游产品的生产、使用、进出口状况和替代技术研发、测试和推广的现状尚不够清晰.因此，为完成的社会经济影响评价,我国需进一步开展在氟塑料及其下游应用领域的生产、使用和替代现状调查，分析管控生产和使用对下游应用领域造成的社会经济影响，为增列修正案报批做准备。

二、工作目标通过调研分析我国在氟塑料及其下游应用领域的生产、使用和替代情况，分析管控生产和使用对氟塑料及其下游应用领域造成的社会经济影响。

三、主要工作1.详细调查我国以为助剂生产氟塑料材料的情况详细分析以为助剂生产的氟塑料材料分类，调查各类材料的生产企业数量、地理分布、生产规模、产品产量、产品去向、销售量、售价等信息，以及替代生产技术的开发、测试和使用现状。

调查我国以为助剂生产的氟塑料材料进出口情况，包括进出口产品种类、数量、进出口对象、涉及企业等信息。