聚三氟氯乙烯资料
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三氟氯乙烯(CTFE)1范围本文件规定了三氟氯乙烯(CTFE)的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及安全信息。
本文件适用于以1,1,2-三氯三氟乙烷(CFC-113)为原料制得的三氟氯乙烯。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB190危险货物包装标志GB/T601化学试剂标准滴定溶液的制备GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备GB/T3634.2氢气第2部分:纯氢、高纯氢和超纯GB/T3723工业用化学产品采样安全通则GB/T4844纯氦、高纯氦和超纯氦GB/T5100钢质焊接气瓶GB/T6285气体中微量氧的测定电化学法GB/T6681气体化工产品采样通则GB/T6682分析实验用水规格和试验方法GB/T7144气瓶颜色标志GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T8979纯氮、高纯氮和超纯氮GB/T9722化学试剂气相色谱法通则GB/T10248气体分析校准用混合气体的制备静态体积法GB/T14193液化气体气瓶充装规定GB15258化学品安全标签编写规定GB/T16804气瓶警示标签GB/T28726气体分析氦离子化气相色谱法GB/T33065制冷剂用氟代烯烃酸度的测定通用方法GB/T34237制冷剂用氟代烯烃水分测定通用方法TSG R0005移动式压力容器安全技术监察规程TSG R4002移动式压力容器充装许可规则TSG23气瓶安全技术规程3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4技术要求应符合表1的规定。
表1技术要求项目指标三氟氯乙烯含量(质量分数)/10-2≥99.7水分含量(质量分数)/10-2≤0.0050酸度(以HCl计)(质量分数)/10-2≤0.0005气相中氧含量a(体积分数)/10-2≤0.0050a为20℃下的含量。
2013年第44卷第3期 渐} 化工 聚三氟氯乙烯聚合工艺研究进展 宋健 张传吉 张万里 (浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州310023)
摘 要:概述并综述了近几年来国内外聚三氟氯乙烯的发展现状和聚合工艺,指出当前 国内聚三氟氯乙烯生产研究存在一些问题并提出了建议。
关键词:含氟聚合物;聚三氟氯乙烯;聚合工艺 文章编号:1006—4184(2013)3—0001—04
1 发展简述 含氟聚合物经过70多年的研究,已开发出 包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等在内的十几个产 品。全球含氟聚合物产能达到20多万t/a。我国的 氟树脂生产及加工已有40多年的历史。但是,国 内氟树脂的聚合工艺、自动化控制技术、设备装 置、分离优化、聚合物后处理技术、高性能品种、 产品质量等各个方面与国外相比差距较大。产品 大多集中在中低端水平。因此,多品种、高品质的 氟树脂产品研发、生产是我国含氟聚合物未来的 发展方向。 聚三氟氯乙烯(PCTFE)是最早开发为工业化生 产的热塑性氟树脂。1934年德国研制出首个氟塑 料品种一PCTFE。1 937年德国I.G.Farbenindustrie 公司发表了首篇制备报告。其后美国在执行曼哈 顿计划过程中对PCTFE的性能做了大量的研究 工作。1942年美国宣布研制成功。并于1946年投 产。1957年,3M公司最早获得PCTFE的制造权, 并以Kel—F⑧为商标投放市场。此后苏联产品 TOPOHBACT一3、法国产品Vohalef、日本产品 Daitlon、德国产品Gostaflon相继问世。到1996 年,美国Allied Signal公司收购Honeywell公司并 将PCTFE合成装置从5 II1。扩大到15 m。,产能达 到2000~2500 fiat 1。目前,全球范围内PCTFE产能 主要集中在Daikin(Daiflon㈣)、Honeywell(Aclar 、3M fKel—F 等几家国外企业。而国内成熟的 PCTFE产品几乎没有。
2024年三氟氯乙烯-乙烯共聚物市场规模分析概述本文旨在对三氟氯乙烯-乙烯共聚物市场的规模进行分析。
首先,将介绍三氟氯乙烯-乙烯共聚物的基本概念和应用领域,然后深入分析该市场的发展趋势和影响因素,最后对市场的规模进行综合评估。
一、三氟氯乙烯-乙烯共聚物的基本概念和应用领域1.1 三氟氯乙烯-乙烯共聚物的定义三氟氯乙烯-乙烯共聚物是一种由三氟氯乙烯和乙烯等单体通过共聚反应制得的高分子材料。
由于其独特的化学结构和性能特点,这种共聚物被广泛应用于多个领域。
1.2 三氟氯乙烯-乙烯共聚物的应用领域三氟氯乙烯-乙烯共聚物在工业、建筑、汽车和电子等多个领域有着重要的应用。
其中包括但不限于以下领域:•防腐材料:该共聚物具有优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于容器、管道防腐等领域。
•密封材料:具备良好的耐化学品性能和低渗透性,适用于密封材料的制备。
•绝缘材料:该共聚物具有良好的绝缘性能,广泛应用于电子领域。
•涂料和油墨:三氟氯乙烯-乙烯共聚物可用于涂料和油墨的制备,提供良好的抗化学品和耐候性能。
•高性能塑料:该共聚物具有优异的物理性能和耐热性能,适用于高性能塑料制品的生产。
二、市场发展趋势和影响因素2.1 市场发展趋势随着工业化和城市化进程的加速,对高性能材料的需求不断增加,三氟氯乙烯-乙烯共聚物市场呈现出以下发展趋势:•需求增长:随着工业、建筑、电子等领域的快速发展,对三氟氯乙烯-乙烯共聚物的需求将持续增长。
•技术创新:不断的技术创新将推动该共聚物的性能和品质的提升,满足多样化和高性能化的市场需求。
2.2 影响因素三氟氯乙烯-乙烯共聚物市场的发展受以下因素的影响:•市场需求:各应用领域的需求量和增长速度将直接影响市场规模。
•原材料供应:三氟氯乙烯和乙烯等原材料的供应状况将对市场发展产生重要的影响。
•政策环境:有关环境保护、安全生产等政策的变化和落地将对市场的发展产生一定影响。
三、市场规模综合评估根据市场趋势和影响因素的分析,三氟氯乙烯-乙烯共聚物市场有望保持良好的发展势头。
聚三氟氯乙烯专利发展态势分析摘要:文章研究了聚三氟氯乙烯专利技术国内发展态势,利用incoPat专业分析平台,从专利申请趋势、专利申请区域、专利申请人、专利申请技术分布4个方面进行统计分析。
通过专利分析揭示聚三氟氯乙烯技术的研发现状与态势,为中国聚三氟氯乙烯产业创新技术发展提供情报支撑。
关键词:聚三氟氯乙烯;专利申请态势;专利技术分布一、聚三氟氯乙烯树脂的发展1.1概述聚三氟氯乙烯(PCTFE)是最早开发为工业化生产的热塑性氟树脂。
1934 年德国研制出首个氟塑料品种—PCTFE。
1937 年德国I.G.Farbenindustrie公司发表了首篇制备报告。
其后美国在执行曼哈顿计划过程中对PCTFE 的性能做了大量的研究工作。
1942 年美国宣布研制成功,并于1946 年投产。
1957 年,3M 公司最早获得PCTFE 的制造权,并以Kel-F®为商标投放市场。
此后苏联产品ΦΤΟΡΟΠЛАСТ-3、法国产品Voltalef、日本产品Daitlon、德国产品Gostaflon 相继问世。
到1996年,美国Allied Signal公司收购Honeywell 公司并将PCTFE 合成装置从5 m3扩大到15 m3,产能达到2000~2500 t/a。
目前,全球范围内PCTFE 产能主要集中在Daikin (Daiflon®)、Honeywell (Aclar®)、3M (Kel-F®)等几家国外企业[1]。
我国在1959 年开始研制PCFTE 树脂,1960 年试制成功,1966 年建成年产25吨PCTFE 树脂的生产装置。
1.2 PCTFE的结构、性能与应用聚三氟氯乙烯(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,Cl原子则使聚合物具有透明性、热塑性与硬度,因此PCTFE 是具有高度稳定性、耐热性、不燃性、不吸湿性、不透气性以及惰性的优质热塑性树脂。
•18 •Organo - Fluorine Industry2020年第2期令专论与综述 I聚三氟氯乙烯的制备、改性及加工应用研究进展徐若愚沈佳斌郭少云(四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065)摘要:聚三氟氯乙烯(PCTFE )是最早研发生产的热塑性氟塑料,具有优良的耐高低温性能、耐腐蚀性能、光学透明性以 及电绝缘性。
相较于聚四氟乙烯,PC TFE 更耐蠕变、可热塑加工,因而在国防军工、电子通信、管道输送等领域有着重要的应 用前景。
概述了 PCTFE 树脂的合成方法和结构性能,重点对其改性及加工应用研究进展进行了综述,并对未来发展趋势进行 了展望。
关键词:聚三氟氯乙烯;含氟聚合物;改性;加工;进展〇前言聚三氟氯乙烯(PCTFE )作为最早研发生产的 热塑性氟塑料之一,始终受到科研工作者的广泛关 注。
PCTFE 最早由 Schloffer 和 Scherer 在 1934 年 首次制备得到并于1937年发表了相关专利,随后美 国为支持曼哈顿计划开发了一系列低分子PCTFE 油 蜡产品。
1957年,美国3M 公司开始制备高分子质 量的PCTFE 树脂并以商品名Kel - F 进行出售。
在 此之后,日本大金(Daikin )公司、美国霍尼韦尔(Ho neywell ) 公司 、法国阿科玛 ( Arkema ) 公司均推出了 自己的PCTFE 产品。
我国的PCTFE 研制起步较 迟,在20世纪60年代初试制成功,1966年建成年 产25 t PCTFE 树脂的生产装置⑴。
目前,全球PCT -FE 树脂产品供应主要集中于日本大金公司、美国霍 尼韦尔公司及3M 公司,国内PCTFE 生产厂家主要 有上海三爱富新材料科技有限公司、中昊晨光化工研究院有限公司等。
概述了 PCTFE 树脂的合成方 法与结构性能,重点对其改性及加工应用研究进展 进行综述。
1 PCTFE 树脂的合成1934年首次通过均聚反应得到PCTFE ,当时制 备的PCTFE 分子质量低、力学性能差,无法作为制品使用。
I.聚三氟氯乙烯1.聚三氟氯乙烯结构聚三氟氯乙烯(PCTFE)是三氟氯乙烯单体CF2CFCL均聚而成的结晶型高聚物,从X射线测得它是无规立构型,分子式。
PCTFE在高温下可溶于1,1,3-三氟五氯丙烷及2,5-二氯三氟甲苯等,制成稀溶液后通过渗透压法测试分子量,它的2,5-二氯三氟甲苯溶液的特性粘度与重均分子量的关系式为:实际应用的PCTFE得数均分子量在之间。
PCTFE 为六方晶系的球晶结构,球晶由片状晶集成,在一个重复的螺旋结构内含14个单体。
PCTFE的结晶度可通过相对密度、比热容、红外光吸收光谱等方法测得。
如30℃下它完全结晶体的相对密度为2.183,完全非晶体的相对密度2.072,因此结晶度为,d是30℃时PCTFE的实测相对密度。
或者从红外光谱中求得结晶体在445cm-1处的吸光度和非晶体在760cm-1的吸光度,求得式中,R=D445/D760,D445为445 cm-1处的吸光度;D760为760 cm-1处的吸光度。
2.聚三氟氯乙烯性能PCTFE的性能见表3-37表3-37 PCTFE性能PCTFE 超过300℃开始热降解。
它在N 2中的分子量降低比空气明显,因它在空气中会生成,而在N 2中生成的是,在300N 2中的热分解物有及,而在O 2中无此生成物。
PCTFE 在230℃下的熔融黏度为左右,它的熔融黏度和分子量之间有下列关系式。
式中,η为黏度,pas;Mr为分子量;R为理想气体常数;T为绝对湿度,K。
由此可知PCTFE的熔融黏度与其分子量的3.5次方成正比。
PCTFE的流动活化能为62.8kJ/mol。
常温下PCTFE的机械强度大于PTFE,压缩强度大而蠕变量小,但他的力学性能受温度、结晶度、分子量的影响比较明显,如在160℃~180℃下处理,让它慢慢结晶后就会催化。
PCTFE分子中因有极性,因此相对介电常数和介电损耗因子都比PTFE大。
PCTFE的耐药性比PTFE差,受熔融碱金属、傅气。
高温高压下的氨气及氟气的侵蚀。
PCTFE在高温下的2,5-二氯三氟甲苯等有机溶剂中膨胀甚至溶解。
PCTFE耐紫外线,经受射线辐照后的机械强度的下降比PTFE缓慢。
PCTFE具有塑料中最小的水蒸气透过率,对大多数气体的透过率也很小,见表3-38表3-38 PCTFE 透气率PCTFE的拉伸强度与温度的关系如图3-79所示,不同的拉伸强度下PCTFE的拉伸强度与温度的关系如图3-80所示。
PCTFE的伸长率与温度的关系如图3-81所示,不同拉伸速率下的PCTFE的伸长率与温度的关系如图3-82所示。
II.乙烯-三氟氯乙烯共聚物1.乙烯-三氟氯乙烯共聚物结构乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)是乙烯(E)和CTFE交替排列的共聚物,它也含有少量的第三单体,目前是改善它的耐应力开裂性。
ECTFE的分子式。
ECTFE与PE和PCTFE 的红外光谱图如图3-83所示。
在单体E和CTFE 质量比为48:52的组成中,生成交替排列共聚物部分的摩尔分数为80%,乙烯-乙烯键接的摩尔分数为8%,CTFE-CTFE键接的摩尔分数为12%。
以2,5-二氯三氟甲苯作溶剂的ECTFE 溶液按渗透压法测得的分子量为105~5×105。
ECTFE结晶呈六方晶希,一个晶格内各含3个乙烯和三氟氯乙烯分子。
加入少量第三单体的ECTFE的结晶度为23,ECTFE 的分子结构示意如图3-84所示。
ECTFE的熔点达238℃左右,这是分子链中H、F原子的偶极子相互之故。
第三单体的引入对ECTFE的分子和凝聚态结构有一定影响。
Allied-Signal公司研究人员等采用全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯和4-全氟丁烯与ECTFE共聚,得到第三单体摩尔分数对交替链段摩尔分数和结晶度的影响如图3-85所示;六氟异丁烯含量对ECTFE片晶间平均距离、结晶度、结晶尺寸和熔点的影响见表3-39表3-39 HFIB含量对PCTFE片晶间平均距离(L)、结晶度、结晶尺寸和熔点的影响2.乙烯-三氟氯乙烯的共聚物性能2.1热学性能ECTFE在空气中连续可使用的耐热温度(拉伸强度降低50%时的温度)和时间分别为180℃、1.25年;175℃、2年;170℃、4.5年;165℃、10年。
ECTFE的主要用途之一为电线包覆层,其在150℃和175℃下经过1000h的热老化试验时的拉伸强度和伸长率没有明显变化。
ECTFE的耐热性见表3-40.表3-40 ECTFE的耐热性ECTFE的催化温度为-76℃,40℃和120℃时的比热容分别为0.84J/(g·℃)和1.26J/(g·℃);热导率为0.154~0.16W/(m·K) (40℃~150℃),线膨胀系数为2.2力学性能ECTFE具有良好的力学性能,它的硬度、模量、冲击强度与PVDF及PCTFE相仿,拉伸蠕变特性优于FEP,具体见表3-41表3-41 ECTFE的力学性能2.3电性能ECTFE的介电常数在较宽的温度和频率下稳定于2.5,但接电损耗因子随频率的变化有较大的变化,见表3-42表3-42 ECTFE 的电学性能2.4辐射、燃烧性能ECTFE耐辐射性优异,在射线照射下仍保持较高强度。
ECTFE的燃烧速度慢,发烟量少,所以可用做200线规对通信Plenum电缆的包覆材料(Plenum电缆是指不用金属管保护的,可直接在天花板或活动地板的开放空间布线的电缆)。
ECTFE的燃烧性能见表3-43表3-43 ECTFE与ETFE、FEP的燃烧性能比较2.5耐化学药品性ECTFE耐室温下的酸、碱、有机剂及卤代烃,受金属钠和钙的侵蚀。
120℃下的无机酸、有机溶剂、卤代烃、醛、酮、酯能溶胀膨润ECTFE,见表3-44表3-44 ECTFE与PVDF的长期耐药性比较ECTFE是氟塑料中透气性较小的材料,可用作化工设备的防腐衬里和涂层,厚1mm 的ECTFE片材于60、压差0.18Mpa及90%湿度下的水蒸气透过率为0.017g/(m2·h),吸水率<0.1%。
ECTFE 的临界表面张力为32mN/m ,对水的接触角99°,在氟塑料中是容易被润湿的材料。
2.6 耐碱性ECTFE 耐候性良好,它的加速气候老化性能见表3-45III. 聚偏氟乙烯1.聚偏氟乙烯结构1.1 分子链结构聚偏氟乙烯(PVDF )的分子式为,分子链除了正常的头-尾结合外,还有5%~10%非正常的头-头结合和尾-尾结合。
非正常结合的数量与聚合条件,特别是聚合温度有关,随着聚合温度的升高,非正常结合的数量增加,如聚合温度为30℃时,头-尾结合含量占90%,而若在80℃下聚合,则头-尾结合含量为85%,当聚合温度超过80℃时,头-尾结合含量降低更明显。
所以,合成PVDF 的聚合温度不宜过高。
1.2 平均分子量及分子量分布PVDF可溶于酮胺内酯类高极性溶剂,采用凝胶渗透法(GPC)可测其平均分子量,也可把PVDF溶于二甲基乙酰胺于37℃下用乌氏粘度计测其特性黏度,按:计算黏均分子量PVDF平均分子量及其分布与聚合方法、聚合温度、引发剂浓度、链转移剂品种和浓度有关。
张大华对乳液聚合PVDF树脂的分子量及其分布进行了研究,发现随着聚合温度(75℃~85℃)和反应体系压力(2.0~3.5Mpa)增加,PVDF的平均分子量增加;随着引发剂和乳化剂浓度增加,PVDF的平均分子量降低;在未添加链转移剂的情况下,PVDF的分子量大,溶体流动速率小,加工困难,通过添加链转移剂,可降低PVDF的分子量,提高加工性能。
商品PVDF的平均分子量多在5.8×104~1.1×105之间。
采用悬浮聚合和乳液聚合得到的PVDF的分子量分布往往存在较大差异,悬浮聚合的得到的PVDF树脂的接近2.0,而乳液聚合法得到的PVDF的可高达10以上,分子量分布更宽。
1.3凝聚态结构PVDF为半结晶型聚合物,根据结晶条件的不同,PVDF可以形成α、β、γ型结晶。
α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=0.496nm,b=0.964nm,c=0.462nm。
α晶型的构型为TGTG,并且由于晶型连偶极子极性相反,所以不显极性。
β晶型为正交晶系,晶胞参数为a=0.858nm,b=0.491nm,c=0.256nm。
β晶型构型为全反式TTT,晶胞中含有极性的锯齿链,所以β晶型显极性,是型PVDF显示较强的电性能原因所致。
γ晶型晶胞结构尚有争议,Hasegaw等用非取向的PVDF一确定晶型结构,发现γ晶型链的构型与β晶型几乎一致,为全反式结构,γ晶型的晶胞为单斜,晶胞参数为a=0.866nm,b=0.493nm,c=0.258nm,晶面夹角为97°.PVDF形成何种晶型与聚合物结构和结晶条件有关。
对于PVDF大分子链。
头-头键一般与尾-尾键相连,所以链缺陷单元由HHTT序列构成,缺陷单元一般不会超过整个链结构单元的3.5%~6%(摩尔分数,下同)。
当缺陷单元在11%以下时,利于α晶型的生长,而超过11%时,则利于β晶型的生长。
当HHTT占11.4%~13.1%时,PVDF中α和β晶型同时存在,HHTT超过15.5%时,只有β晶型。
VDF与其他单体共聚也会改变其形成晶型的特性,如VDF-TFE共聚物中TFE含量超过7%,VDF共聚物就会形成β晶型。
在一定温度下宜适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。
在与环己酮、二甲基甲酰胺、氯苯溶液中结晶也得到α晶型的PVDF。
结晶温度的高低直接影响结晶速度和球晶的尺寸。
在120℃~160℃结晶,随着结晶温度的升高,球晶数量减少,球晶尺寸增大,球晶的生长速率增加,而成核速率相应减少。
当温度从160℃升到170℃球晶数量逐渐变少,以致几乎为零,但当结晶温度大于170℃时,又出现γ晶型的球晶。
将α晶型的PVDF拉伸,产生晶型的转变,可以得到β晶型的PVDF,这种转变很大程度上收机械形变的影响。
由于其晶胞中含有反式链,显示出较强的压电性和较高的力学性能,所以β晶型的PVDF被广泛运用于传感器和控制机构。
β晶型的PVDF还可以通过附生结晶、溶液结晶、高压熔融结晶得到。
γ晶型一般产生高温结晶,Lovinger等在200~220℃的高温范围将PVDF/二甲基甲酰胺熔融30min,在160~165℃范围对PVDF进行重结晶,得到γ晶型的PVDF。
在不同环境压力下对β晶型的PVDF进行热处理也能产生γ晶型。
PVDF与DMSO、DMF形成的溶液,在高温熔融结晶,也发现γ晶型。
2.聚偏氟乙烯性能2.1物性特征PVDF分子链中C-F键的键距很小,为0.1317nm,键能486kJ/mol,这与一般氟树脂相同,因此有优良的耐热、耐药品性,而且它的熔融温度与热分解温度的差较大,故有良好的加工性能,适用于多种成型方法加工。