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1、聚三氟氯乙烯(PCTFE)姓名1應(yīng)用四基本概念一結(jié)構(gòu)與性能二合成路線三目錄2基本概念一聚三氟氯乙烯polychlorotrifluoroethene(PCTFE)是三氟氯乙烯(CFCl=CF2)單體自由基聚合生成的以—CF(Cl)—CF2—為結(jié)構(gòu)單元的線性主鏈產(chǎn)物,分子量在10萬~20萬。是最早研究開發(fā)并生產(chǎn)的熱塑性氟塑料。熔融溫度213℃,可在-196~125℃下長期使用。具有很好的耐低溫特性,如果長期處于在250℃以上會(huì)因熱分解引起分子量降低。聚三氟氯乙烯塑料:34結(jié)構(gòu)與性能二1.機(jī)械性能方面,PCTFE的壓縮強(qiáng)度大,壓縮回彈率也比較大,具有良好的
2、彈性恢復(fù)力。成型時(shí)進(jìn)行驟冷,則可形成結(jié)晶度較低的透明制品;緩慢冷卻,則形成半透明的高結(jié)晶度成型品。2.在熱性能方面,PCTFE在250℃高溫條件下,仍能保持良好的熱穩(wěn)定性能。但從130℃起開始出現(xiàn)結(jié)晶,隨著結(jié)晶度的增加,脆性逐漸增大。因此其長期使用溫度應(yīng)保持在130℃以下;若使用溫度超過200℃,將會(huì)逐漸地分解而遭損壞。5結(jié)構(gòu)與性能二3.PCTFE的耐低溫性特別突出,在液氮、液氧和液化天然氣中不發(fā)生脆裂,在一定條件下能在接近絕對零度(-273℃)下使用。5.在滲透性方面,在所有塑料中,PCTFE的水蒸氣滲透率是最低的,不滲透任何氣體,是一種良好的屏障聚
3、合物。4.在化學(xué)性能方面高氟含量使PCTFE幾乎能耐所有的化學(xué)物質(zhì)和氧化劑??稍谒?、堿或者氧化劑中長時(shí)間浸漬而不發(fā)生任何變化,僅在高溫下能被熔融堿金屬、氟元素及三氟化氯所腐蝕。結(jié)構(gòu)與性能二影響PCTFE性能的主要因素結(jié)構(gòu)結(jié)晶度分子量6結(jié)構(gòu)與性能二PCTFE一定的耐溫性不吸濕性不透氣性Cl原子的引入降低了化學(xué)惰性降低了耐熱性良好的加工流動(dòng)性一定的化學(xué)惰性良好的機(jī)械性能7結(jié)構(gòu)與性能二聚三氟氯乙烯雖然具有螺旋構(gòu)像,但是由于大分子鏈節(jié)中有一個(gè)氟原子被氯原子代替了,即大分子中部分“C一F”鍵變成了“C一C1”健,鍵長增大,鍵能降低,故聚三氟氯乙烯的耐熱性能要比聚
4、四氟乙烯差。由于大分子中引進(jìn)了部分的氯原子,使整個(gè)大分子的對稱性遭到破壞,故大分子鏈具有微弱的極性。所以聚三氟氯乙烯的電絕緣性能、耐腐蝕性能均不及聚四氟乙烯。由于大分子具有極性,大分子間產(chǎn)生了作用力,故聚三氟氯乙烯在常溫下機(jī)械強(qiáng)度、剛性、硬度均比聚四氟乙烯好。聚三氟氯乙烯與聚四氟乙烯的性質(zhì)比較8PCTFE結(jié)晶度分子量透明度越差抗?jié)B透能力越強(qiáng)硬度越高脆性越大結(jié)構(gòu)與性能二越高斷裂伸長率越大拉伸強(qiáng)度越大越高9合成路線三CF2Cl—CFCl2+H2催化劑CF2CFCl+2HCl該反應(yīng)的主要產(chǎn)物為三氟氯乙烯(CTFE),主要副產(chǎn)物為氯化氫(HCl)。催化劑:鉑、
5、鈀或銠擔(dān)載在活性炭或SiO2上,此類催化劑的反應(yīng)活性較高,所需反應(yīng)溫度較低(200℃左右即可),副反應(yīng)較少。解決了鋅粉還原脫氯方法中反應(yīng)鋅粉難以回收,氯化鋅的污染問題。三氟氯乙烯單體的合成三氟三氯乙烷催化加氫脫氯法10合成路線三從結(jié)構(gòu)上看由于三氟氯乙烯分子結(jié)構(gòu)的不對稱性,聚合活化能比四氟乙烯小,易于聚合。聚三氟氯乙烯可以通過三氟氯乙烯單體的溶液、懸浮等體系進(jìn)行自由基聚合,其中懸浮聚合是制備高分子聚三氟氯乙烯最方便的方法。以去離子水為介質(zhì),在還原劑Na2S2O5存在下,采用無機(jī)過氧化物引發(fā)劑K2S2O8引發(fā)三氟氯乙烯(CTFE)聚合,反應(yīng)完成后,經(jīng)過濾、
6、洗滌、烘干得到聚三氟氯乙烯白色粉末。聚三氟氯乙烯的合成11合成路線三反應(yīng)釜中加入去離子水抽真空加入CTFE單體升溫至20~80℃分別加入還原劑的水溶液和引發(fā)劑的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度至30~40℃,體系壓力0.5~0.8MPa反應(yīng)10~12小時(shí)完成12反應(yīng)完成后,利用F2/N2混合氣體對得到的PCTFE粉末進(jìn)行氟化封端處理,可得到耐高溫降解的PCTFE,在300℃下不降解不褪色。合成路線三13應(yīng)用四1.制備聚三氟氯乙烯涂料:具有優(yōu)異的化工防腐性能,可以先涂在金屬儲(chǔ)罐、反應(yīng)罐、各種容器表面,然后燒結(jié)形成涂層,在淬火驟冷時(shí)涂層不易斷裂。2.生產(chǎn)不透水汽的膜:基
7、于PCTFE極低的水汽透過率,可用于包裝電器組件、電子組件等方面。3.電纜包覆材料:以PCTFE為主要材料加入成核劑對電纜進(jìn)行包覆,可以形成良好的絕緣層。4.新型塑料:用偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚形成的新型塑料,既具有優(yōu)異的機(jī)械性能,抗紫外線,又改善了聚偏氟乙烯彎曲性差的缺點(diǎn)。14目前我國的PCTFE聚合工藝仍然停留在國外上世紀(jì)的水平,生產(chǎn)的聚三氟氯乙烯產(chǎn)品,色深、脆性大、斷裂伸長率低。PCTFE早在1934年就由德國研制成功,我國也于1960年研制成功應(yīng)用四將PCTFE的優(yōu)良特性與某些特殊的要求結(jié)合在一起,如利用其水、氣體的不滲透性,國外在大量研制開發(fā)
8、醫(yī)療器械、軍用物品等方面的封裝膜,這是PCTFE產(chǎn)品的重要前景。單純在防腐領(lǐng)域PCTFE受到自