氟树脂

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氟树脂

氟树脂其为包含氟原子的塑料原料通用术语。
氟树脂分为九种不同的产品,包括主要形式如聚四氟乙烯(PTFE)可溶性聚四氟乙烯(PFA)。
氟树脂,同时具有极强的耐热性, 表面光滑性、无粘性、低摩擦性,以及电绝缘性。
这些特性使其广泛应用于工业中,如食品加工、化学、半导体、液晶、科学设备、运输等各种行业,氟树脂是现代工业的主要组分。

萤石,氟树脂的原料矿石萤石,氟树脂的原料矿石

何为Teflon™(氟树脂)?

Teflon®(特氟龙) 是杜邦公司制造的氟树脂的注册商标名称。 
美国杜邦公司罗伊·普朗克特博士和其团队早在1938年发现Teflon®(特氟龙) 。

普朗克特博士正研究新的冷媒过程,并已在实验压力容器中储存了若干四氟乙烯(TFE)气体。某天,当他打开容器盖子时,没有气体逸出;因此,他将容器切成两半,更近距离地进行检查,最终发现容器内壁覆盖有一层白粉-他发现了聚四氟乙烯。

时至今日,杜邦公司仍保留着普朗克特博士使用的实验笔记本。
第二次世界大战期间,聚四氟乙烯用于军事,但1945年,杜邦公司将聚四氟乙烯注册,注册商标名为Teflon®(特氟龙) ,1946年也作为"民用"开始生产和销售Teflon®(特氟龙) 产品。
这使得Teflon®(特氟龙) 可应用于许多行业。
注意:2015年Teflon®(特氟龙) 商标控制从杜邦公司转移至科慕公司。

氟树脂历史

年份 制造公司 事件
1937 L.G.Farben 发现聚三氟氯乙烯(PCTFE)
1938 DuPont 发现聚四氟乙烯(PTFE)
1940 DuPont 实现聚四氟乙烯(PTFE)工业化
1948 DuPont 发现聚偏氟乙烯(PVDF)
1950 DuPont 开始实际进行聚偏氟乙烯(PVDF)生产
1954 Daikin Industries, Ltd. 实现聚三氟氯乙烯(PCTFE)工业化
1955 Daikin Industries, Ltd. 实现聚四氟乙烯(PTFE)工业化
1957 3MCompany 获得聚三氟氯乙烯(PCTFE)生产权
1959 DuPont-Nittou Chemical Industries,Ltd. 开始聚四氟乙烯(PTFE)生产
1962 Daikin Industries, Ltd. 实现全氯乙烯丙烯共聚物(FEP)工业化
1965 Penwalt 开始聚偏氟乙烯(PVDF)生产
1970 KUREHA CORPORATION 实现聚偏氟乙烯(PVDF)工业化
1972 DuPont 实现乙烯-四氟乙烯(ETFE)工业化
DuPont 实现氟苯丙氨酸(PFA)工业化
Asahi Glass Co.,Ltd. 实现乙烯-四氟乙烯(ETFE)工业化
1976 Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company, Ltd. 开始氟苯丙氨酸(PFA)生产
1982 Daikin Industries, Ltd. 实现氟苯丙氨酸(PFA)工业化
1983 Asahi Glass Co.,Ltd. 开始聚四氟乙烯(PTFE)生产
1986 Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company, Ltd. 开始全氯乙烯丙烯共聚物(FEP)生产
1987 Asahi Glass Co.,Ltd. 实现氟苯丙氨酸(PFA)工业化
1988 - 开始实际进行软质氟树脂生产
1989 Asahi Glass Co.,Ltd. 扩张耐风化性氟树脂涂料的生产规模
1994 Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company, Ltd.
Daikin Industries, Ltd.
扩张改性聚四氟乙烯(PTFE)的生产规模
1996 Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company, Ltd. 为半导体市场开始实际进行新型氟苯丙氨酸(PFA)生产
2004 Asahi Glass Co.,Ltd. 成功开发氟树脂回收技术
2006 KUREHA CORPORATION 扩张聚偏氟乙烯(PVDF)树脂的生产规模

聚四氟乙烯特性

聚四氟乙烯的分子结构赋予树脂众多不同的特性。

  结构式 立体结构
PE PE 平面锯齿结构
PTFE PE 螺旋结构

特性1 耐热、耐火(抗氧化)和耐风化(抗紫外线)

● 原因:碳-氟键键能高

  键能[kJ/mol]
C-H键合(适用于甲烷 [CH₄] ) 412(CH₄)
C-F键合(适用于四氟甲烷 [CF₄] ) 484(CF₄)

特性2 无粘性(防粘)、防水及防油特点

● 原因:分子间的引力小,表面自由能(表面张力)低

物质类型 与水体的接触角度 [角度] 粘结能 [dyn/cm]
PTFE 114 43.1
Silicone 90 ~ 110 47.8 ~ 72.7
PE 88 75.2

特性3 耐化学性

● 原因:碳-碳链被紧凑排列的氟原子(F)包围

特性4 低折射率和低介电常数

● 原因:碳-氟键极化度受限

【备注】
・C-F:碳-氟键
・C-C:碳-碳键
・极化度:电子在电场的简易波动指标
【参照】
・JFIA [氟树脂手册]

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