PFPE
氟素油脂性能及参数
氟素油脂是由聚四氟乙烯(PTFE)稠化高度化学稳定性的全氟聚醚油(PFPE),并添加特种抗腐蚀添加剂精制而成的白色全氟聚醚润滑脂。
此氟素高温润滑脂专用于高温、高负载、化学腐蚀环境中的轴承以及要求终身润滑的部件,具有极佳的化学惰性、耐久性和低挥发性。
性能特点:
※ 工作温度极宽,极佳的高温稳定性和氧化安定性;
※ 稠度随温度变化极小,挥发性极低,使用寿命极长;
※ 优异的抗磨损、抗擦伤、抗燃烧、抗辐射、抗腐蚀性;
※ 低摩擦系数、高承载能力,与绝大多数橡胶、塑料良好相容;
※ 绝缘性好,耐水、耐油、耐真空、耐绝大多数有机溶剂及强酸碱。
推荐应用:
※ 适用于薄膜拉伸拉幅机轴承、热定型机输送带轴承、高温烤漆炉链条轴承、PTA离心机差速器轴承、汽车雨刮电机轴承、瓦楞纸机轴承的润滑;
※ 适用于精密机器、光学仪器、办公设备、无尘室设备的零部件的终生全寿命润滑;
※ 应用于半导体设备及化工制程机械、高真空环境设备的轴承、泵、阀门、密封圈的润滑和密封;亦可用于接触腐蚀性气体、液体(如卤素、液氧等)的泵、阀。
产品俗名:
全氟聚醚脂,全氟醚润滑脂,长效润滑脂,氟润滑脂,全氟聚醚脂,氟素脂,抗化学介质润滑脂,四氟脂,氟素长寿润滑脂,耐腐蚀润滑脂,氟化润滑脂,氟素润滑剂,铁氟龙润滑剂,铁氟龙润滑脂,聚四氟乙烯润滑脂,耐久性润滑脂,长效耐热润滑脂,氟醚脂,低摩擦润滑脂,全氟醚润滑脂,耐化学润滑脂,耐溶剂润滑脂,氧气阀润滑脂,无尘室润滑脂,高真空润滑脂,全寿命润滑脂,高温烤漆炉链条轴承润滑脂,薄膜拉伸机轴承润滑脂,热定型机轴承润滑脂,瓦楞纸机轴承润滑脂,高温烘箱轴承润滑脂,差速器轴承润滑脂。
全氟聚醚的制备与应用
全氟聚醚的制备与应用全氟聚醚(英文名Perfluoro Polyethers,简写为PFPE),是一种高分子聚合物,常温下为无色、无味、透明液体,只溶于全氟有机溶剂。
PFPE具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、低挥发、不燃烧等特性,以及具有可与塑料、弹性体、金属材料相容等良好的综合性能,从而成为在苛刻环境下极为可靠的润滑剂(如作为航天机械元器件的润滑剂等),广泛应用于化工、电子、电气、机械、磁介质、核工业、航天等领域。
1 全氟聚醚的特性全氟聚醚润滑剂与烃类润滑剂相比,分子结构基本相似,但由于以更强的C-F 键代替了烃类中的C-H键,并且C-O及C-C强共价键的存在(见表1),以及PFPE 分子中性的特点,使得PFPE具有较高的化学惰性、极高的抗氧化性、抗强腐蚀性、润滑性能好及分解温度高热稳定性和氧化稳定性及良好的化学惰性和绝缘性质,是其他润滑剂所不能比拟的。
分子量较大的PFPE还具有低挥发性、较宽的液体温度范围及优异的粘度-温度特性。
与氯氟烃类润滑剂相比,全氟聚醚润滑剂具有更广的使用温度范围,同时不存在氯氟烃类在高温下易蒸发、低温时变粘变厚的缺点,又由于其分子中不含氯因而在高负载轴承使用中不会因为润滑剂受压而对轴承产生腐蚀。
与氟硅类润滑剂相比,虽然全氟聚醚润滑剂粘度、蒸发率与氟硅润滑剂相当,但其润滑效果及化学稳定性比氟硅类润滑剂好得多。
此外,PFPE主要物理化学性质还包括:剪切稳定性、生物惰性、低表面能、良好的润滑性及与塑料、金属和人造橡胶的相容性等。
2 全氟聚醚的制备PFPE润滑剂制备是通过全氟化单体的聚合而完成的,依据所用单体和聚合方法的不同,可以分别制得K型,Y型,Z型,D型4种不同分子结构的PFPE。
第一种为K型,是六氟丙烯(HFP)氧化物在催化剂CsF的作用下聚合而形成的一系列支链聚合物,结构式为:CF3CFCF2O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COF第二种为Y型,是在紫外光的作用下将六氟丙烯通过光氧化作用而形成的聚合物,结构式为:CF3O(C3F6O-)P(-CF2O-)QCF3常用的Y型的平均分子量一般在103-104之间。
一种全氟聚醚及其制备方法与流程
一种全氟聚醚及其制备方法与流程English Answer:A perfluoropolyether (PFPE) is a type of fluorinated polymer that contains only carbon, oxygen, and fluorine atoms. It is known for its exceptional thermal stability, chemical resistance, and low friction properties. PFPEs are widely used in various industries, including electronics, automotive, aerospace, and pharmaceuticals.The synthesis of PFPE involves several steps. The most common method is the telomerization of tetrafluoroethylene (TFE) with a perfluorinated alcohol. This reaction is typically carried out in the presence of a catalyst, such as potassium fluoride or a transition metal complex. The telomerization process allows for the controlled growth of the PFPE chain.Once the telomerization is complete, the resulting telomer is then subjected to further processing steps, suchas purification and functionalization. Purification involves the removal of impurities, such as unreacted monomers and catalyst residues. This is usually achieved through distillation or solvent extraction techniques.Functionalization of PFPE can be done to introduce specific properties or functionalities to the polymer. For example, end-capping agents can be added to modify the surface properties of the PFPE. Additionally, reactive groups can be incorporated into the polymer backbone to enable crosslinking or to facilitate chemical reactions with other materials.The overall process of PFPE synthesis requires careful control of reaction conditions, such as temperature, pressure, and catalyst concentration, to achieve the desired molecular weight and properties of the polymer. Additionally, the choice of starting materials and purification techniques can also impact the final product.中文回答:全氟聚醚(PFPE)是一种只含有碳、氧和氟原子的氟化聚合物。
(PTFE)聚四氟乙烯润滑脂
高温润滑脂(PTFE)聚四氟乙烯润滑脂使用中低粘度全氟聚醚制作而成,性能出色,而且不溶于水及大多数溶剂,几乎可以与任何工程塑料弹性体搭配使用;其出色的成膜、承载能力和润滑性能成膜能力是普通润滑剂的3倍以上。
全氟聚醚高温轴承润滑脂比瑟奴B.GREASE-19(FH) ,全氟聚醚(Perfluoropolyethers,缩写为PFPE)是一种常温下为液体的合成聚合物;PFPE具有较高的热稳定性和氧化稳定性以及良好的化学惰性和绝缘性质。
分子量较大的PFPE还具有低挥发性、较宽的液体温度范围及优异的粘枯度—温度特性。
此外,PFPE 聚合物的主要物理化学性质还包括:检测稳定性、生物惰性、低表面能,良好的润滑性及与塑料、金属和人造橡胶的相容性等。
聚四氟乙烯(PTFE)润滑脂的性能特点,介绍了PTFE作为稠化剂和固体润滑剂等在润滑脂中的应用研究进展,综述了PTFE作为润滑脂稠化剂的分子结构特征和所制备润滑脂的特殊性能,以及PTFE作为固体添加剂在润滑脂中的应用,总结了PTFE固体润滑膜的成膜特征与作用原理,重点介绍了PTFE作为固体剂在聚脲脂和复合钛基脂中的摩擦学特性和机理,以及在降低噪音方面的特性和机理分析,并指出PTFE润滑脂未来的发展方向.(PTFE)聚四氟乙烯润滑脂作为一种常用的润滑介质和现有的润滑油润滑相比具有优异的稳定性、抗氧化性、机械安定性、粘附性、极压耐磨性以及密封性等特点,适合应用于对润滑介质运动精度、承载能力、极压性质、转速以及使用寿命较长的机械设备的润滑部位。
随着工业现代化的不断发展机械设备等需要润滑部位对于润滑脂的使用要求越来越高,对润滑脂的使用耐温性能也是提出了更高的要求。
现存的高温润滑脂大多存在在高温条件下的软化、分油、干裂、熔化、挥发、硬化等行为导致润.全氟聚醚的主链是由—CF2—O—CF 2—这样的醚链构成,与—CF2CF2CF2—的全氟烯烃链不同,它具有可挠曲性,玻璃化温度低,共液体温度范围(凝固点到沸点)极宽。
防指纹涂层剂的相关知识普及
防指纹涂层剂的相关知识普及常被触摸的表面通常易于被指纹、皮肤上的油脂、汗水和化妆品所污染。
只有无指纹的屏幕可以有无限的多媒体享受。
触摸屏表面指纹的积聚,除了外观不太有吸引力,还会导致触摸面板的可读性迅速下降,这降低了设备的可用性。
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现在有一种新材料出现可以解决这个问题,那就是防指纹涂层剂。
什么是防指纹涂层剂呢?它有什么特性、作用呢?它又该怎么使用和储存呢?下面就由EUBO优宝小编一一告诉大家。
什么是防指纹涂层剂优宝防指纹涂层剂是新型的功能性全氟聚醚 (PFPE)聚合物,具有含氟聚合物的疏油和低摩擦系数的特性,同时也具有疏水和耐久特性。
它主要应用于触摸屏的防水防油表面处理,减少在表面上粘附的灰尘和指印。
通过对PFPE 聚合物与功能性封端的烷氧基硅烷反应,可以使目前的表面获得更好的耐摩擦和耐久抗污性。
功能化PFPE通过活性端基团和基材表面化学键合紧密连接,优良的粘接提供了触摸屏显示器应用所需要的持久性和耐磨性。
优宝防指纹涂层剂特点:减少指纹及各种污渍附着,提高擦拭清洁能力优异的防水防污效果化学键合,耐久性强有效防止表面划伤低摩察系数表面均匀超薄的涂层保持基材本身的光学特性高性能的憎水憎油纳米涂层塑料、金属、玻璃表面上、常温下形成涂覆形成极薄纳米级的透明且柔软性高的薄膜极低的表面张力(11~12mN/m),易于涂覆,优异的防水、防油及防污效果提供优异的作业环境室温下干燥速度快,提高工作效率无毒产品,是安全产品无闪点、安全性高产品保护环境的绿色产品不含氯和溴不会破坏臭氧层,ODP值为0地球温室效应值,GWP为 320优宝防指纹涂层剂用途广泛:触摸屏玻璃面板(手机、显示器)、玻璃制品、塑料、金属制品、陶瓷材料等典型的应用包括:•平板显示器•电子设备触摸屏显示器•办公OA设备•手机部件•光学镜头和光学产品优宝防指纹涂层剂重要指标:优宝防指纹涂层剂使用方法:可以通过浸涂法或物理气相沉积法(PVD)应用。
全氟聚醚油(PFPE)在半导体行业中的应用
全氟聚醚油(PFPE)在半导体行业中的应用时间:2009-05-05 来源:杜邦中国集团有限公司北京办事处编辑:许蔓秋半导体工业在硅片加工过程中,必须使用真空泵。
真空泵油通常有两种:碳氢化合物油(Hydrocarbon)与全氟聚醚油(PFPE)。
碳氢化合物油极易燃烧,化学结构不稳定,容易降解,使得润滑性能容易降低,从而导致真空泵出现故障。
尤其因频繁地更换真空泵油,包括停机维修时间的增加,而影响生产效率。
而且,碳氢化合物油的可燃性也导致安全隐患,频繁更换真空泵油,存在大量的废弃物,对于环保方面是非常不利的。
总之,许多方面均会导致运行成本的上升。
全氟聚醚油(PFPE) 分子链饱和,不含氢元素,化学性能特别稳定,抗强氧化剂,与氧相容,不可燃,耐强酸、强碱等化学物质,高温性能稳定,并具有极低的蒸发速率和良好的润滑性能。
不仅安全,且使用寿命长。
半导体工业在芯片加工过程中必须使用一些特殊的气体与某些具有毒性的强氧化剂,因而要求在工艺加工过程中广泛使用的真空泵具有非常优越的适应性,PFPE因其优异性能而得到广泛使用。
尤其在消除火灾或爆炸的危险隐患等方面更是性能卓越。
世界著名的真空泵制造商,如莱宝(LeyBold) 爱德华(Edwards)均使用PFPE 油作为其真空泵的介质,以保证其真空设备在特殊环境中继续保持优良的性能。
因此,PFPE 是半导体工业真空泵油的最佳选择,能够完全满足半导体工业中安全性、可靠性以及环保等要求。
美国杜邦公司KRYTOXb系列产品最初的研发是起源于航天计划,比如阿波罗登月计划的导航系统用的润滑剂,并首获成功。
随后应全世界半导体工业的需求,杜邦公司KRYTOXbVPF 系列产品得到所有主要真空泵制造商如LeyBold,Edwards,Ebara 等的认可,均符合或超过所有主要泵制造商有关品质担保的要求。
杜邦KRYTOXb具体性能如下:◆ 化学稳定性:KRYTOXbVPF 化学性能非常稳定,耐强酸,包括极强的路易氏酸,耐强碱。
全氟聚醚润滑油、全氟聚醚润滑脂PFPE特性与应用
全氟聚醚润滑油、全氟聚醚润滑脂PFPE特性与应用
QWOLBER 苛沃博全氟聚醚润滑油PFPE特性与应用
全氟聚醚(PFPE)是由氟原子、碳原子和氧原子组成的长链含氟聚合物。
由于氟原子和氧原子与碳原子紧密结合,PFPE非常惰性。
PFPEs是高或宽温度范围应用的最佳选择,苛刻或腐蚀性的化学环境,高真空,抗辐射或其他高性能润滑油应用。
PFPE流体特性:
不易燃的
优异的热稳定性和氧化稳定性
极宽的温度范围能力
高粘度指数
惰性于液态和气态氧(LOX和GOX)
无与伦比的耐化学和耐溶剂性(包括水和蒸汽)
与大多数金属、塑料、弹性体和橡胶兼容且不发生反应;不会引起脆化,或这些材料的膨胀。
极低挥发性(低蒸发损失)
无毒(许多等级都是食品级的能力)和环保安全
优秀的电阻
应用的行业:
汽车
国防、航空和航天
食品设备
医疗和关键应用
石油和天然气
工艺设备
纸和起皱
半导体和电子产品
PFPE在极端条件下的优异性能:
核工业
电器元件
纺织品,包括染色
轴承,阀门,屏蔽流体应用和仪器
真空系统(包括扩散泵和涡轮泵)
化工制造包括:氧、氯、UF6、酸及其他腐蚀剂。
是高性能润滑脂的优良基础油
汽车制动系统等部件
总而言之:PFPE具有安全性能,使用寿命长。
PFPE
一、概述全氟聚醚(PFPE,英文名Perfluom Polyethers)最早于20世纪60年代开始研究, 是一类比较特殊的全氟高分子化合物, 其平均分子量在500~15000不等, 分子中仅有C、F、O三种元素,具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、不燃等特性,且用作军事、航天和核工业等尖端领域的极为可靠的润滑剂已有几十年的历史。
如今全氟聚醚广泛应用于化工、电子、电器、机械、核工业、航空航天领域。
二、合成方法按照所用单体和聚合方法的不同,可以得到K型、Y型、Z型、D型4种分子结构不同的PFPE:第一种K型结构式为:CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COF。
它是六氟环氧丙烷(HFPO)在CsF催化作用下通过聚合形成的一系列支链聚合物。
第二种Y型结构式为CF3O(C3F6O)m(CF2O)nCF3。
它是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通过光氧化而形成的聚合物,分子量一般在1000~10000之间。
第三种Z型结构式为:CF3(C2F4O)m(CF2O)nCF3。
它是由紫外光照射下的四氟乙烯(TFE)通过光氧化作用形成的直链聚合物,分子量一般在1000~100000之间。
第四种D型结构式为:C3F7O(CF2CF2CF2O)mC2F5。
它是将四氟氧杂环丁烷的聚合产物直接氟化而得到的聚合物。
‘目前全氟聚醚的合成方法主要有两种:光催化聚合法及阴离子催化聚合法。
1)光催化聚合法意大利Montefluos公司以四氟乙烯或六氟丙烯为原料,在低温下通过紫外光照射与氧反应,通过氧化聚合而得到结构略有不同的聚醚。
以四氟乙烯为例,粗产物的结构中主链上除酰氟端基外,还存在不稳定的过氧化基团,需经加热或光照的方法消除该基团,再用元素氟稳定端基。
该方法于20世纪60年代商业化,产品牌号Fomblin(已纳入SOLVAY苏威公司),分子结构为Y型、Z型。
2)阴离子催化聚合法阴离子聚合法是以全氟环氧丙烷(HFPO)为原料,在非质子溶剂中以氟离子为催化剂,可得到含酰氟端基的全氟环氧丙烷齐聚物,其活泼酰氟端基再经稳定化处理可得全氟聚醚。
全氟烷基三乙氧基硅烷分子式
全氟烷基三乙氧基硅烷分子式
全氟烷基三乙氧基硅烷分子式为C6H15F3O3Si,是一种有机硅化合物。
它的分子式中包含了三个乙氧基基团和一个全氟烷基基团,这个基团通常被称为 PFPE (perfluoropolyether)。
全氟烷基三乙氧基硅烷是一种非常重要的有机硅化合物,具有很多优良的性质。
首先,它的热稳定性很好,可以在高温下保持稳定性。
其次,它的耐化学性也很高,可以抵抗酸、碱、溶剂等一系列化学品的腐蚀。
此外,它的表面张力也很低,可以使其用于润滑和表面涂层。
全氟烷基三乙氧基硅烷还有很多其他的应用领域。
例如,在半导体工业中,它可以用作表面活性剂,用于控制电子注入和掺杂的过程。
在涂料行业中,它可以用于改善涂料的耐候性和耐化学性。
在医药领域,它可以用作药物传递系统的润滑剂,因为它不会对药物产生不良的影响。
全氟烷基三乙氧基硅烷的制备方法有很多种。
其中最常见的方法是通过乙氧基硅烷的水解反应和全氟烷基化反应来制备。
这个过程需要控制反应条件,例如温度、压力和反应时间等,以获得高纯度的产物。
总之,全氟烷基三乙氧基硅烷是一种非常重要的有机硅化合物,具有良好的热稳定性、耐化学性和低表面张力等优良性质。
它还有广泛的应用领域,例如半导体工业、涂料行业和医药领域等。
通过对其制备方法的研究和改进,可以更好地发挥其优良性质,并推动其在更多应用领域的发展和应用。
全氟聚醚单体单元
全氟聚醚单体单元【原创实用版】目录1.全氟聚醚单体单元的概述2.全氟聚醚单体单元的结构和性质3.全氟聚醚单体单元的应用领域4.全氟聚醚单体单元的发展前景正文【全氟聚醚单体单元的概述】全氟聚醚单体单元(Perfluoropolyether,简称 PFPE)是一种高性能的特种氟橡胶,具有卓越的化学稳定性、耐高温性和耐氧化性。
作为一种新型的高分子材料,全氟聚醚单体单元在航空航天、汽车制造、电子电器等多个领域有着广泛的应用。
【全氟聚醚单体单元的结构和性质】全氟聚醚单体单元是由氟、碳和氧三种元素组成的聚合物,其分子结构中氟原子占据了所有的碳 - 氧键。
这使得全氟聚醚单体单元具有优异的化学稳定性和耐高温性,可以在极端环境下保持良好的物理和力学性能。
此外,全氟聚醚单体单元还具有优良的电绝缘性、低摩擦系数和良好的耐辐射性能。
【全氟聚醚单体单元的应用领域】全氟聚醚单体单元在许多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.航空航天:由于全氟聚醚单体单元具有优异的耐高温性能,可用于制造航空发动机的密封件等高温部件。
2.汽车制造:全氟聚醚单体单元可用于生产汽车发动机的密封圈、油封等部件,提高汽车的性能和可靠性。
3.电子电器:全氟聚醚单体单元可用于制造电线、电缆的绝缘层和半导体器件的封装材料,提高电子电器产品的工作稳定性。
4.医疗领域:全氟聚醚单体单元具有良好的生物相容性,可用于制作人工器官、药物载体等医疗用品。
【全氟聚醚单体单元的发展前景】随着科学技术的进步和社会经济的发展,全氟聚醚单体单元在各个领域的应用将更加广泛。
同时,研究人员也在不断研究全氟聚醚单体单元的新品种和新工艺,以满足更多领域的应用需求。
全氟聚醚单体单元比例表
全氟聚醚单体单元比例表摘要:1.全氟聚醚单体单元比例表的概述2.全氟聚醚单体单元比例表的内容3.全氟聚醚单体单元比例表的应用4.全氟聚醚单体单元比例表的注意事项正文:一、全氟聚醚单体单元比例表的概述全氟聚醚单体单元比例表,是一种列举了全氟聚醚(Perfluoropolyether,简称PFPE)各种单体单元的种类和比例的表格。
全氟聚醚是一种优异的工程塑料,具有卓越的耐热性、耐腐蚀性和低摩擦系数,广泛应用于航空航天、汽车、电子和化工等领域。
二、全氟聚醚单体单元比例表的内容全氟聚醚单体单元比例表主要包括以下几种单体单元:1.甲基全氟聚醚单体单元(Methyl PFPE)2.乙基全氟聚醚单体单元(Ethyl PFPE)3.丙基全氟聚醚单体单元(Propyl PFPE)4.丁基全氟聚醚单体单元(Butyl PFPE)5.戊基全氟聚醚单体单元(Pentyl PFPE)全氟聚醚单体单元比例表列举了这些单体单元在全氟聚醚中的比例,以便于生产和使用过程中选择合适的单体单元进行合成。
三、全氟聚醚单体单元比例表的应用全氟聚醚单体单元比例表在实际应用中具有重要意义,主要表现在以下几个方面:1.指导全氟聚醚的生产:全氟聚醚单体单元比例表可以为生产厂家提供生产全氟聚醚时的单体单元选择和比例参考,从而优化生产工艺,提高产品质量。
2.指导全氟聚醚的应用:全氟聚醚单体单元比例表可以为用户提供在选择全氟聚醚材料时的参考,根据实际应用场景选择合适的全氟聚醚单体单元比例,以满足特定的性能需求。
3.促进全氟聚醚的研发:全氟聚醚单体单元比例表为科研人员提供了全氟聚醚单体单元的研究方向,有助于开发新型全氟聚醚材料。
四、全氟聚醚单体单元比例表的注意事项在使用全氟聚醚单体单元比例表时,应注意以下几点:1.全氟聚醚单体单元比例表提供的单体单元比例仅供参考,实际生产过程中可能需要根据具体工艺条件进行适当调整。
2.选择全氟聚醚单体单元时,应充分考虑材料的性能需求和使用环境,以确保材料的可靠性和稳定性。
全氟聚醚单体单元比例表
全氟聚醚单体单元比例表
【原创版】
目录
1.介绍全氟聚醚单体单元比例表
2.详述全氟聚醚单体单元比例表的内容
3.探讨全氟聚醚单体单元比例表的应用
4.总结全氟聚醚单体单元比例表的重要性
正文
全氟聚醚单体单元比例表是一种列举了全氟聚醚(PFPE)单体单元比例的表格,它对于研究全氟聚醚的性能和应用具有重要意义。
全氟聚醚是一种聚合物,其单体单元比例决定了其性能和结构。
全氟聚醚单体单元比例表详细地列出了各种可能的单体单元比例,这些比例范围从 100% 氟化乙烯到 100% 四氟乙烯,以及各种可能的单体单元组合。
这些比例是全氟聚醚研究的基础,因为它们直接影响了全氟聚醚的物理和化学性质。
全氟聚醚单体单元比例表的应用十分广泛。
研究人员可以通过查阅表格来了解全氟聚醚的性能和结构,从而设计和制造出符合特定需求的全氟聚醚产品。
此外,全氟聚醚单体单元比例表也为制造商提供了重要的参考,他们可以根据表格选择最适合的原料来制造全氟聚醚。
全氟聚醚单体单元比例表的重要性不言而喻。
它为全氟聚醚的研究和应用提供了重要的参考,对推动全氟聚醚的发展起到了积极的推动作用。
第1页共1页。
全氟聚醚油(PFPE)在半导体行业中的应用
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟全氟聚醚油(PFPE)在半导体行业中的应用半导体工业在硅片加工过程中,必须使用真空泵。
真空泵油通常有两种:碳氢化合物油(Hydrocarbon)与全氟聚醚油(PFPE)。
碳氢化合物油极易燃烧,化学结构不稳定,容易降解,使得润滑性能容易降低,从而导致真空泵出现故障。
尤其因频繁地更换真空泵油,包括停机维修时间的增加,而影响生产效率。
而且,碳氢化合物油的可燃性也导致安全隐患,频繁更换真空泵油,存在大量的废弃物,对于环保方面是非常不利的。
总之,许多方面均会导致运行成本的上升。
全氟聚醚油(PFPE) 分子链饱和,不含氢元素,化学性能特别稳定,抗强氧化剂,与氧相容,不可燃,耐强酸、强碱等化学物质,高温性能稳定,并具有极低的蒸发速率和良好的润滑性能。
不仅安全,且使用寿命长。
半导体工业在芯片加工过程中必须使用一些特殊的气体与某些具有毒性的强氧化剂,因而要求在工艺加工过程中广泛使用的真空泵具有非常优越的适应性,PFPE 因其优异性能而得到广泛使用。
尤其在消除火灾或爆炸的危险隐患等方面更是性能卓越。
世界著名的真空泵制造商,如莱宝(LeyBold) 爱德华(Edwards)均使用PFPE 油作为其真空泵的介质,以保证其真空设备在特殊环境中继续保持优良的性能。
因此,PFPE 是半导体工业真空泵油的最佳选择,能够完全满足半导体工业中安全性、可靠性以及环保等要求。
美国杜邦公司KRYTOXb 系列产品最初的研发是起源于航天计划,比如阿波罗登月计划的导航系统用的润滑剂,并首获成功。
随后应全世界半导体工业的需求,杜邦公司KRYTOXbVPF 系列产品得到所有主要真空泵制造商如。
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一、概述
全氟聚醚(PFPE,英文名Perfluom Polyethers)最早于20世纪60年代开始研究, 是一类比较特殊的全氟高分子化合物, 其平均分子量在500~15000不等, 分子中仅有C、F、O三种元素,具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、不燃等特性,且用作军事、航天和核工业等尖端领域的极为可靠的润滑剂已有几十年的历史。
如今全氟聚醚广泛应用于化工、电子、电器、机械、核工业、航空航天领域。
二、合成方法
按照所用单体和聚合方法的不同,可以得到K型、Y型、Z型、D型4种分
子结构不同的PFPE:
第一种K型结构式为:CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COF。
它是六氟环氧丙烷(HFPO)在CsF催化作用下通过聚合形成的一系列支链聚合物。
第二种Y型结构式为CF3O(C3F6O)m(CF2O)nCF3。
它是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通过光氧化而形成的聚合物,分子量一般在1000~10000之间。
第三种Z型结构式为:CF3(C2F4O)m(CF2O)nCF3。
它是由紫外光照射下的四氟乙烯(TFE)通过光氧化作用形成的直链聚合物,分子量一般在1000~100000
之间。
第四种D型结构式为:C3F7O(CF2CF2CF2O)mC2F5。
它是将四氟氧杂环丁烷的聚合产物直接氟化而得到的聚合物。
‘
目前全氟聚醚的合成方法主要有两种:光催化聚合法及阴离子催化聚合法。
1)光催化聚合法
意大利Montefluos公司以四氟乙烯或六氟丙烯为原料,在低温下通过紫外
光照射与氧反应,通过氧化聚合而得到结构略有不同的聚醚。
以四氟乙烯为例,
粗产物的结构中主链上除酰氟端基外,还存在不稳定的过氧化基团,需经加热或
光照的方法消除该基团,再用元素氟稳定端基。
该方法于20世纪60年代商业化,产品牌号Fomblin(已纳入SOLVAY苏威公司),分子结构为Y型、Z型。
2)阴离子催化聚合法
阴离子聚合法是以全氟环氧丙烷(HFPO)为原料,在非质子溶剂中以氟离子为催化剂,可得到含酰氟端基的全氟环氧丙烷齐聚物,其活泼酰氟端基再经稳定化处理可得全氟聚醚。
主要商品有美国杜邦公司生产的Krypton和日本大金生产的Demnum(大金公司全氟聚醚技术已通过12个国家专利授权)等,分子结构为K 型、D型,该方法最早于20世纪70年代商业化。
三、特性
全氟聚醚分子中仅含有C、F、O三种元素,由于氟原子具有很强的电负性,碳链大部分被氟原子屏蔽,与烃类聚醚相比具有密度大、表面张力低、挥发性低, 粘流性良好、不燃、介电性能好、润滑性好等优点, 而且可与塑料、橡胶、金属很好地相容。
全氟聚醚属于低分子量的含氟聚合物, 它们的粘度与分子结构、平均分子量有很大的关系。
分子量较大的PFPE具有低挥发性、较宽的液体温度范围及优异的粘度一温度特性。
全氟聚醚的化学组成与结构决定了全氟聚醚具有优良的化学性质,同时由于各种全氟聚醚的化学结构都比较接近,因此,它们也具有相似的化学性质。
1)化学惰性
全氟聚醚对大部分的酸、碱和氧化剂等腐蚀性化学品表现出很强的化学惰性,但部分亲核试剂(如氨)、活泼金属(如Na、K、Al等)及路易斯酸可使全氟聚醚发生分解,降低其热稳定性。
2)热氧化稳定性
在无有效催化剂的条件下,即使有氧存在,全氟聚醚在270—300的范围内仍很稳定。
其分解温度可达到350—410。
而某些催化剂或抑制剂的存在会改变全氟聚醚的热稳定极限和降解速率。
如有氧及一些金属(或金属氧化物、氟化物)存在时,全氟聚醚的降解温度一般下降50左右。
同时,一般直链的聚醚比带有支链结构的具有更好的耐热氧化性能。
使用稳定剂(如芳胺、苯并咪唑衍生物及硒化物)可以防止或改善高温时金属对全氟聚醚油的影响。
3)相容性
全氟聚醚与很多物质具有相容性,如氧化剂(双氧水、液体氧等)、烃类燃料、偏二甲肼、二乙基三氨等。
Y型、Z型结构全氟聚醚与塑料、人造橡胶有较好的相容性。
4)抗燃性
抗燃性是全氟聚醚适用于工业和航空用润滑剂的一个重要条件。
与其他类型的润滑剂相比,全氟聚醚更适用于高温及苛刻的操作环境中。
5)抗辐射性
全氟聚醚具有较好的耐辐射性能,在相同剂量下,与碳氢化合物和硅油相比,黏度增长率最低。
四、应用
全氟聚醚材料主要应用于特种润滑油、工业流体、功能化学品等,具体应用领域有:
1)航空航天工业
全氟聚醚适用于动力系统和暴露于太空的机械系统如发动机、推进器轴承、纵舵调整器、动力轮、扫描镜、齿轮泵、压力表、金属接头及螺纹紧同件等的润滑和密封。
2)核工业
全氟聚醚适用于核工业设施超速离心机的轴承润滑,且是唯一能够抵抗130下六氟化铀腐蚀的材料。
3)电子电气工业
全氟聚醚适用于诸如等离子蚀刻、化学蒸汽沉积和离子值入等各种半导体集成块生产工艺中机械真空泵的润滑,还可用作电子仪器中硬盘、磁盘和其他磁记录介质上的润滑剂。
4)化学工业
全氟聚醚可用作各种真空泵(如旋转泵、涡轮分子泵、蒸汽扩散泵)的工作流体介质(特别是有腐蚀性气体存在的环境),也用作接触液氧、氧气、腐蚀和氧化性气体的压缩机和阀门的润滑材料。
5)其它工业
全氟聚醚还广泛应用于制氧工业、机电工业、汽车工业及高温高负载高腐蚀各种极端工况条件下机械润滑等领域。
6)全氟聚醚衍生物
由全氟环氧丙烷(或四氟氧杂环丁烷等)制备的酰氟齐聚物的结构式中的酰氟端基具有很高的反应活性,可以进一步反应生成各种衍生物,并合成相应的氟碳表面活性剂,其非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能,该类表面活性剂具有极高的表面活性、稳定性,在极低应用含量下便能显著降低水溶液的表面张力,并且具有在溶液中定向吸附并形成胶束的特性,可以用作乳液聚合中的乳化剂,在聚合物分子量不是太高时,可以阻止单体液滴或聚合物粒子接近缔合而产生凝聚,从而稳定分散体系。
在实际应用中该类表面活性剂还具有较好的溶解性能。
由于此类表面活性剂具有性能特殊、用量少、无毒等优点,是技术含量高、附加值大的一类产品,具有广阔的开发和应用前景。
部分全氟聚醚衍生物及应用
五、国际市场
目前,国外全氟聚醚产品主要制造商有杜邦、苏威、大金。
此外国际润滑油制造商壳牌、埃克森美孚、道康宁、3M、NYE、克鲁勃、IKV Tribology、JETLUBE 等均有全氟聚醚油商业化产品。
以杜邦为例,Kryptox产品分为7个系列:
(1)Kryptox GPL通用型系列:204、205、206等牌号报价约500美元/kg。
(2)Kryptox 真空泵油系列:1505、1506、1525等牌号报价250美元/kg。
(3)Kryptox VPF高真空润滑密封脂:报价约1400-1500美元/kg。
(4)Kryptox 航天、军事工业专用油:143、240、283等牌号报价2000-2500美元/kg。
(5)Kryptox EG 电子级润滑脂系列:EG2000、EG3000等牌号报价1400美元/kg。
(6)Kryptox XHT超高温系列:特别用于高温轴承,最高服役温度达400,多种牌号报价700-1500美元/kg。
(7)Krytox食品级润滑油:可应用于医疗、食品机械行业,Corrugator 226/227 FG产品报价220美元/kg。
以苏威为例,全氟聚醚产品分为5个系列
(1)Fomblin PFPE YL-VAC真空泵油系列:报价约200-300美元/kg,国内代理商深圳合成材料公司报价2000元/kg。
(2)Galden Heat Transfer Fluid传热流体系列:依据不同沸点(55-270)划分的多个产品牌号,HT55、HT70、HT80、HT110、HT135、HT170、HT220、HT230、HT270,报价约110-160美元/kg。
(3)Galden PFS溶剂系列:可用于电子、半导体清洗,也可用于粘性流体的稀释,有PFS-1、PFS-2型号。
(4)Galden Testing Electronic Fluids可靠性电子测试液:应用于半导体、电子封装业冷热冲击试验、气密性试验,有D02、D03、D05、DET等多个型号,报价约90-120美元/kg。
(5)Galden LS/HS气相焊接液:可应用于半导体、电子工业气相焊接,有LS200、LS215、LS230、HS240、HS260型号,报价约110美元/kg。
六、国内市场
目前,中石化、中国化工、中化、五矿等大型央企以及上海华谊、浙江巨化、天津长芦等地方国企均已进入全氟聚醚的研产销领域。
民企阵营主要有深圳新宙邦(收购三明海斯福)、上海艾肯、成都晨光博达、淄博华夏神舟等企业。
国产全氟聚醚产品报价约100-200万元/吨,总产能上千吨,总产值可达10-20亿元。
从赛吉材料科技(上海)有限公司公开的全氟聚醚材料生产工艺和系列产品的开发和产业化项目获悉,全氟聚醚全球年市场容量超过10亿美元。
国内全氟聚醚生产厂家。