聚三氟氯乙烯简介
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4. 在化学性能方面高氟含量使PCTFE几乎能耐所 有的化学物质和氧化剂。可在酸、碱或者氧化剂中 长时间浸渍而不发生任何变化,仅在高温下能被熔 融碱金属、氟元素及三氟化氯所腐蚀。
5. 在渗透性方面,在所有塑料中,PCTFE的水蒸 气渗透率是最低的,不渗透任何气体,是一种良好 的屏障聚合物。
5
二
结构与性能
透明度越差 抗渗透能力越强
脆性越大 硬度越高
分子量 越高
拉伸强度越大 断裂伸长率越大
9
三
合成路线
三氟氯乙烯单体的合成
三氟三氯乙烷催化加氢脱氯法
CF2Cl —CFCl2 +H2 催化剂 CF2CFCl+2HCl
该反应的主要产物为三氟氯乙烯(CTFE),主要副产物 为氯化氢(HCl)。
催化剂:铂、钯或铑担载在活性炭或SiO2 上,此类催 化剂的反应活性较高,所需反应温度较低(200 ℃左右 即可),副反应较少。
2.生产不透水汽的膜:基于 PCTFE 极低的水汽透过 率,可用于包装电器组件、电子组件等方面。
3.电缆包覆材料:以 PCTFE 为主要材料加入成核剂 对电缆进行包覆,可以形成良好的绝缘层。
4.新型塑料:用偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚形成的 新型塑料,既具有优异的机械性能,抗紫外线,又改 善了聚偏氟乙烯弯曲性差的缺点。
升温至20~80℃ 反应10~12小时完成
12
三
合成路线
反应完成后,利用 F2/N2 混合气体对得到的PCTFE粉末 进行氟化封端处理,可得到耐高温降解的 PCTFE,在 300℃下不降解不褪色。
13
四
应用
1.制备聚三氟氯乙烯涂料:具有优异的化工防腐性 能,可以先涂在金属储罐、反应罐、各种容器表面, 然后烧结形成涂层,在淬火骤冷时涂层不易断裂。
解决了锌粉还原脱氯方法中反应锌粉难以回收, 氯化锌 的污染问题。
10
三
合成路线
聚三氟氯乙烯的合成
从结构上看由于三氟氯乙烯分子结构的不对称性,聚 合活化能比四氟乙烯小,易于聚合。
聚三氟氯乙烯可以通过三氟氯乙烯单体的溶液、悬浮 等体系进行自由基聚合,其中悬浮聚合是制备高分子 聚三氟氯乙烯最方便的方法。
影响 PCTFE 性 能的主要因素
结构 结晶度 分子量
6
二 PCTFE
结构与性能
一定的化学惰性 一定的耐温性
不吸湿性 不透气性
Cl原子的 引入
降低了化学惰性 降低了耐热性 良好的加工流动性 良好的机械性能
7
二
结构与性能
源自文库
聚三氟氯乙烯与聚四氟乙烯的性质比较
聚三氟氯乙烯虽然具有螺旋构像,但是由于大分子链 节中有一个氟原子被氯原子代替了,即大分子中部分 “C一F”键变成了“C一C1”健,键长增大,键能降 低,故聚三氟氯乙烯的耐热性能要比聚四氟乙烯差。
2. 在热性能方面,PCTFE在250℃高温条件下, 仍能保持良好的热稳定性能。但从130℃起开始出 现结晶,随着结晶度的增加,脆性逐渐增大。因此 其长期使用温度应保持在130℃以下;若使用温度 超过200℃,将会逐渐地分解而遭损坏。
4
二
结构与性能
3. PCTFE的耐低温性特别突出,在液氮、液氧和 液化天然气中不发生脆裂,在一定条件下能在接近 绝对零度( -273℃)下使用。
聚三氟氯乙烯(PCTFE)
姓名
1
目录
一
基本概念
二
结构与性能
三
合成路线
四
应用
2
一
基本概念
聚三氟氯乙烯 polychlorotrifluoroethene(PCTFE)是三 氟氯乙烯(CFCl=CF2)单体自由基聚合生成的以— CF(Cl)—CF2—为结构单元的线性主链产物,分子量在 10万~20万。
是最早研究开发并生产的热塑性氟塑料。
熔融温度 213℃,可在-196~125℃下长期使用。具有很 好的耐低温特性,如果长期处于在 250℃以上会因热 分解引起分子量降低。
聚三氟氯乙烯塑料:
3
二
结构与性能
1. 机械性能方面,PCTFE的压缩强度大,压缩回弹 率也比较大,具有良好的弹性恢复力。成型时进行骤 冷,则可形成结晶度较低的透明制品;缓慢冷却,则形 成半透明的高结晶度成型品。
由于大分子中引进了部分的氯原子,使整个大分子的 对称性遭到破坏,故大分子链具有微弱的极性。所以 聚三氟氯乙烯的电绝缘性能、耐腐蚀性能均不及聚四 氟乙烯。
由于大分子具有极性,大分子间产生了作用力,故聚 三氟氯乙烯在常温下机械强度、刚性、硬度均比聚四 氟乙烯好。
8
二
结构与性能
PCTFE
结晶度 越高
以去离子水为介质,在还原剂 Na2S2O5 存在下, 采用无机过氧化物引发剂 K2S2O8 引发三氟氯乙 烯 (CTFE) 聚合,反应完成后,经过滤、洗涤、 烘干得到聚三氟氯乙烯白色粉末。
11
三
合成路线
反应釜中加 入去离子水
抽真空
加入CTFE单体
分别加入还原剂的水溶 液和引发剂的水溶液
调节反应温度至30~40℃, 体系压力0.5~0.8MPa
14
四
应用
PCTFE早在1934年就由德国研制成功,我 国也于1960年研制成功
目前我国的PCTFE聚合工艺仍然停留在国 外上世纪的水平,生产的聚三氟氯乙烯产品, 色深、脆性大、断裂伸长率低。
单纯在防腐领域PCTFE受到自身的价格和 加工工艺的限制,已被其他的氟塑料所取代。
将PCTFE的优良特性与某些特殊的要求结 合在一起,如利用其水、气体的不渗透性,国 外在大量研制开发医疗器械、军用物品等方面 的封装膜,这是PCTFE产品的重要前景。
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4. 在化学性能方面高氟含量使PCTFE几乎能耐所 有的化学物质和氧化剂。可在酸、碱或者氧化剂中 长时间浸渍而不发生任何变化,仅在高温下能被熔 融碱金属、氟元素及三氟化氯所腐蚀。
5. 在渗透性方面,在所有塑料中,PCTFE的水蒸 气渗透率是最低的,不渗透任何气体,是一种良好 的屏障聚合物。
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二
结构与性能
透明度越差 抗渗透能力越强
脆性越大 硬度越高
分子量 越高
拉伸强度越大 断裂伸长率越大
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三
合成路线
三氟氯乙烯单体的合成
三氟三氯乙烷催化加氢脱氯法
CF2Cl —CFCl2 +H2 催化剂 CF2CFCl+2HCl
该反应的主要产物为三氟氯乙烯(CTFE),主要副产物 为氯化氢(HCl)。
催化剂:铂、钯或铑担载在活性炭或SiO2 上,此类催 化剂的反应活性较高,所需反应温度较低(200 ℃左右 即可),副反应较少。
2.生产不透水汽的膜:基于 PCTFE 极低的水汽透过 率,可用于包装电器组件、电子组件等方面。
3.电缆包覆材料:以 PCTFE 为主要材料加入成核剂 对电缆进行包覆,可以形成良好的绝缘层。
4.新型塑料:用偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚形成的 新型塑料,既具有优异的机械性能,抗紫外线,又改 善了聚偏氟乙烯弯曲性差的缺点。
升温至20~80℃ 反应10~12小时完成
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三
合成路线
反应完成后,利用 F2/N2 混合气体对得到的PCTFE粉末 进行氟化封端处理,可得到耐高温降解的 PCTFE,在 300℃下不降解不褪色。
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四
应用
1.制备聚三氟氯乙烯涂料:具有优异的化工防腐性 能,可以先涂在金属储罐、反应罐、各种容器表面, 然后烧结形成涂层,在淬火骤冷时涂层不易断裂。
解决了锌粉还原脱氯方法中反应锌粉难以回收, 氯化锌 的污染问题。
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三
合成路线
聚三氟氯乙烯的合成
从结构上看由于三氟氯乙烯分子结构的不对称性,聚 合活化能比四氟乙烯小,易于聚合。
聚三氟氯乙烯可以通过三氟氯乙烯单体的溶液、悬浮 等体系进行自由基聚合,其中悬浮聚合是制备高分子 聚三氟氯乙烯最方便的方法。
影响 PCTFE 性 能的主要因素
结构 结晶度 分子量
6
二 PCTFE
结构与性能
一定的化学惰性 一定的耐温性
不吸湿性 不透气性
Cl原子的 引入
降低了化学惰性 降低了耐热性 良好的加工流动性 良好的机械性能
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二
结构与性能
源自文库
聚三氟氯乙烯与聚四氟乙烯的性质比较
聚三氟氯乙烯虽然具有螺旋构像,但是由于大分子链 节中有一个氟原子被氯原子代替了,即大分子中部分 “C一F”键变成了“C一C1”健,键长增大,键能降 低,故聚三氟氯乙烯的耐热性能要比聚四氟乙烯差。
2. 在热性能方面,PCTFE在250℃高温条件下, 仍能保持良好的热稳定性能。但从130℃起开始出 现结晶,随着结晶度的增加,脆性逐渐增大。因此 其长期使用温度应保持在130℃以下;若使用温度 超过200℃,将会逐渐地分解而遭损坏。
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二
结构与性能
3. PCTFE的耐低温性特别突出,在液氮、液氧和 液化天然气中不发生脆裂,在一定条件下能在接近 绝对零度( -273℃)下使用。
聚三氟氯乙烯(PCTFE)
姓名
1
目录
一
基本概念
二
结构与性能
三
合成路线
四
应用
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一
基本概念
聚三氟氯乙烯 polychlorotrifluoroethene(PCTFE)是三 氟氯乙烯(CFCl=CF2)单体自由基聚合生成的以— CF(Cl)—CF2—为结构单元的线性主链产物,分子量在 10万~20万。
是最早研究开发并生产的热塑性氟塑料。
熔融温度 213℃,可在-196~125℃下长期使用。具有很 好的耐低温特性,如果长期处于在 250℃以上会因热 分解引起分子量降低。
聚三氟氯乙烯塑料:
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二
结构与性能
1. 机械性能方面,PCTFE的压缩强度大,压缩回弹 率也比较大,具有良好的弹性恢复力。成型时进行骤 冷,则可形成结晶度较低的透明制品;缓慢冷却,则形 成半透明的高结晶度成型品。
由于大分子中引进了部分的氯原子,使整个大分子的 对称性遭到破坏,故大分子链具有微弱的极性。所以 聚三氟氯乙烯的电绝缘性能、耐腐蚀性能均不及聚四 氟乙烯。
由于大分子具有极性,大分子间产生了作用力,故聚 三氟氯乙烯在常温下机械强度、刚性、硬度均比聚四 氟乙烯好。
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二
结构与性能
PCTFE
结晶度 越高
以去离子水为介质,在还原剂 Na2S2O5 存在下, 采用无机过氧化物引发剂 K2S2O8 引发三氟氯乙 烯 (CTFE) 聚合,反应完成后,经过滤、洗涤、 烘干得到聚三氟氯乙烯白色粉末。
11
三
合成路线
反应釜中加 入去离子水
抽真空
加入CTFE单体
分别加入还原剂的水溶 液和引发剂的水溶液
调节反应温度至30~40℃, 体系压力0.5~0.8MPa
14
四
应用
PCTFE早在1934年就由德国研制成功,我 国也于1960年研制成功
目前我国的PCTFE聚合工艺仍然停留在国 外上世纪的水平,生产的聚三氟氯乙烯产品, 色深、脆性大、断裂伸长率低。
单纯在防腐领域PCTFE受到自身的价格和 加工工艺的限制,已被其他的氟塑料所取代。
将PCTFE的优良特性与某些特殊的要求结 合在一起,如利用其水、气体的不渗透性,国 外在大量研制开发医疗器械、军用物品等方面 的封装膜,这是PCTFE产品的重要前景。