新型氟塑料在化工防腐半导体中的应用

优点
最好的耐化学性 最高的使用温度 弱点 室温下的机械性能较低 传统的PFA价格昂贵（高于PVDF和ECTFE）
SOLVAY SOLEXIS
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MELTS
管道和管道系统
氟塑料管道系统
挤出的管材 管件接头主要采用注射成型 阀门
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MELTS
管道和管道系统
Solef Halar Hyflon F Hyflon P, M
0
50
100
150 200 温度 [°C]
250
300
10
SOLVAY SOLEXIS
MELTS
管道抗压性能
20年以上可承受环压
30
在水或温和化学品中
25
PVC PVDF
20 ECTFE MPa 15 10 5 0
0 ABS PP PE100
PVDF 管道系统
既有很好的机械性能，又有一定的耐化学性能 纯度要求高的领域 – 半导体和制药 推荐牌号:
­ Solef 6010 主要用于管道挤出 ­ Solef 6008 主要用于注射成型
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MELTS
管道和管道系统
Halar ECTFE （F30）管道系统
cm3(STP)·mm/m²·atm·d
10000 1000 100 10 1 0.1 氧气， 23°C
10
10
1
1
0.1 氮气， 23°C
0.1 水蒸汽， 23°C
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MELTS
表面光滑性
不同材料的管道内表面光滑度比较 (20x20 μm)
PVDF
Halar ECTFE 是表面最光滑的氟塑料
高
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2
MELTS
可熔融加工含氟塑料
部分氟化的氟塑料
PVDF （F2，F26，F23）
F C F H C H n
聚偏二氟乙烯
PVDF 均聚物 PVDF 共聚物 F26 － VDF-HFP F23 － VDF-CTFE
PVDF共聚物比均聚物柔韧
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管道表面光滑 =
20μm
表面形成生物有机膜或细菌聚集的可能性低
20μm
20μm
Hyflon PFA M
20μm
20μm
Halar ECTFE
20μm
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MELTS
表面性能
材料 Solef® PVDF Halar® ECTFE Hyflon® PFA
接触角 水 80 99 105 十六烷 41 <5 54
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MELTS
Solvay Solexis 可供产品范围
价格 $
SOLEF® 和 HYLAR® PVDF
SOLEF® PVDF: 产地法国 HYLAR® PVDF: 产地美国 均聚物 + F26 和 F23
HALAR® ECTFE （F30）
产地美国
$$
HYFLON® F 系列 - ASTM D 3307 类型 X-XIII PFA
氟塑料管道系统
氟塑料 → 主要看重的是它的机械性能和耐化学性能 半导体行业里纯度也很重要 有些特殊情况下耐高温性能相当重要 (例如：热交换器)
典型应用
水或化学品的输送 热交换器 排污水管道 废气系统
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MELTS
管道和管道系统
装配
热熔焊接 红外 (非接触) 焊接 承插焊接 熔珠 Bead- 和 无缝焊接 (BCF®) 热气焊
3
MELTS
可熔融加工含氟塑料
部分氟化的氟塑料 ECTFE （F30）
F C F Cl C F H C H H C H n
乙烯和三氟氯乙烯的共聚物
与 ETFE （F40）相似, 但是氯原子代替了四个氟原子当中的一个 与F40相比, 它有更好的阻燃性, 机械性能以及耐渗透性（特别是小分子）， 而且表面更加光滑
300 260
使用温度 (°C)
225 200 150 100 PEX 0
Hyflon M, P Hyflon F
Solef/Hylar Halar
PP PE PVC 水
H2SO4 (90%) 强碱 酯和 氨基化合物
例如:
耐化学性
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MELTS
耐化学性
性能比较 弱点 不能用于强碱环境 (pH >12) 在强极性溶剂里会溶胀 在高纯度的脂肪族，芳香族 溶剂中会发生溶胀 (原油) 也会受到热的胺类的影响 会受到碱金属和一些汞合金 的影响
13
MELTS
耐渗透性能
材料渗透性与所接触的物质有密切关系: 部分氟化的氟塑料往往具有更高效的阻隔和耐渗透性能 (例如可以有效的耐 氧气，二氧化碳，氯和盐酸的渗透). 当然也有例外 (例如：热水, 和其他一些有机物)! 气体
1000
0,2
盐酸
20
热水
PVDF ECTFE PFA
cm³(STP)·mm/m²·atm·d
Solef® PVDF
好
Halar® ECTFE （F30）
很好 (pH 1-14)
Hyflon® PFA
非常优异
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MELTS
不同温度下的机械性能
60
在水或温和的化学品中
50
屈服强度 [MPa]
40 30 20 10 0
Solef / Hylar Halar Hyflon
优点 机械性能在所有氟塑料中最佳 – 是做管道的理想材料 对小分子有极佳的耐渗透性 对普通化学品在低于150°C的情况下有不错的耐受能力（PH<12） 弱点 对碱以及一些强酸耐受能力有限
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20
MELTS
Solvay Solexis 可熔融加工氟塑料
HALAR® ECTFE （F30）
Hyflon 管道系统
在高达260°C的环境下具有优异的耐化学性，和优良的机械性能 主要应用: 热交换器
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Solef
Halar ECTFE
Hyflon P, M Hyflon F
PFA 200 250
50
100 150 温度 [°C]
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MELTS
管道抗压性能
20年以上可承受环压
30
在腐蚀性化学品中
25 20 MPa 15 10 5
PFA
ECTFE
PVDF
ECTFE 优于 PVDF ! 溶胀
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MELTS
Solvay Solexis 可熔融加工氟塑料
SOLEF® 和 HYLAR® PVDF
均聚物: F26: F23: Solef 1000 和 6000 系列; Hylar MP Solef 10’000, 20’000 和 60’000 系列; Hylar SN Solef 30’000
端基: 全氟代的 –O-CF2-CF3 乙基乙烯基醚(PF-EVE) F O F m –O-CF2-CF2-CF3 丙基乙烯基醚(PF-PVE) n 也可同时含有甲基乙烯基醚PF-MVE (CF2)p– F
C C
p = 1, 2, 3
F
F
熔点: 280-310 °C 耐化学，耐温和机械性能优于F46 价格明显高于F46
TFE-MVE 共聚物，采用Solvay Solexis 独有的 MFA 技术生产， $$$ 极具吸引力的性价比！ 产地意大利
HYFLON® PFA P 和 M 系列 - ASTM D 3307 类型 I-IX PFA
产地意大利
$$$$
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MELTS
耐化学性和耐温等级
Halar牌号 熔点 MFI 熔指 (275°C) 902 215-225°C 0.8-1.3
@ 5 Kg
901 0.8-1.3
@ 2.16 Kg
300LC 1.5-3.0
@ 2.16 Kg
350LC 3-6
@ 2.16 Kg
500LC 15-22
@ 2.16 Kg
240-245°C
优点 耐化学性和耐渗透性俱佳 (优于 PVDF) 表面非常光滑 弱点 加工温度窗口窄 在高温和承受机械负载的情况下，有些牌号(901, 300, 350, 500) 有时会发 生应力开裂 Halar 902 是专门设计开发的一个耐热应力开裂的牌号
化学侵蚀 PFA 优于 ECTFE !
0
0 50 100 150 温度 [°C] 200 250
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Байду номын сангаас
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MELTS
耐渗透性能
在大多数情况下 (例如：HCl, 但不涵盖所有化学品):
Solef / Hylar Halar (阻隔效率 ) 耐渗透性
Hyflon
耐化学性
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在中等温度环境下，F30将出众的耐化学性和机械性能集于一身 推荐用于管材挤出的材料:
­ Halar 901: 在 50-100°C有更好的机械性能 ­ Halar 902: 可用同一个F30牌号将管子与 Halar 902 的内衬进行焊接 (→ 焊接更安全)
推荐用于注射成型的牌号:
­ Halar 300，350 或 500系列 ­ 与Halar 902类似的注射级别正在开发中
Hyflon: 最好的离型／释放性
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MELTS
加工特性
典型的熔融加工温度 Solef® & Hylar® PVDF: 200-250°C Halar® ECTFE: 260-280°C Hyflon® PFA: 370-420°C 对模具及设备使用的材料的要求 Solef® 和 Hylar®: 镀镍或镀铬就行, 当然用含镍合金钢更好 Halar® ECTFE和Hyflon®: 正常生产时需要用耐腐蚀的含高镍不锈钢(例如 Hastelloy®, Xaloy® , Inconel®或者新3号钢) 对于用量很少的试验，一般镀镍或镀铬的碳钢都可以用 加工使用的注意事项 无需特殊处理, 原料一般不必烘干 要有足够的通风排气系统 (因为在加工中会有HF产生)
CF3
熔点: 265-275 °C 耐化学，耐温和机械性能优于F46 价格与F46相近，或略高
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MELTS
可熔融加工含氟塑料
全氟化的氟塑料
分子结构就好象 PTFE + 端基（用来降低熔融粘度）
PFA – ASTM D 3307 类型 I-IX
F C F F C
PVDF ECTFE 100 PFA
g·mm/m²·d
g·mm/m²·d
0,15
PVDF ECTFE PFA
15
0,1
10
10
0,05
5
1 氧气 , 23°C
0 HCl 37%, 23°C
0 90°C的水
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MELTS 有机物
10
耐渗透性能
10
g·mm/m²·d
1
PVDF ECTFE PFA
ECTFE以及其它Solvay Solexis新型氟塑料 在化工，防腐和半导体等领域的应用
MELTS
综述
苏威苏莱克斯可熔融加工氟塑料简介 苏威苏莱克斯可熔融加工氟塑料的应用
管道系统 管道和槽罐内衬 泵，阀和管件接头及内衬 半成品 半导体行业 其他
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1
g·mm/m²·d
1
PVDF ECTFE PFA
0.1
0.1
己烷， 50°C
甲醇， 50°C
SOLVAY SOLEXIS
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MELTS
耐渗透性能
室温下的气体：与其他塑料比较
100000 100000 10000 1000 100
100
100000 10000 1000 LD-PE HD-PE PVC PVDF ECTFE PFA PCTFE PA 6
SOLVAY SOLEXIS
4
MELTS
可熔融加工含氟塑料
全氟化的氟塑料
分子结构就好象 PTFE + 端基（用来降低熔融粘度）
PFA – ASTM D 3307 类型 X-XIII
F C F F C F n F C O F C F m
端基: 全氟代的 –O-CF3 甲基乙烯基醚(PF-MVE)
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MELTS
Solvay Solexis 可熔融加工氟塑料
HYFLON® F / HYFLON® PFA M 和 P 系列
Hyflon 系列 熔点 最高连续使用温度 F 265-275°C 225°C PFA M 280-290°C 250°C PFA P 300-310°C 260°C
MELTS
可熔融加工含氟塑料
部分氟化的氟塑料 机械性能和耐化学性能兼顾 ⇒ PVDF （F2，F26，F23） ⇒ ETFE （F40） ⇒ ECTFE（F30） 全氟化的氟塑料 出众的耐化学性，耐温性，电绝缘性 接近 PTFE, 但是可以熔融加工! ⇒ FEP（F46） ⇒ PFA
价格 低