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氟塑料的來源以及特性(FEP、PFA、ETFE、PVDF)

時間:2025-10-30 09:34:25瀏覽量:310字號:AAA


提到鐵氟龍高溫線,就繞不開核心輔料 —— 氟塑料。這種材料憑借獨特性能,成了高溫線絕緣層的優(yōu)選。下面我們就從原料與生產(chǎn)來源、特性、種類到應用,一步步揭開氟塑料的面紗,從零開始了解它。

01

氟塑料的產(chǎn)生?


一:原料-從氟石到關鍵單體的轉化

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螢石結晶

螢石晶體結構

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氟塑料的原料源頭,始于一種名為氟石(又稱螢石,化學成分 CaF?)的天然礦物,它是氟元素的重要天然來源。氟石與硫酸發(fā)生化學反應后,會生成氟化氫(HF),這是制造氟塑料的核心基礎原料。

有了氟化氫,還需進一步制備生產(chǎn)氟塑料的 “建筑積木”—— 關鍵單體。在催化劑的作用下,氯仿、四氯乙烯等氯化烴能與氟化氫發(fā)生氟化反應,生成含氟化合物。這些含氟烴再經(jīng)過熱分解、脫氯等一系列精細工藝流程,最終得到四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯等制造氟塑料的關鍵單體。

這些單體通過兩種主要方式聚合:一是均聚,即由單一類型的單體聚合;二是共聚,即由多種不同單體共同聚合,最終形成成分、性能各異的各類氟塑料。


二-生產(chǎn):從被發(fā)現(xiàn)到應用

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氟塑料粒料




1934年由德國I.G.Farbenindustrie 公司的發(fā)明了聚三氟氯乙烯(PCTFE)以后,杜邦公司普蘭科特(Plunkett)博士于1938 年發(fā)明聚四氟乙烯(PTFE),開含氟聚合物研究應用之先河。

1938年,杜邦公司在研究氟里昂致冷劑時,發(fā)現(xiàn)了一種具有極好耐腐蝕性和使用溫度范圍的很廣白色固體,這就是后來有“塑料王”美譽的PTFE。PCTFE與PTFE(聚四氟乙烯)的開發(fā)成功并商品化,標志著一個嶄新的氟聚合物產(chǎn)業(yè)誕生,是氟塑料工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑。

塑料王“PTFE”性能優(yōu)異,應用廣泛,此外,衍生物PVDF、 ETFE、FEP、PFA、PVF、PCTFE 均為熱塑性含氟塑料,重點集中在FEP、PFA線纜的應用上。隨著高分子科技的不斷發(fā)展,氟塑料品種正在逐步增多,應用范圍日益擴大。

氟塑料的生產(chǎn)受資源分布影響較大。由于螢石資源的分布不均,氟塑料生產(chǎn)企業(yè)往往會靠近螢石產(chǎn)地或化工產(chǎn)業(yè)基礎較好的區(qū)域,以降低原料運輸成本、保障生產(chǎn)供應鏈穩(wěn)定。此外,生產(chǎn)過程中對技術工藝、環(huán)保要求較高,具備先進生產(chǎn)技術和完善環(huán)保設施的企業(yè),更能在氟塑料生產(chǎn)領域保持競爭力。

02

氟塑料的獨特特性?

為何能成為優(yōu)質輔料?

氟塑料之所以能成為鐵氟龍高溫線絕緣層的優(yōu)選輔料,離不開它出色的特性,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

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耐溫性:

氟塑料有著優(yōu)異的耐熱/寒性和阻燃性。

像我們常說的可溶性聚四氟乙烯(PFA),長期使用溫度在—250~250℃,熱分解溫度在450℃以上,即便在低溫環(huán)境下,性能也能保持穩(wěn)定,這對高溫線在不同溫度場景下的使用至關重要。

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電氣性能:

在電性能方面,尤其是高頻電性能,氟塑料表現(xiàn)卓越。即便在有干擾和高溫的環(huán)境中,它也能保持良好的絕緣性能,這能有效保障鐵氟龍高溫線的絕緣效果,避免電路故障。

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不沾性:

氟塑料分子中含有大量氟,這讓它具備了獨特的不粘性和憎水性。表面氟含量高的特點,還讓它便于和其他多元材料搭配使用,在實際應用中更加靈活。

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耐腐蝕以及機械性能:

氟塑料能抵御酸堿等多種腐蝕性物質的侵蝕,在化工等腐蝕性較強的環(huán)境中也能穩(wěn)定工作。同時,它的機械強度會受材料成分影響,部分氟塑料機械強度較高,能滿足不同場景下的使用需求。

03

各有優(yōu)勢的氟塑料常見種類?

氟塑料家族成員眾多,不同種類有著不同的特點和適用場景,常見的有以下幾種:


聚四氟乙烯(PTFE):

PTFE它被稱為 “塑料王”,以極強的化學穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐溫性著稱,常被用作密封材料、填充材料,在鐵氟龍高溫線絕緣層中也有廣泛應用。不過,PTFE 熔融流動性差,通常采用壓縮或柱塞式擠出成型,加工時需要高溫高壓。



可溶性聚四氟乙烯(PFA):

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PFA 可以在較低的熔融溫度下加工,操作相對便捷,主要用于制造特殊電纜,滿足一些對電纜性能有特殊要求的場景。



全氟(乙烯—丙烯)共聚物(FEP):


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FEP 具有阻燃性和低發(fā)煙性,這一特性讓它特別適用于電纜領域,能提升電纜使用的安全性,F(xiàn)EP也是目前應用于鐵氟龍高溫線絕緣層的主要材料。



乙烯—四氟乙烯共聚物(ETFE):

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ETFE 具備耐磨損的特性,適用于對電纜表面耐磨性要求較高的高要求電纜制造。



聚偏二氟乙烯(PVDF):

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PVDF是氟樹脂中機械強度最優(yōu)越的產(chǎn)品,拉伸強度高,沖擊強度好,可以做電線電纜的絕緣、護套,也可以做注塑使用。


除了 PTFE,其他氟塑料一般采用擠出、注塑等工藝進行加工,具體選擇哪種工藝,會根據(jù)不同氟塑料的特性來決定。

最后,氟塑料類材料絕緣性能優(yōu)異,還具備良好的耐候性和高頻電氣性能,因此被廣泛用于電線和電纜制造,除了鐵氟龍高溫線,在其它的多種電氣設備線纜中也能看到鐵氟龍絕緣層的身影。