功能性氟樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)
含氟材料是高分子材料中綜合性能最優(yōu)異的材料。聚四氟乙烯是典型代表,其具有突出的耐熱性能、耐化學(xué)腐蝕性、耐候性、低摩擦性和低表面能等一系列杰出的性能,已成為許多領(lǐng)域和現(xiàn)代科技不可缺少的材料。我國(guó)PTFE的產(chǎn)能已達(dá)8萬(wàn)多噸,實(shí)際產(chǎn)量也超過(guò)5萬(wàn)多噸,但PTFE存在加工困難,耐應(yīng)力開(kāi)裂和抗蠕變性差等致命缺點(diǎn),限制了其在工程塑料領(lǐng)域的應(yīng)用。
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFF)兼具PTFE的耐酸、耐堿、耐化學(xué)品、抗老化性能和PE可熔融加工的熱塑特性。由于乙烯的引入大大提高了耐輻射性,其機(jī)械性能的改善更為突出,如韌性、硬度、冷流和蠕變都比PTFE和FEP好。其制件穩(wěn)定性可與尼龍或聚甲醛媲美。與短纖維和碳纖共混,其機(jī)械強(qiáng)度可達(dá)或超過(guò)尼龍?jiān)鰪?qiáng)制品。特別是在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等化學(xué)介質(zhì)條件下,作為工程塑料應(yīng)用更為突出。而且,ETFE熔融成形性?xún)?yōu)異,其成形物有著優(yōu)異的阻燃性和耐化學(xué)性。總之,ETFE已經(jīng)成為各種高科技產(chǎn)業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵材料。
目前,普通ETFE材料,由于分子鏈剛性大,熔融粘度高,成型困難,而且成型產(chǎn)品存在內(nèi)應(yīng)力,加工和熱分解溫度相差小等問(wèn)題。國(guó)外早期的專(zhuān)利已有研制改性的熱塑性氟塑料ETFE樹(shù)脂的報(bào)道,如美國(guó)Du Pont公司和西德 Hoedist 公司著手研制改性的熱塑性氟塑料ETFE樹(shù)脂。改性的ETFE樹(shù)脂除具有通用ETFE樹(shù)脂優(yōu)良的性能外,還具有更好的透明性、熔體加工型和耐候性等,但涉及的核心技術(shù)一直未公開(kāi)。上世紀(jì)60年代開(kāi)始,國(guó)內(nèi)有多家研究機(jī)構(gòu)和公司開(kāi)始跟蹤國(guó)外ETFE材料生產(chǎn)技術(shù),但由于未能掌握核心的合成技術(shù)和加工工藝,都沒(méi)有獲得大的進(jìn)展,一直停留在實(shí)驗(yàn)室階段,沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)化。目前,ETFE產(chǎn)品還完全依賴(lài)進(jìn)口,國(guó)內(nèi)大型客機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)飛機(jī)和多種軍事裝備等重點(diǎn)國(guó)防軍工項(xiàng)目需要大量ETFE材料而無(wú)法生產(chǎn),而國(guó)外進(jìn)口原料易受到國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì)的影響,供貨渠道不穩(wěn)定,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,嚴(yán)重制約著相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的更新?lián)Q代和產(chǎn)業(yè)升級(jí),急需性能優(yōu)良的國(guó)內(nèi)ETFE產(chǎn)品。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)出新的ETFE樹(shù)脂分子鏈結(jié)構(gòu),并通過(guò)第三單體、聚合溶劑、聚合技術(shù)的控制,已初步實(shí)現(xiàn)ETFE樹(shù)脂的工業(yè)化生產(chǎn)。
濟(jì)南大學(xué)
2021-04-22