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全氟烷基化学品及新材料发展的方向
- 2019-07-09 -

    全氟烷基属于含氟化学品,全称全氟烷基乙基丙烯酸酯,目前含氟化学品和含氟新材料在世界上使用的已有几千个品种。氟化工的基础原材料是萤石和硫酸,氟化工的基础产品是氢氟酸。氟化工主要是指以氢氟酸为基础合成的各类含氟化学品、含氟新材料、含氟中间体、含氟助剂、添加剂、改性剂、试剂、涂料等产品和产业。
    含氟新材料主要是指有机高分子化合物主链、侧链中与碳原子直接共价链相连的氢原子被氟原子全部或者部分取代后形成的高分子聚合物。由于氟原子具有较低的极化率、最强的负电性(4.0),较小的范德瓦尔半径(1.32A(O))和含C-F基团的新材料具有的优异的耐高温、耐强化学腐蚀、耐久性、耐侯性、耐溶剂性、耐各种酸碱的不活泼性、低可燃性、低磨擦性、低电容、低表面能(既不亲油也不亲水)、低吸湿性、超强耐氧化性、附着力强等优异特性,使氟化工产品和含氟新材料在国防、航空、航天、航海、汽车、化工、石油、核能、环保、通信、电力、电器等装备制造,仪器仪表、电子信息、纺织、机械、医药、涂料、光纤、光伏、核材料、特种橡胶、制冷剂制造和高科技农业等产业领域具有日益重要的新用途。
    进入新世纪以来,世界各国和国内不少省市,已将高科技含氟新产品、新材料开发列为优先发展的产业制高点。以美国杜邦公司、3M公司,日本旭硝子公司、大金公司,德国Dyneon公司,法国Aakema公司,比利时Solvay公司、英国帝国化学公司,我国的山东东岳集团、浙江巨化集团、上海三爱富新材料有限公司、中昊晨光化工研究院、常熟大金氟化(中国)有限公司,以及中科院上海有机氟研究所、西安近代化学所、辽宁氟化工材料研究院,国内一批大学的化工材料学院和江浙两省十几个市的两百多家氟化学品制造企业为代表,先后开发生产出一大批氟化学和含氟新材料及其制品。这些产品主要用于炼铝;新型制冷剂;各种薄膜、功能膜;线缆绝缘保护层、各种涂料、垫片、护套、内衬、O型圈、密封条、密封环;各种管、板、型材、异型材及其制品,各种容器及支架(微电子用);医疗器械、医学及人工脏器材料;光缆芯材、微电子和机械行业的高级润滑油脂、高级油墨材料、高档化妆品助剂、特种织物材料、文物处理材料、医用材料;耐腐蚀的各种泵阀;满足特种用途的重要装备(国防、核工业、电力、航空、航天、航海、电子电器、通讯等行业)的关键零部件等行业。具体应用比如烧碱行业用的离子膜、分离行业和环保行业使用的渗透膜和反渗透膜,航空航天军舰耐腐蚀、抗紫外线、耐高低温附着力强的涂层,核电站电缆、深海及恶劣环境使用的通讯光缆、光伏覆膜材料,潜艇天线屏蔽涂层、舰艇防海生物附着涂层,战斗机燃料油箱密封、战略轰炸机润滑密封、超音速战机座舱外壳、卫星和宇宙飞船耐氧化耐高温外壳、空间站燃料电池覆膜、柔性太阳能电池封装覆膜,长寿命高科技农业温室棚膜,耐强酸碱、强溶解、绝缘、阻燃和耐高低温、长寿命的容器、制品、零部件、衬里和涂层,星载及六氟化铀浓缩装置的高可靠性轴承润滑(全氟聚醚)、军工及国防工业装备使用的高可靠性耐醇醚耐油防腐抗老化抗紫外线抗辐射的胶管、涂层等。世界上纺织、汽车工业对氟材料的使用也在迅速增加。民用高层建筑物和家用不粘锅的长寿命涂料也是含氟高分子材料制造的。再比如世界上在六、七年后停止使用134a制冷剂后,规定使用的152a等下一代制冷剂也是含氟化学品。随着我国的快速发展和氟化工、含氟材料在技术上的不断突破,含氟化学品和含氟新材料的应用领域还将不断扩大。
    目前我国在氟化工与含氟新材料发展方面与美、日、欧虽然已形成四足鼎立之势,但与发达国家在品种、应用、研发和规模上还有巨大差距,许多国内发展急需的含氟新材料项目还有等加快开发和建设。为加快国内含氟化学品和含氟新材料的发展,在荧石资源丰富、硫酸和烯烃工业发展基础较好的地区,应通过整合资源,吸引国内外大企业大集团,通过集群化、园区化,按照两型社会建设和发展循环经济的要求,可建议重点发展以下氟化工和含氟新材料项目:
1、氢氟酸
   这是发展氟化工和含氟新材料的基础原料。主要原料是荧石和硫酸,生产的废渣荧石泥已广泛用于生产耐酸碱耐腐蚀的特种水泥。荧石、硫酸和氢氟酸一体化的企业,硫酸生产过程中产生的废渣已广泛应用于生产高铁水泥或铁精粉。
2、冰晶石:主要原料为氢氟酸和氢氧化铝(或氧化铝)。主要用作炼铝的助熔剂等。距离铝较近的氟化工企业可充分利用铝厂、氧化铝厂从废气中回收的氢氧化铝生产冰晶石再销售给铝厂使用。
3、聚四氟乙烯(PTFE)
   这是含氟新材料的基本品种。二世战前美国一直将该技术对外保密,在美国的曼哈顿计划中用其作为生产六氟化铀设备的内衬和密封材料。由于PTFE具有优异的化学稳定性、耐高低温性、不粘性、润滑性、电绝缘性、耐老化性、抗辐射性等特点,从上世纪三十年末开始,该材料的应用已从最初的核工业、核能工程、航空、航天、舰艇、军工等领域扩大到石油、化工、机械、电子电器、建筑、纺织、医学、印刷、防腐、涂覆等各个领域。至今人们还习惯将TPFE称作“塑料王”。在长期的实践中世界各国的氟化工专家主要利用以下方法生产PTFE:①杜邦公司早期用四氟化碳或四氟化硅,在通过碳电极形成的2000℃以上的高温中制备四氟乙烯,再进行聚合;②美国3M公司利用三氟乙酸钠与氢氧化钠混合热解生产四氟乙烯再行聚合;③氟仿热解生成四氟乙烯和六氟丙烯;④用CFC-114加入锌粉脱氯制备四氟乙烯;⑤由CFC-12加氢制备四氟乙烯;(意大利Montedson公司、美国Universal公司将此工艺改进后均建成了工业化装置);⑥利用废旧聚四氟乙烯热分解生产四氟乙烯、六氟丙烯和全氟异丁烯,再生产PTFE。⑦世界迄今为止应用最多的工艺为HCFC-22热解制备四氟乙烯。该工艺最先为美国杜邦公司实现工业化。
   我国的华东理工大学利用氯化钾、铜粉组成的三元催化剂在600-620℃进行催化裂解反应取得了较高的转化率;世界上也有采用盐熔通入干燥的CO2或N2气作载体大幅度提高HCFC-22转化率和四氟乙烯产率的工艺。
   聚合工艺多采用悬浮聚合技术。原料成型一般为多孔和小孔成型的树脂粒或粉末产品。加工后可双向拉伸成棒、管、带、丝;可压延成定向膜、生料带、膜片;可通过涂覆工艺进行浸涂、喷涂;可注塑加工成各种机械零部件、隔膜、弯头、管道、泵阀等各种型状,还可用于焊接、粘接、吹胀和回收后再用。
   近十多年来,世界PTFE主要生产国还通过表面改性、填充改性、聚合物共混改性开发生产出了满足各种用途的PTFE改性产品。
PTFE产品主要分为粗粒级、填料级、粉末级、水性分散级和石蜡级。树脂类型主要为悬浮树脂、分散树脂和浓缩分散液三大类。市场前景巨大,需求量持续上升。
4、热塑性含氟聚合物。其品种主要有:
①聚偏氟乙烯(PVDF),它是世界上仅次于聚四氟乙烯的含氟高分子新材料。
   广泛应用于计算机、航空航天、信息处理、音响器材、医疗器械、机器人、物理测试、光学仪器、兵器工业等,它除具有聚四氟乙烯的优良性能外,其刚性、硬度、抗蠕变性能尤其突出,相对密度小、熔点较低、熔融流动性好可进行模塑、注塑、挤塑、吹塑、涂覆、拉丝加工成各种形态和制品。上海三爱富公司,浙江省化工科技集团、浙江巨化公司,江苏梅兰公司均有生产。该产品用途迅速扩大,产能远远满足不了国内需要。
生产方法主要有:三氟甲烷(HFC-23)、三氟溴甲烷(BFC-13B1)、三氟氯甲烷(CFC-13)和甲烷或乙烯脱卤化氢制备;也可由二氟-氯甲烷(CFC-22)、二氟二氯甲烷(CFC-12)与甲烷或甲基氯裂解制备等。
②乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)
   该产品加工和成型等特性大大优于聚四氟乙烯,是最强韧的氟塑料,除具备聚四氟乙烯的特能外,它的耐辐射和力学性能大大改善,拉伸强度可达50MPa,几乎为聚四氟乙烯的两倍。它不仅加工特性优良,而且对金属表面的附着力大大提高,使其与金属材料的旋转内衬寿命、可靠性大大提高。由于其密度比PTFE和FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)低,韧性、硬度、拉伸强度和抗蠕变性能比PTFE、FEP高,抗冲击性、耐磨损性、辐照性能都比PTFE和FEP好,其零部件尺寸稳定性可与尼龙或聚甲醛媲美,与短玻璃纤维、碳纤维共混后其机械强度可达到或超过尼龙增强制品。这些优良性能使其作为高性能工程塑料广泛应用于汽车、航空、机器人的电线电缆绝缘材料及传输特殊液体价质的管道衬里涂料。美国杜邦、日本旭硝子、日本大金、美国3M、意大利苏威公司均有生产。上海有机所曾拥有ETFE粉末涂料专利。由于该产品用途不断扩大,应用范围不断扩展,世界产量正处于不断扩大之中。国内尚无生产厂商,我国迫切需要发展该项目。
③聚全氟乙丙烯(FEP,也叫四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)
   它广泛应用于电子、电气、化学工业上,尤其在高性能、高品质电线电缆的制备和通讯、航天、精密仪器等领域得到广泛应用。目前合成、成型加工及应用技术相对比较成熟,在许多领域可替代聚四氟乙烯(主要是FEP比PTFE具有良好的成本优势)。日本大金公司,美国US4029868、5677404、5703185专利;日本特公昭-632281专利和德国Hoechst公司、日本Daikin公司均开发出了聚全氟乙丙烯(FEP)的改性新产品。
FEP主要用于生产电线、电缆包覆层、按插件、高频电子设备运输线、计算机导线绝缘层与零部件;管道、阀门、泵、容器、塔器防腐衬里,热交换器及防腐过滤网;密封件及轴承;航空导线、特种涂料及零配件;医学心脏瓣膜及细小气管;塑料加工助剂、膜塑润滑剂、热收缩管、复合材料、隔离材料、高可靠绝缘材料、防粘材料、防腐材料、甲醇燃料电池质子交换膜、长寿命离子交换树脂、建筑物高可靠性的导线绝缘护套等。在我国应大力开发建设该项目。
④四氟乙烯-全氟正丙基乙烯基醚共聚物(PFA)
   它是目前世界上开发的很重要的含氟材料新产品。它的化学稳定性、物理机械性能、电绝缘性、润滑性、不粘性、耐老化性、不燃性和热稳定性都非常好,而且高温机械强度比聚四氟乙烯高2倍左右,又具有良好的热塑性,克服了加工难的缺点。因此用途更加广泛。美国杜邦、3M;日本大金、旭硝子;德国苏威均有生产,上海有机氟材料研究所有试生产的产品。
由于不会污染所接触的化学品,以适应半导体工业对高纯级PFA的要求,用于制作贮存和输送高纯化学品及高纯水的容器、瓶子、泵、管件及管材等。我国迫切需要发展千吨级的装置。
⑤聚氟乙烯(PVF)
   它主要用于生产薄膜和涂料。由于它具有较高的机械强度和耐磨性,而含氟量较低价格也相对较低,广泛用于建筑、化工、电子等工业领域。美国杜邦、Diamond Shamrock公司、日本电器化学公司、浙江省化工研究院、浙江蓝田环保高科股份公司、中昊晨光化研究院均有生产。美国杜邦开发的Tedlar PV2100系列聚氟乙烯薄膜用于太阳能装置的后保护板,能提高太阳能板的热接收效率,还可延长太阳能板使用寿命。我国生产的该产品大多数用于生产干粉涂料、高档含氟油漆等,少量用于制膜。
工业上制备最常用的方法是用乙炔气相氢氟化法:
CH—CH+2HF→CHF2-CH3
(乙炔)
CHF2-CH3→CH2=CHF+HF
(氟乙烯单体)
   利用氟乙烯与六氟丙烯、偏氟乙烯、其它含氟单体、不含氟单体(乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯酯等)共聚,还可生产出一系列新的改性新产品。
从国际上看:聚氟乙烯薄膜主要用于生产聚氟乙烯薄膜层压钢板(保护层抗老化性能提高2倍);用作建筑材料的保护层(耐候 、抗污、易洗、养护费用低),园艺温室材料(耐候、耐高低温、透光性好、使用可达8年以上,是最理想的温室材料),充氦飞船和系留气球的外保护层(可用于电视、电话、广播、军事侦察、广告等,抗拉强度高,寿命长),环氧树脂、酚醛树脂、聚酯和其它增强塑料制品生产的脱模剂(非黏特性好、耐高温,可在200℃以下连续工作24小时,可提高效率降低成本),可用于生产电线、电缆包皮和电子产品的密封件,可作太阳能吸收器的薄膜材料(透明膜、反射膜、吸收膜等),可作汽车工业的外层保护膜、装饰件,可作道路音壁材料的保护膜等。
聚氟乙烯涂料,具有耐紫外线、耐化学药品、耐腐蚀、耐热、无毒、抗冲击、附着力强等特点,主要用于耐腐蚀等恶劣环境和特殊行业使用的容器衬里;高防腐高抗磨条件下使用的小型机械零部件表面涂层、叶轮、叶罩、天线、电极、钢和各类有色金属、合金制品的表面涂层;建筑预制品(铝、铜、钢等)的精饰涂层;各种用途的高级防腐蚀、抗紫外线、耐老化、长寿命、耐高温、附着力强的涂层。
⑥三氟氯乙烯均聚物及共聚物(PCTFE)
   它是一种可以熔融加工的热塑性氟塑料,比聚四氟乙烯硬度大、耐蠕变,具有很低的水蒸气和气体渗透性,抗紫外线、r射线能力强。
生产方法主要是:利用三氟三氯乙烷(CF2ClCFCl2)催化、加氢、电解脱氯等工艺制成(单体:CF2=CFCl)。
    该产品主要用于防腐蚀阀门的生产,可用于生产高防腐的球阀、截止阀和隔膜阀及其衬里、球体;耐腐蚀的离心泵(用于强酸、强碱、强氧化介质)、管道等;用于要求极高的化工防腐涂层、涂覆工艺,如涂于反应釜、贮罐、塔器、管道、各类容器、鼓风机、滚筒等内部和表面;用于生产包装电器组件、太阳能收集器保护层、显示器保护层、场致发光组件封装材料、光伏及微电子封装材料;还可用于仪器仪表组件、电子组件、电气组件、医疗材料和药剂等的包覆材料。由于其优异的耐低温性能还可用作液氮、液氧、液态燃料的密封材料,可用于生产光学仪器、夜视镜和潮湿环境中的插件、印刷电路板等,还可用于生产氟氯油产品,作惰性密封剂、氧处理设备的润滑油、耐酸蚀性介质、回转仪浮选液体、热塑性塑料增塑剂。在国际上最大的应用主要是用于生产高压电缆、公交电缆、火警电缆及阴极保护电缆、计算机用线等耐高低温防腐抗老化长寿命高安全性的护套。制造化工用的釜、罐、塔、离心机、泵、阀、反应堆、换热器、输送管道、波纹管、热电偶套管、化工膜、槽和各种衬里等;生产光纤护套、防腐织物(过滤网、布、衣料织物)消雾剂、编织管使用的纤维(拉丝);浸渍热固性聚合物用以制备纤维增强的层压化学管材和容器。还可作航天液氧等推进剂(高能液体燃料)的衬垫、人工太空舱和航空舱的组件、旋绕管,太空服中的可膨胀耐磨织物和软管。
三氟氯乙烯与乙烯、乙烯醚等共聚,均可扩大其用途,可用于特种用途的高可靠长寿命的防腐、密封材料,可注塑、吹膜、拉丝、编织、涂覆、包覆、喷涂、粘接等。
5、含氟弹性体
   含氟弹性由于其具有优异的耐高温、耐化学品性、耐候性、良好的机械性能、电绝缘性能和抗辐射性能,可成为用于各种用途的综合性能最佳的“橡胶王”。可用于生产耐剧烈温度变化、化学侵蚀条件和对可靠性有极高要求的领域,如汽车、飞机、航天发动机引擎周围的密封材料,油气井、炼油、化工使用的各种密封环、密封圈、密封件等。
主要品种有:
①偏氟乙烯-六氟丙烯聚合的含氟弹性体(VDF-HFP氟橡胶)
②四氟乙烯-丙烯聚合的含氟弹性体(TFE-P氟橡胶)
③偏氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚含氟弹性体(VDF-HFP-TFE氟橡胶)
④偏氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚-三氟乙烯共聚含氟弹体(VDF-PMVE-TFE氟橡胶)
⑤乙烯-三氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚含氟弹性体(E-TFE-PMVE氟橡胶)
⑥三氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚含氟弹性体(TFE-PMVE氟橡胶)
⑦含氟热塑弹性体(FTPE)
   日本生产的含氟热塑弹性体为嵌段共聚物,其软段为偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物,硬段由四氟乙烯/乙烯共聚物或聚偏氟乙烯组成。
①-⑦这类品种主要用作高可靠性特种封密材料、电缆电线护套等。
⑧液体含氟弹性体(例如:偏氟乙烯-六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚液体氟弹性体)
   这类产品主要作黏结剂、涂料、填缝剂、氟塑料加工助剂、航空航天密封材料等。
⑨氟硅弹性体(氟硅橡胶)。这类产品主要有聚甲基三氟丙基硅氧烷等。主要用航天、航空、石化等行业的高可靠性耐油耐溶防腐的密封材料、垫片等。
⑩氟膦腈弹性体。例如,用氟碳醇取代二氯磷腈聚合物中的氯形成的氟膦腈橡胶,在国防、宇航、航空、石化等行业主要用于O型环、密封件、燃油管、垫片、隔膜、减震器的制造。
我国氟橡胶生产企业主要有上海三爱富、中昊晨光化工研究院、山东东岳集团、江苏梅兰化工、浙江巨化等公司。我国在全氟醚橡胶、偏氟乙烯橡胶、氟膦腈橡胶、四氟乙烯/丙烯橡胶、热塑性橡胶方面还是空白,迫切需要大企业投资开发。
6、含氟聚氨酯
   主要用作工业设备、家用电器、家俱、汽车、轮船、飞机的表面涂料和医学、织物、皮革、地毯等产品生产及表面处理等。
主要品种有:含氟一元醇类产品、含氟二元醇类产品、含氟多元醇类产品(如氟乙基乙烯基醚多元醇树脂、六氟丙酮衍生多元醇、全氟烷基多元醇、含氟丙烯酸多元醇等)、含氟异氰酸酯类产品、含氟前驱物类产品等。
主要用途:
   在涂料领域主要用于生产溶剂型、水性含氟聚氨酯涂料和粉末涂料;在织物处理方面主要用于提高织物的耐油耐水性;在皮革方面可通过皮革涂饰提高皮革的耐油耐水和美观性、耐用性、抗污性、表面光滑性;在地毯可用作耐油耐水涂料;在陶瓷上可作耐油耐水耐候耐污的烘烤前白色环氧树脂底漆上第二层涂层;还可用于石材的耐候性处理;也可用于镜子、镜片、玻璃、光组件的防雾涂层(例:可由六甲基二异氰酸酯的三聚体与3,3,3-三氟丙基乙醇反应生产的含氟聚氨酯涂料,在100℃固化后,可在镜片、玻璃、光学光伏组件上形成防雾防水防油和高透光涂层)。
用羟甲基为末端的全氟聚氧烷基醚与异佛尔酮二异氰酸酯反应,再与聚乙二醇反应,再与甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯反应,经光固化聚合后得到的树脂,可用于生产具有良好氧透过性的硬的接触性镜片或光学树脂镜片。
   含氟聚氨脂树脂的一些品种还可用作牙科材料(填充材料)、外科手术黏合剂、光纤包覆材料、汽车缓冲器、汽车内饰弹性体组件、印刷电路板材料、绝缘材料、磁盘等具有记录介质的润滑剂等。
7、含氟丙烯酸酯聚合物
   主要用于生产塑料光导纤维及其制品、耐侯耐油抗水抗污耐老化长寿命的涂层和各种用途的材料。
目前世界上开发的电化学氟化工产品中的含氟丙烯酸单体的公司主要是美国3M公司。主要品种如甲基丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸含硫杂原子全氟烷基酯、甲基丙烯酸含氮氟烷基酯、甲基丙烯酸全氟磺酰胺酯、全氟代丙烯酸甲酯、全氟代丙烯酸氟烷基酯等产品及其聚合物。
由于其具有良好的表面性能(拒油拒水抗污染性能)、耐高低温抗紫外线抗辐射、抗冲击、硬度高、易加工、抗拉强度高、透光性好、折射率低、耐腐蚀、附着力强、黏接牢固、密封弹性好等性能,可广泛用作纺物整理助剂、建筑涂料、纸制品处理、电子器件和光学元件制造等。以上产品美国杜邦、3M公司、日本大金、旭硝子公司均有生产。
   这类产品在我国大多数为空白。例如用于生产隐形镜片的高透氧性材料-甲基丙烯酸硅烷酯与甲基丙烯酸氟烷基酯共聚物、全氟聚醚双丙烯酯聚合物等,都是国内迫切需要、市场潜力极大的光学树脂新材料,急需要进行开发和生产。
8、含氟调聚物
   调聚物是在引发作用下,由调聚剂与含不饱和双键的单体发生的加成聚合反应形成的产物。人们研究调聚法主要是为了寻找一种含氟聚合物的合成模型,用来达到预测其聚合度、聚合物结构及反应机理的目的。
   含氟调聚物以及由调聚法生产的含氟低聚物具有很多特殊的性能,如优异的热稳定性、出色的表面性能、低磨擦系数、低介电常数、很高的化学稳定性等。
①作为高级润滑剂、润滑油使用的产品:如美国3M公司生产的KelF油(简称氟油)、全氟聚醚、含氟硅油或聚甲基三氟丙烯硅氧烷(美国康道宁公司、杜邦公司、日本大金公司、比利时苏威公司生产)。
②作为表面活性剂的产品:含氟丙烯酸酯类、含氟苯乙烯、含氟硅氧烷、含氟聚磷氮烯等调聚物,可用于生产阴离子、阳离子、两性离子、非离子型表面活性剂,泡沫灭火剂、织物保护整理剂,皮革保护涂层,石材保护涂层,光纤材料及包覆层,光学光件及光学玻璃高透性去油去水涂层,感光树脂、化工分离专用树脂和膜材料,含氟弹性体材料,固体推进剂材料,牙科材料等。如康道宁公司生产的含氟聚硅氧烷、含氟聚磷氮烯等。
③在医学上的应用,如利用含氟辛基溴作代血液制品。在化工上,不少调聚物主链两端都是官能团,这类化合物也是缩聚和加成聚合的起始原料,也是可控含氟调聚物的中间品。
含氟调聚物品种很多。目前人们开发出的全氟聚醚,含氟α、w-二烯烃、二醇、二酸、二醚、双丙烯酸酯、双氰酸酯或二胺。再通过双氰酸酯和双丙烯酸酯合成含氟聚氨酯、聚醚、聚胺、聚酰亚胺和硅氧烷等产品。这些调聚物的性能,主要依赖于含氟链段的位置:含氟聚合物在聚合物主链上时,呈现较好的热稳定性和化学惰性,在侧链上时,则具有很高的表面性能(例如抗紫外线、憎油憎水、附着力强,耐高低温等)。
   目前工业上含氟调聚物多采用全氟碘代烷。含氟织物整理剂、含氟表面活性剂等大宗含氟精细化学品,均要用全氟碘代烷。目前该产品全部依赖进口,国内急需进行开发和生产。
9、含六氟异丙基的高性能聚合物
   为了改善聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯等高性聚合物的加工困难(分子链间作用强、固有的分子刚性和半结晶态),人们希望在这些高聚物分子链上引入一个合适的分子团,既能改善其加工性、溶解性又不影响其高性能。后来人们经过研究发现,在高分子链中引入六氟异丙基基因后,提高了聚合物的溶解性、抗氧化和热稳定性、光透过性、阻燃性和耐UV辐射性,降低了聚合物结晶性、介电常数、吸水性、表面能和颜色(颜色变浅)。六氟异丙基基团本身很稳定、密度高、有韧性、非轭,使其在引入到化物和高聚物分子链后,表现出一系列特殊性能。目前,国际上已生产出一批含六氟异丙基的聚合物,广泛用作耐热涂料,保护膜、气体分离膜、光纤护套、黏合剂和补牙材料。在航空、航天、军事、电子信息等许多高科技领域均得到广泛应用。
商品化的产品主要有:2,2-二(4-氨基苯基)六氟丙烷;2,2-二(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷;2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯]六氟丙烷;2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷;2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷;2,2-二(4-羧基苯基)六氟丙烷;4,4-(六氟异丙基)二邻苯二甲酸二酐;1,3-二(2-羟基六氟-2-丙基)苯;1,4二(2-羟基六氟-2-丙基)苯;含六氟异丙基聚醚;含六氟异丙基聚醚酮;含六氟异丙基聚酯;含六氟异丙基聚丙烯酸酯;含六氟异丙基聚酰亚胺;含六氟异丙基聚酰胺;含六氟异丙基环氧树脂等。
10、全氟离子交换树脂和全氟离子交换膜
   全氟离子交换树脂和交换膜,世界上主要由美国杜邦、日本硝旭子公司、旭化成公司和中国的山东东岳神舟新材料公司生产。全氟离子交换树脂可以广泛应用于所有化工树脂分离、水处理、植物有效化学成份分离等领域。全氟离子交换膜主要用于氯碱生产的电解槽内耐强腐蚀的离子交换膜;电池汽车使用的甲醇燃料电池、全钒氧化还原液流电池(也叫钒电池)的离子交换膜。全氟离子交换膜还用于:由氯化钾溶液电解制造碳酸钾、由氯化钠溶液电解制造碳酸钠、氯化钠溶液电解制造亚硫酸钠、硫酸钠电解制造烧碱和硫酸、阳极氧化法制造过硫酸铵、阴极还原法由二氧化氯制造亚氯酸钠、丙烯腈电解还原制乙二腈等。全氟离子膜还可广泛用于铬酸再生;贵金属分离、提取、回收;水处理;植物有效化学成份提取等。由于全氟离子膜具有优良的离子传导性、耐热、耐强酸碱腐蚀等特性,应用将日益广泛。全氟离子膜在我国,总体上规模小,品种少,急需在技术上进行突破,进一步扩大生产应用范围。美国杜邦生产的应于氯碱和燃料电池汽车的高性能含氟材料膜的商品名为Nafion膜。
11、含氟聚醚油:高级润滑油,主要用作航空、航天、汽车等发动机润滑。
12、全氟十萘(C10F18):是人造血液的原料。由三氟化钴与氟四氢萘合成。中科院上海有机化学所在这方面取得过重要成果。
13、全氟辛酸:是一种高效表面活性剂,广泛应用于纺织品、纸张和皮革的表面整理,以达到防油、防水和去污的作用。
用全氟辛酸衍生物配成的溶液可用作高效灭火剂。
14、全氟叔胺:高效表面活性剂。广泛应用于电子元器件封装、电器设备冷却、高速焊接、氟碳血液制剂等。美国3M公司、武汉长江化工厂生产。
15、全氟烃(油):应用于分离六氟化铀同位素(核工业用);利用其在纯氧中不燃烧、不爆炸(高化学惰性、高热稳定性和不燃性),已广泛应用于抗氧化的航空航天润滑油、工业仪表用润滑油;在电子工业上用作集成电路的等离子刻蚀剂:全氟碳油(全氟甲基环己烷,C7F14)与氧气在高频辉光放电下产生等离子气体,用于干法蚀刻多晶硅、单晶硅、氮化硅等,以生产集成电路等;全氟油还可用作高可靠性变压器油,用于军工和宇航工业(冷却效率可提高1.5-3倍);全氟油还可用于电子元器件、集成电路、半导体器件等的检测和封装(长期使用不变质、热稳定性好、表面张力低、润滑性好);全氟油中的全氟甲基环戊烷(C6F12)、全氟己烷(C6F12)可代替F113等传统制冷剂和高精密元器件的清洗剂。
16、1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F,也叫HFC-134a):氟利昂替代品,是目前市场上的新一代主导制冷剂。另外还可由氟化氢(HF)与氟化四氯乙烯制成HCF-123,再与氟化氢反应得氯氟烃代用品:HCF-124和HFC-125两个制冷剂新品种。
17、哈龙系列灭火剂:“哈龙”系列灭火剂实际上是氟溴碳化合物。主要品种有三氟溴甲烷(CF3Br,Halon1301)、二氟一溴一氯甲烷(CF2BrCl,Halon1211)。由于它们对嗅氧层破坏作用比氟氯碳还大,现在科学家又开发出了“哈龙”替代品:三氟甲烷(CF3H)、2-氢全氟丙烷(CF3CFHCF3,HFC-227ea)等。HFC-227ea可由全氟丙烯与HF加成反应制得。
18、二烷胺基氟化硫。主要用于合成天然有机产物,用于合成含氟糖类、含氟甾体、含氟氨基酸和含氟抗生素等植物药中的有效单体,为中药现代化开辟了一条新的道路。
19、麻醉剂:2,2,2-三氟乙基乙烯醚,CF3CH2OCH=CH2;三氟溴氯乙烷,CF3CHClBr);1,1-二氟-2,2-二氯乙基甲醚,CH3OCF2CHCl2;1,1,2-三氟-2-氯乙基二氟甲基醚,CHFClCF2OCHF2;1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚,CF3CHClOCHF2;1,1,1,3,3,3-六氟乙丙基单氟甲基醚,(CF3)2CHOCH2F;1,2,2,2-四氟乙基二氟甲基醚,CF3CHOCHF2。后两种麻醉剂应用最为广泛,主要是二者具有低的血气分配系数和低的降解性,可以减少副反应,缩短病人的康复时间。
20、合成含氟抗癌类药。比如用于治疗直肠癌的口服5-FU前体药物:氟铁龙、截留达、加洛他滨、乙嘧替氟、长莫氟、替加氟、优福定(UFT9)、S-1 10、氟代胞嘧啶等。含氟抗癌类新药还有不少。另外人们还通过合成紫杉醇、多烯紫杉醇、长春碱等天然产物的含氟衍生物生产出了更有效的抗癌药物。
21、含氟苷抗代谢药物。比如fludarabine18,氟达拉滨;dofarabine19,氯法拉滨;tezacitabine20等含氟类药物已用于*。正在开发的含氟类*的药还有不少。
22、含氟类传统药物及中间体品种主要有:氟安定、氟胞嘧啶、氟苯、氟苯丙胺、氟苯甲酸、氟啶酸、氟氯苯胺、氟奋乃静盐酸盐、氟美松醋酸酯、氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、氟尿嘧啶脱氧核苷、氟哌酸、氟嗪酸、氟轻松、2,4-二氯-5-氟苯胺、2,4-二氯-5-氟苯胺、2,4-二氯-5-氟苯甲酸、2,4-二氯-5-氟苯乙酮、二氯四氟乙烷、盐酸三氟拉嗪、氧氟沙星等。这些中间体或药品,日常生活中常见的有氧氟沙星、氟哌酸、氟安定、氟尿嘧啶、氟轻松等。
在药物合成方面,人们已经开发出了几百种含氟类新药。
23、为了合成出更多有用的含氟有机化合物、聚合物、调聚物、活性物、衍生物等,科学家们还开发出了种类浩繁的亲电氟化试剂、亲核氟化试剂、含氟合成子(单氟合成砌块、二氟亚甲基合成砌块、三氟甲基合成砌块、亲核性含氟有机硅化合物)、全氟烷基化反应物等。由这些中间产物再引发或合成一系列含氟有机物,含氟医药、农药中间体,含氟表面活性剂,高级润滑油,集成电路封装材料和化学膜材料

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