功能性氟樹脂生產技術
含氟材料是高分子材料中綜合性能最優異的材料。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,已成為許多領域和現代科技不可缺少的材料。我國PTFE的產能已達8萬多噸,實際產量也超過5萬多噸,但PTFE存在加工困難,耐應力開裂和抗蠕變性差等致命缺點,限制了其在工程塑料領域的應用。
乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFF)兼具PTFE的耐酸、耐堿、耐化學品、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。其制件穩定性可與尼龍或聚甲醛媲美。與短纖維和碳纖共混,其機械強度可達或超過尼龍增強制品。特別是在強酸、強堿、強氧化劑等化學介質條件下,作為工程塑料應用更為突出。而且,ETFE熔融成形性優異,其成形物有著優異的阻燃性和耐化學性。總之,ETFE已經成為各種高科技產業中不可缺少的關鍵材料。
目前,普通ETFE材料,由于分子鏈剛性大,熔融粘度高,成型困難,而且成型產品存在內應力,加工和熱分解溫度相差小等問題。國外早期的專利已有研制改性的熱塑性氟塑料ETFE樹脂的報道,如美國Du Pont公司和西德 Hoedist 公司著手研制改性的熱塑性氟塑料ETFE樹脂。改性的ETFE樹脂除具有通用ETFE樹脂優良的性能外,還具有更好的透明性、熔體加工型和耐候性等,但涉及的核心技術一直未公開。上世紀60年代開始,國內有多家研究機構和公司開始跟蹤國外ETFE材料生產技術,但由于未能掌握核心的合成技術和加工工藝,都沒有獲得大的進展,一直停留在實驗室階段,沒有形成產業化。目前,ETFE產品還完全依賴進口,國內大型客機、大型運輸機飛機和多種軍事裝備等重點國防軍工項目需要大量ETFE材料而無法生產,而國外進口原料易受到國際國內形勢的影響,供貨渠道不穩定,遠遠不能滿足國內經濟發展的需求,嚴重制約著相關產業技術的更新換代和產業升級,急需性能優良的國內ETFE產品。本項目創新性地設計出新的ETFE樹脂分子鏈結構,并通過第三單體、聚合溶劑、聚合技術的控制,已初步實現ETFE樹脂的工業化生產。
濟南大學
2021-04-22