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聚四氟乙烯是1938年由化學家羅伊·普朗克特(Roy J. Plunkett)博士在杜邦位于美國新澤西州的Jackson實驗室中意外發(fā)現(xiàn) [1] :當他嘗試制作新的氯氟碳化合物冷媒時,四氟乙烯在高壓儲存容器中聚合(容器內(nèi)壁的鐵成為聚合反應的催化劑)。杜邦公司在1941年取得其專利,并于1944年以"Teflon"的名稱注冊商標。隨后,杜邦公司又在Teflon®聚四氟乙烯樹脂之外研發(fā)出一系列產(chǎn)品,包括Teflon; AF (無定形氟聚物), Teflon; FEP (氟化乙烯丙烯樹脂), Teflon; FFR (氟聚物泡沫樹脂), Teflon; NXT(氟聚物樹脂), Teflon; PFA (全氟烷氧基樹脂) 等等。
1954年,法國工程師馬克·格雷瓜爾(Marc Gregoire)的妻子柯萊特(Colette)突發(fā)奇想,覺得丈夫用來涂在釣魚線上防止打結的不粘材料特氟龍(Teflon)如果可以用在煎鍋上,效果一定不錯。拯救了無數(shù)現(xiàn)代家庭主婦的“不粘鍋”由此誕生。
PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃連續(xù)使用,具有高使用溫度290-300℃,極低的摩擦系數(shù)、良好的耐磨性以及的化學穩(wěn)定性。
FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜,具有的化學穩(wěn)定性、的不粘特性,高使用溫度為200℃。
PFA:PFA(過氟烷基化物)不粘涂料與FEP一樣在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜。PFA的優(yōu)點是具有更高的連續(xù)使用溫度260℃,更強的剛韌度,特別適合使用在高溫條件下防粘和耐化學性使用領域。
工業(yè)上采用懸浮聚合法或乳液聚合法生產(chǎn)。
1.單體四氟乙烯的制備
工業(yè)上以三氯甲烷為原料,用無水氫氟酸使三氯甲烷氟化,反應溫度在65oC以上,用五氯化銻為催化劑,后用熱裂法制成四氟乙烯。也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。
2.聚四氟乙烯的制備
在搪瓷或不銹鋼聚合釜中,以水為介質(zhì),過硫酸鉀為引發(fā)劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩(wěn)定劑,四氟乙烯經(jīng)氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。
將各種助劑加入反應釜中,四氟乙烯單體以氣相進入聚合釜,調(diào)節(jié)釜內(nèi)溫度至25℃,然后加入一定量的活化劑(偏重亞硫酸鈉),通過氧化還原體系進行引發(fā)聚合。聚合過程中不斷補加單體,保持聚合壓力0.49~0.78MPa,聚合后所得到的分散液用水稀釋至一定濃度,并調(diào)節(jié)溫度到15~20oC,用機械攪拌凝聚后,經(jīng)水洗、干燥,即得本品為細粒狀樹脂。
用于電氣工業(yè),在航天、航空、電子、儀表、計算機等工業(yè)中用作電源和信號線的絕緣層、耐腐、耐磨材料可制薄膜、管板棒、軸承、墊圈、閥門及化工管道、管件、設備容器襯里等。
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