氟树脂又称氟碳树脂,是指主链或侧链的碳链上含有氟原子的合成高分子化合物,可以加工成塑料制品、增强塑料和涂料等产品。
合成氟树脂的单体主要有四氟乙烯、三氟氯乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚等。
一、四氟乙烯
四氟乙烯(TFE)是一种无色无嗅的气体,沸点-76.3℃,熔点-142.5℃,临界温度33.3℃,临界压力4.02MPa,临界密度0.58g/cm3,在空气中0.1MPa下的燃烧极限为14%~43%(体积分数)。
纯四氟乙烯极易自动聚合,即使在黑暗的金属容器中也是如此,而且这种聚合是剧烈的放热反应,这种现象称为爆聚。在室温下处理四氟乙烯很不安全,运输时更是如此。为安全起见,防止四氟乙烯贮存时发生自聚现象,通常在四氟乙烯单体中加入一定量的三乙胺之类的自由基清除剂,以防发生自聚。
四氟乙烯的主要生产方法是以氟石(萤石)原料,使之与硫酸作用生成氟化氢,氟化氢与三氯甲烷作用生成二氟一氯甲烷,高温下二氟一氯甲烷裂解生成四氟乙烯,再经脱酸干燥提纯即得四氟乙烯。
二、三氟氯乙烯
三氟氯乙烯(CTFE)在室温下是无色气体,有醚类气味,具中等毒性,沸点-27.9℃,熔点-157.5℃,临界温度105.8℃,临界压力4.06MPa,临界密度0.55g/cm3。三氟氯乙烯遇HCl就生成1,1-二氯-1,2,2-三氟乙烷。
氧气和液态三氟氯乙烯在较低温度下反应生成过氧化物,可以成为CTFE剧烈聚合的引发剂,因此在CTFE安全贮存和运输时,若不加入阻聚剂就要除尽氧气。
三氟氯乙烯可由1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷在500~600℃下气相裂解脱氯,或催化脱氯合成。
三、氟乙烯
氟乙烯(VF)在室温下是无色气体,有醚类的气味,具高度可燃性,沸点-72.0℃,熔点-160.0℃,临界温度54.7℃,临界压力5.24MPa,临界密度0.32g/cm3,液体密度(21℃)0.636g/cm3。氟乙烯在空气中的燃烧极限为2.6%~21.7%(体积分数);在常压下不溶于水,能微溶于二甲基甲酰胺和乙醇。
氟乙烯的合成方法主要有以下几种:
(1)最早的合成法是将二氟一溴乙烷与锌粉反应,也可用碘化钾的醇溶液代替锌粉。
(2)1,1-二氟乙烷在催化剂作用下裂解脱HF而生成VF。
(3)1-氟-2-氯乙烷在1,2-二氯乙烷的存在下于500℃裂解生成氟乙烯。
(4)氟化氢与乙炔加成生成1,1-二氟乙烷,二氟乙烷再在铝酸盐作用下裂解生成氟乙烯。
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