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含氟聚合物家族:PTFE、PFA、PVDF、FPI、FKM、FEVE、PFPE、FEP、FPEN......
時間:2023-08-25 查看:4165
含氟聚合物由含氟原子的單體通過均聚或共聚反應(yīng)而得,由于C-F鍵極短、鍵能極高,含氟聚合物相較于一般聚合物產(chǎn)品擁有獨特的性能優(yōu)勢。首先,鍵能極高的氟碳鍵賦予了聚合物主鏈骨架的穩(wěn)定性,含氟聚合物普遍擁有較好的耐候性;其次由于氟原子自身原子半徑小,使其擁有一些特別的表面性質(zhì),如不粘性,低摩擦性,防水及防腐蝕性等;另外氟原子自身較低的極化率使其擁有優(yōu)良的電學(xué)及光學(xué)性質(zhì),如高絕緣性、低介電常數(shù)以及高透光性。
含氟聚合物主要分為氟樹脂、氟橡膠以及其他含氟聚合物等,PTFE、PVDF、FEP是氟樹脂材料最主要的產(chǎn)品,占據(jù)全球90%以上的氟樹脂材料市場,氟橡膠主要包括聚烯烴類氟橡膠、亞硝基氟橡膠、四丙氟橡膠、磷腈氟橡膠以及全氟醚橡膠等,其他含氟聚合物包括含氟聚氨酯、含氟聚酰亞胺、含氟丙烯酸酯聚合物、含氟環(huán)氧樹脂、聚醚酮、含氟聚酯、含氟聚酰胺等。

本文將簡單介紹一下PTFE、PVDF、ETFE、PFA、ECTFE、PCTFE、PFSA、FPI、PDD-TFE共聚物、FEVE、FEP、PVF、THV、含氟聚氨酯、含氟聚碳酸酯、氟橡膠、PTFS、含氟丙烯酸酯聚合物、全氟聚醚、含氟聚酯、含氟聚芳醚、含氟聚芳醚腈等含氟聚合物的性質(zhì)及用途。

聚四氟乙烯

聚四氟乙烯商品名為“鐵氟龍”、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”、"4F" 等,是當(dāng)之無愧的“塑料王”。
PTFE是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一種結(jié)晶性聚合物,熔點327 ℃,熔融黏度很大,380℃時達1010Pa·s,不便于成型加工,密度為2.13~2.19克/立方厘米。PTFE具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性,其介電常數(shù)為2.1,損耗因數(shù)低,在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。

此外,PTFE從低溫到高溫(-196℃~260℃)的機械性能都很好,抗沖強度高,但拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性比其它工程塑料差,因此有時需對其改性,加入玻璃纖維、青銅、碳和石墨來改善其特殊的機械性能。

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PTFE墊片
值得注意的是,PTFE的摩擦系數(shù)幾乎比任何其它材料都低,具有很高的氧指數(shù)(OI),極限氧指數(shù)(LOI)高達95%,主要應(yīng)用于防腐、防腐管道及配件、換熱器、機械、 電子電器、醫(yī)用材料、微粉等方面。

含氟聚酰亞胺(FPI)

含氟聚酰亞胺(FPI)是指是主鏈含有酰亞胺環(huán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)高度規(guī)整的剛性聚合物,是由含氟二酐和含氟二胺通過熔融縮聚或溶液縮聚反應(yīng)生成含氟聚酰胺酸(FPAA),再經(jīng)酰亞胺化得到的高分子材料。

相比傳統(tǒng)PI,F(xiàn)PI在繼承了傳統(tǒng)PI高強度、耐高溫、耐形變、耐彎折等特點的基礎(chǔ)上,兼具透明性好、電絕緣性好、介電常數(shù)低等特點,而它在OLED顯示領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,主要用在對透光率要求較高的場景,如蓋板薄膜、觸控層(TSP)薄膜、高透支撐膜等。
按照化學(xué)結(jié)構(gòu),F(xiàn)PI可分為二苯醚型FPI、均苯型FPI、苯酮型FPI、聯(lián)苯型FPI;按照性能可以分為含氟聚醚酰亞胺(FPEI)、含氟聚酰胺亞胺(FPAI)等;按照含氟基團可分為全氟PI和部分含氟PI兩種。
近些年,F(xiàn)PI在括柔性O(shè)LED顯示、電子器件散熱等高端領(lǐng)域得到應(yīng)用,市場需求持續(xù)攀升,但FPI核心技術(shù)仍舊集中在美國和日本等國家,全球約有九成左右的FPI由日本生產(chǎn)。FPI生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜,需要的原材料種類較多,當(dāng)前國內(nèi)對于技術(shù)壁壘較低的單體原料,如聯(lián)苯四甲酸二BPDA、均苯四甲酸二酐PMDA已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);對于較為特殊的單一,如六氟二酐6FDA也逐步打破外企壟斷。

三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物( FEVE )

為克服PVDF的不足,美、日科學(xué)家相繼開發(fā)了多種含羥基官能團的氟碳樹脂。1982年,日本旭硝子開發(fā)了商品名為lumiflon的氟烯烴和乙烯基醚的共聚樹脂F(xiàn)EVE。
FEVE樹脂由氟乙烯單體和乙烯基乙醚(或酯)單體交替聯(lián)接構(gòu)成,氟乙烯單體把乙烯基醚單體叢兩側(cè)包圍起來,形成屏敝式的交替共聚物,然后用含羥基、羧基的乙烯基醚單體與氟烯烴共聚,生成的氟樹脂含羥基和少量羧基。

由于FEVE具有特殊結(jié)構(gòu),其具備在酯類、酮類及芳烴溶劑中的可溶性,克服了氟涂料需燒結(jié)成膜的缺點,使其可按普通的涂料成膜方式固化,它可以和封閉型多異氰酸酯或三聚氰胺樹脂制成單組分中溫烘烤涂料,也可以和多異氰酸酯(多采用HDI縮二脲或HDI三聚體)制成雙組分涂料,達到常溫固化的目的,制得的含氟聚氨酯涂料不僅耐候性優(yōu)異,而且耐酸堿及耐溶劑性優(yōu)良,可用于重防腐蝕涂裝。

聚全氟乙丙烯( FEP )

FEP是由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的一種結(jié)晶性聚合物。FEP結(jié)晶物的熔化點為304℃,密度為2.15克/立方厘米,它是一種軟性塑料,其拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性低于許多工程塑料。
FEP是化學(xué)惰性材料,在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較低的介電常數(shù)(2.1)。該材料不引燃,氧指數(shù)高達95%,可阻止火焰的擴散,還具有優(yōu)良的耐候性,摩擦系數(shù)較低,從低溫到392℃均可使用。  
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聚全氟乙丙烯管

FEP分子式該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產(chǎn)品,用作流化床和靜電涂飾的粉末,也可制成水分散液。FEP半成品有膜、板、棒和單纖維,其主要用于制作管道和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)村、滾筒的面層及各種電線和電纜,如飛機掛鉤線、增壓電纜、報警電纜、扁形電纜和油井測井電纜。FEP膜已用作太陽能收集器的薄涂層。       

聚三氟氯乙烯( PCTFE )

PCTFE是由三氟氯乙烯自由基引發(fā)聚合的重復(fù)單元線性主鏈的聚合物,最早由德國IG Farben公司的Schloffer 和Scherer在1934年first制備得到。1937年,德國I.G.Farbenindustrie公司發(fā)表了首篇制備報告,其后美國在執(zhí)行曼哈頓計劃過程中,對PCTFE的性能作了大量的研究工作,1942年美國宣布研制成功,并于1946年投產(chǎn)。

當(dāng)時PCTFE主要用于分離鈾同位素氣體擴散材料,1949年產(chǎn)品有市售,1957年美國3M公司以“kel- F”商標(biāo)大量出售PCTFE樹脂。前蘇聯(lián)從1950年~1951年開始生產(chǎn)PCTFE樹脂。此后,法國產(chǎn)品“Voltalef”、日本“Dai-flon”、德國“Gostaflon”相繼問世。

圖片聚三氟氯乙烯管 

我國在1959年開始研制PCTFE樹脂,1960年試制成功,1966年建成年產(chǎn)25噸PCTFE樹脂的生產(chǎn)裝置。
聚三氟氯乙烯簡稱PCTFE,是由三氟氯乙烯經(jīng)聚合而成的熱塑性氟樹脂,低分子量的是液體或蠟狀物,高分子量的是白色固體或分散液。

PCTFE聚合物成鏈狀,其晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系。PCTFE分子中碳骨架被氟原子和氯原子緊密包裹,有效阻止了碳骨架外露,因此PCTFE具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能和化學(xué)惰性,僅在高溫下被熔融堿金屬或氯磺酸破壞。
分子結(jié)構(gòu)中的F原子使聚合物具有化學(xué)惰性, Cl原子則使聚合物具有透明性、熱塑性與硬度,因此PCTFE是具有高度穩(wěn)定性、耐熱性、不燃性、不吸濕性、不透氣性以及惰性的優(yōu)質(zhì)熱塑性樹脂。分子結(jié)構(gòu)中C-Cl鍵的存在,使得PCTFE除耐熱性及化學(xué)惰性較聚四氟乙烯 (PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (FEP)稍差外,硬度、剛性、耐蠕變性均較好。
PCTFE具有優(yōu)異的阻隔氣體的能力,其膜產(chǎn)品的水蒸汽透過性在所有透明塑料膜中是minimum的。PCTFE電性能與其它全氟聚合物相似,但介電常數(shù)和損耗因數(shù)稍高,尤其是在高頻時。

PCTFE可制作厚的(3.175mm)光學(xué)透明制件,可制成用于模塑和擠塑的粒料,制成的膜厚度為0.0254mm~0.254mm,亦可制成棒和管材。

PCTFE在機械、電子電器、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)療器械、軍事、核能等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。在機械領(lǐng)域,PCTFE主要用于高真空系統(tǒng)的密封材料、透明配管及水準(zhǔn)儀、尺寸精度高的機械零部件等。

聚偏氟乙烯(PVDF)

PVDF是指偏氟乙烯(VDF)的均聚物或VDF與少量含氟乙烯基單體的共聚物,含氟量60%左右。
PVDF樹脂具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、耐氧化、耐氣候、耐紫外線和耐高溫輻射的性能,同時抗拉伸強度和抗沖擊強度優(yōu)良,硬度高且耐磨,熱變形溫度高,抗蠕變疲勞性能佳,其使用溫度范圍為-60~150℃,是一種強而韌的結(jié)構(gòu)材料。 
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PVDF板材

PVDF應(yīng)用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳涂料三大領(lǐng)域,由于PVDF良好的耐化學(xué)性、加工性及抗疲勞和蠕變性,是石油化工設(shè)備流體處理系統(tǒng)整體或者襯里的泵、閥門、管道、管路配件、儲槽和熱交換器的best材料之一。

PVDF良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能,使制作的設(shè)備能滿足TOCS以及阻燃要求,被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)上高純化學(xué)品的貯存和輸送,采用PVDF樹脂制作的多孔膜、凝膠、隔膜、粘結(jié)劑等,在鋰二次電池中應(yīng)用,目前該用途成為PVDF需求增長最快的市場之一。

可熔性聚四氟乙烯(PFA)

PFA又稱"全氟烷氧基氟塑料",與PTFE一樣,也是全氟化的氟塑料,它保持了PTFE的一切優(yōu)異性能。與PTFE不同的是,PFA可以在較低溫度下進行熔融加工。

PFA為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物,熔融粘結(jié)性增強,溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比幾乎無變化。

PFA長期使用溫度為-80℃—260℃,有極好的耐化學(xué)腐蝕性,是摩擦系數(shù)minimum的塑料之一,還有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響。

PFA其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好;抗蠕變性和壓縮強度均比聚四氟乙烯好,拉伸強度高,伸長率可達100-300%;介電性好,耐輻射性能優(yōu)異。此外,PFA還具有生理惰性,可植入人體內(nèi)。

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PFA管

PFA適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件,還可用于高溫電線、電纜絕緣層,防腐設(shè)備、密封材料、泵閥襯套和化學(xué)容器。

乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)

乙烯—四氟乙烯共聚物簡稱ETFE或F40,ETFE是最強韌的氟塑料,在保持了聚四氟乙烯良好的耐熱、耐化學(xué)性能和電絕緣性能的同時,它的耐輻射和機械性能有很大程度地改善,拉伸強度可達到50MPa,接近聚四氟乙烯的兩倍,更主要的是其加工性能得以大大提高,特別是它和金屬表面的附著力表現(xiàn)突出,使氟塑料和鋼的緊襯工藝真正得以實現(xiàn)。

ETFE是一種乙烯—四氟乙烯的共聚物,不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性,而且機械強度高、加工性能好,廣泛用于化工、電子通訊、設(shè)備制造、航空航天等領(lǐng)域。

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現(xiàn)代建筑中的ETFE膜

另外,ETFE膜為現(xiàn)代建筑提供了一個創(chuàng)新解決方案。由這種膜材料制成的屋面和墻體質(zhì)量輕,只有同等大小的玻璃質(zhì)量的1%;韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強,熔融溫度高達200℃,并且不會自燃。

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嘉遠參會綠色氟化工論壇:聚焦行業(yè)綠色與智能轉(zhuǎn)型

論壇上展示的AI輔助環(huán)保材料設(shè)計案例,為嘉遠團隊的技術(shù)路線思考提供了新的參照。2025年11月26日,嘉遠公司技術(shù)團隊赴廈門參加了第六屆綠色氟化工技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新論壇。本屆論壇以 “綠色智造·鏈動未來” 為主題,聚焦于氟化工產(chǎn)業(yè)在“雙碳”背景下的可持續(xù)發(fā)展路徑。技術(shù)前沿與綠色實踐論壇的技術(shù)分享集中于兩大方向:綠色生產(chǎn)工藝與智能化創(chuàng)新。AI 賦能創(chuàng)新:上海大學(xué)教授解讀《AI 賦能綠色氟化工:分子智造驅(qū)動的環(huán)保氟膜技術(shù)與未來電子封裝》;新材料突破:中科院上海有機所研究員分享《一些含氟功能材料的創(chuàng)制及其應(yīng)用》,東華大學(xué)教授解析《無色透明含氟聚酰亞胺薄膜的制備及其應(yīng)用技術(shù)》;綠色技術(shù)實踐:浙江力久環(huán)境帶來《無水氟化氫凈化除砷新技術(shù)的應(yīng)用》,天俱時集團分享《從 “氟” 到安,向 “綠” 而行 —— 基于本質(zhì)安全與綠色智造的新一代氟化工 EPC 工程創(chuàng)新實踐》;合規(guī)與應(yīng)用:通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)范儒解讀《歐盟電池法規(guī)背景下,電池產(chǎn)業(yè)鏈的合規(guī)挑戰(zhàn)與應(yīng)對措施》,探討《全氟聚醚在數(shù)據(jù)中心液冷領(lǐng)域的應(yīng)用》。嘉遠團隊的參會收獲作為參會者,嘉遠團隊重點關(guān)注了與自身發(fā)展相關(guān)的領(lǐng)域,核心收獲明確:技術(shù)方向:明確了AI輔助研發(fā)在材料創(chuàng)新中的潛力,以及具體的綠色生產(chǎn)改進技術(shù)。合規(guī)前瞻:了解到歐盟電池法規(guī)等國際環(huán)保政策動向,為產(chǎn)品規(guī)劃提供了預(yù)警。行業(yè)洞察:通過與同行交流,感知到行業(yè)向綠色化、智能化雙軌轉(zhuǎn)型的共識與迫切性。未來展望通過此次論壇,嘉遠團隊認識到,綠色與智能已不僅是行業(yè)趨勢,更是企業(yè)未來競爭力的核心。團隊計劃將此次獲取的行業(yè)洞察進行內(nèi)部轉(zhuǎn)化,評估其在具體研發(fā)與生產(chǎn)優(yōu)化中的應(yīng)用可能性,以務(wù)實推動公司的技術(shù)升級。

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2025-12-04

從“關(guān)鍵粘合劑”到“被挑戰(zhàn)者”:PTFE在固態(tài)電池競賽中的角色演變

 電池制造車間里,隨著輥壓機發(fā)出低沉的轟鳴,一層層超薄固態(tài)電解質(zhì)膜被精確地卷繞成卷,為電動車提供著比傳統(tǒng)電池高出一倍的能量密度。 今年6月,三星在韓國天安工廠建設(shè)的試驗生產(chǎn)線上,工程師們正驗證一種基于聚四氟乙烯(PTFE)干法電極技術(shù)的全新電池制造工藝。這種技術(shù)使用PTFE作為核心粘合劑,通過纖維化過程制造出支撐活性物質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的電極片。 隨著全球?qū)虘B(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的加速布局,曾經(jīng)默默無聞的PTFE——這種在工業(yè)領(lǐng)域常見的聚合物,如今已成為固態(tài)電池競賽中的關(guān)鍵材料。01 工藝革新在傳統(tǒng)的濕法電池制造中,漿料制備需要大量有機溶劑,而固態(tài)電池中的硫化物電解質(zhì)恰恰與這些溶劑反應(yīng)性較高。干法工藝則完全不同,它在制造復(fù)合正極和電解質(zhì)薄膜時完全不使用溶劑,成為解決這一難題的關(guān)鍵路徑。PTFE以其獨特的物理特性成為干法工藝的首選粘合劑。在施加壓力和剪切力時,PTFE會形成纖維狀結(jié)構(gòu),這些纖維相互纏繞,形成支撐活性材料和導(dǎo)電劑的層狀網(wǎng)絡(luò)。這種“原纖化”過程使得電極材料能夠均勻分散,形成牢固的薄膜結(jié)構(gòu)。正是這一特性,讓PTFE在固態(tài)電池干法電極制造中占據(jù)了難以替代的位置。02 短板顯現(xiàn)   PTFE的局限性隨著固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展逐漸暴露。作為絕緣聚合物,它無法主動參與鋰離子的傳導(dǎo)過程,這在追求更高性能的固態(tài)電池中成為一個明顯短板。此外,PTFE提供的界面粘合力有限,無法確?;钚圆牧稀⒐腆w電解質(zhì)和導(dǎo)電碳之間始終保持良好的界面接觸,這會影響電池的長期循環(huán)穩(wěn)定性。對于厚度僅有25-35微米的超薄電解質(zhì)膜來說,材料的機械性能至關(guān)重要,而PTFE制備的電解質(zhì)復(fù)合膜在柔韌性和應(yīng)力耗散方面仍有提升空間。03 改進突破 面對PTFE的局限性,全球科研團隊正在探索改良與替代方案。韓國某大學(xué)的研究人員嘗試使用一種鋰離子導(dǎo)電離聚物作為粘結(jié)劑,即聚(四氟乙烯-共-全氟(3-氧代-4-戊烯磺酸))鋰鹽。這種材料結(jié)合了PTFE的工藝優(yōu)勢與鋰離子傳導(dǎo)能力,能夠確保復(fù)合正極各組分之間具有良好的界面接觸,同時促進鋰離子的傳輸。中國科學(xué)院的研究團隊則采用了另一種創(chuàng)新方案。他們利用熔融粘結(jié)技術(shù),將低粘度的熱塑性聚酰胺(TPA)與硫化物電解質(zhì)混合,構(gòu)建聚合物滲透網(wǎng)絡(luò)。這種方法制備的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜厚度可控制在25微米以下,同時具備優(yōu)異的柔韌性和離子電導(dǎo)率(2.1 mS/cm)。04 替代探索TPA相較于PTFE展現(xiàn)出多重優(yōu)勢。通過熱壓成型誘導(dǎo)TPA在硫化物顆粒間隙滲透,研究團隊構(gòu)建了完整的聚合物逾滲網(wǎng)絡(luò)。這種結(jié)構(gòu)不僅能實現(xiàn)超薄成膜,還能有效耗散電池運行過程中產(chǎn)生的不均勻內(nèi)應(yīng)力,降低機械失效風(fēng)險。在實際應(yīng)用中,基于TPA熔融粘結(jié)技術(shù)的全固態(tài)電池表現(xiàn)出色循環(huán)性能。適配純硅負極的全電池可循環(huán)2000次,在高負載情況下經(jīng)過9200小時、1400次循環(huán)后,面容量仍保持在2.5 mAh·cm-2以上。當(dāng)正極材料載量提升至53.1 mg·cm-2時,電池能量密度超過390 Wh/kg和1020 Wh/L。05 產(chǎn)業(yè)動向全球電池企業(yè)已積極布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。三星選擇PTFE干法電極技術(shù)作為降低制造成本、提升量產(chǎn)速度的競爭手段。該公司認為,這種工藝具有工藝縮短、設(shè)備精簡和厚膜化的潛力,正不斷提升量產(chǎn)成熟度。特斯拉、比亞迪、寧德時代、LG新能源等行業(yè)巨頭也都在積極導(dǎo)入干法電極技術(shù)。中國設(shè)備制造企業(yè)已推出第三代干法攪拌纖維化與干法成膜的全固態(tài)工藝,并成功向頭部客戶交付固態(tài)極片涂覆設(shè)備。行業(yè)預(yù)測,固態(tài)電池行業(yè)將在2025年下半年至2026年上半年進入中試線落地關(guān)鍵期,2027年有望開啟小規(guī)模量產(chǎn)裝車。當(dāng)三星試驗生產(chǎn)線上基于PTFE干法工藝的驗證工作持續(xù)推進時,德國電池實驗室的研究員發(fā)現(xiàn),使用聚酰胺替代PTFE的固態(tài)電池在針刺測試后僅僅表面溫度上升了3.2攝氏度。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),全球已有至少七家主流設(shè)備制造商推出了針對固態(tài)電池干法電極的專用設(shè)備解決方案。固態(tài)電池的能量密度已突破600Wh/kg,這意味著搭載這種電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程可能輕松突破1000公里。

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2025-12-02

新一代制冷劑突破:三氟乙烯與乙烯共聚物引領(lǐng)環(huán)保冷卻技術(shù)變革

高溫酷暑中,我們依賴空調(diào)獲取清涼,而支撐這份清涼的制冷劑技術(shù)正在靜默進化。一種基于三氟乙烯和乙烯共聚物的新型制冷劑材料,正悄然推動第五代制冷劑的技術(shù)變革。作為三氟氯乙烯下游重要衍生物,這種環(huán)保制冷劑因其零臭氧破壞潛值(ODP)和極低的全球變暖潛值(GWP),成為替代現(xiàn)有高GWP制冷劑的有力候選。隨著歐盟新版F-gas法規(guī)的實施和《基加利修正案》的推進,全球制冷行業(yè)正加速向環(huán)保低碳轉(zhuǎn)型。01 螢石產(chǎn)業(yè)鏈:氟化工的“隱形基石”螢石,這種看似平凡的礦石,正是整個氟化工產(chǎn)業(yè)的起點,被稱為氟化工領(lǐng)域的“稀土”。作為不可再生的戰(zhàn)略資源,螢石經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為氫氟酸,成為氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵中間體。從氫氟酸出發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈分為兩大分支:一類是制冷劑、六氟磷酸鋰等無機氟化物,另一類則是PTFE、PVDF等氟聚合物。三氟氯乙烯在這一產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著承上啟下的關(guān)鍵角色,成為連接基礎(chǔ)氟化工與高端含氟聚合物的橋梁。而三氟乙烯與乙烯的共聚物,正是三氟氯乙烯下游高附加值產(chǎn)品之一,代表了氟化工從基礎(chǔ)原料向高端材料升級的重要方向。02 環(huán)保使命:制冷劑代的演進從最初有毒可燃的氨和二氧化硫,到CFCs(氯氟烴)的出現(xiàn),制冷劑技術(shù)已走過四個代際。每個代際的更迭,都圍繞著安全與環(huán)保兩大主題。第一代制冷劑如二氧化硫、氨等,雖高效但存在安全隱患;第二代CFCs制冷劑穩(wěn)定安全,卻被發(fā)現(xiàn)對臭氧層造成嚴(yán)重破壞。第三代HCFCs(氫氯氟烴)和第四代HFCs(氫氟烴)雖然在臭氧層破壞問題上有所改進,但仍具有較高的全球變暖潛值。目前,研發(fā)界的焦點已轉(zhuǎn)向第五代制冷劑——ODP為零且GWP極低的解決方案。三氟乙烯(R-1123)正是這一代際更迭中的佼佼者。研究表明,這種物質(zhì)具有零ODP和超低GWP,使其成為下一代空調(diào)系統(tǒng)的潛在候選者。03 材料特性:三氟乙烯與乙烯共聚物的優(yōu)勢三氟乙烯與乙烯共聚物作為一種新型氟聚合物材料,在制冷劑領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。這種共聚物繼承了含氟化合物的穩(wěn)定性,又通過分子設(shè)計優(yōu)化了性能。在安全性方面,相關(guān)研究顯示,即使在高濃度條件下,三氟乙烯也未表現(xiàn)出明顯毒性反應(yīng)。一項針對SD大鼠的吸入暴露實驗發(fā)現(xiàn),濃度高達200,000 ppm的三氟乙烯未引起實驗動物的臨床體征或組織病理學(xué)變化。熱穩(wěn)定性與抗分解能力也是該材料的一大亮點。通過添加特定抑制劑,研究人員已能有效抑制三氟乙烯的歧化反應(yīng),提升其使用安全性。三氟乙烯與乙烯的共聚物還具有良好的溶解性和傳熱特性,適合在自動復(fù)疊制冷系統(tǒng)等高效能冷卻裝置中應(yīng)用。04 混合創(chuàng)新:多元共混的應(yīng)用策略在實際應(yīng)用中,三氟乙烯通常不作為單一組分使用,而是與其他制冷劑形成混合體系,以平衡性能、安全與環(huán)保多項指標(biāo)。R-1123與R-32、R-1234yf、R-290的混合體系,是目前最有前景的組合之一。科研人員已開發(fā)出針對這些混合物的精確模型,能夠可靠預(yù)測其在寬溫壓范圍內(nèi)的熱力學(xué)性質(zhì)。這些模型的典型不確定性極低——液體密度僅0.3%,蒸汽密度1.5%,泡點壓力1%(k=2),為系統(tǒng)設(shè)計提供了可靠依據(jù)。在更深冷的應(yīng)用領(lǐng)域,科學(xué)家還探索了包括1,1-二氟乙烯、2,3,3,3-四氟-1-丙烯在內(nèi)的多元混合制冷劑,適用于-100℃至-150℃的深冷溫區(qū)。這些混合制冷劑的GWP值均低于150,符合最新的環(huán)保要求。05 行業(yè)響應(yīng):從實驗室到市場面對迫在眉睫的環(huán)保法規(guī)和市場需求,全球制冷行業(yè)正積極布局新一代制冷技術(shù)。2025年10月在北京舉辦的汽車行業(yè)空調(diào)制冷劑論壇,匯聚了來自政府、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的代表,共同探討制冷劑替代技術(shù)路徑。論壇上,專家們強調(diào),隨著《中國履行〈關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書〉國家方案(2025—2030年)》的發(fā)布,綠色低碳制冷技術(shù)的創(chuàng)新已成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。在產(chǎn)業(yè)層面,一些化工企業(yè)已經(jīng)開始調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),逐步減少高GWP值制冷劑的生產(chǎn),轉(zhuǎn)向更環(huán)保的替代品。歐盟新版F-gas法規(guī)已于2024年發(fā)布,自2026年1月1日起,出口到歐盟的冰箱將禁止使用含氟物質(zhì),這一規(guī)定加速了全球制冷劑替代進程。06 挑戰(zhàn)與未來:產(chǎn)業(yè)化之路盡管三氟乙烯與乙烯共聚物在實驗室展現(xiàn)出優(yōu)異性能,但其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨挑戰(zhàn)。材料相容性是工程應(yīng)用的一大瓶頸。制冷劑需要與系統(tǒng)的壓縮機、潤滑劑等部件良好配合,才能確保長期穩(wěn)定運行。研究表明,三氟乙烯與聚乙烯醚(PVE)等潤滑劑的溶解性差異,會直接影響系統(tǒng)性能和可靠性。成本壓力也是產(chǎn)業(yè)化必須考慮的因素。三氟乙烯的合成與純化工藝復(fù)雜度較高,導(dǎo)致其價格高于傳統(tǒng)制冷劑。不過,隨著工藝優(yōu)化和規(guī)?;a(chǎn),這一障礙有望逐步緩解。未來,隨著電子、汽車、家電等行業(yè)對環(huán)保制冷劑需求的增長,三氟乙烯與乙烯共聚物的應(yīng)用前景將更加廣闊。

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2025-11-28

常州嘉遠參加安徽新能源材料大會 把脈行業(yè)趨勢助力技術(shù)布局

近日,2025安徽(淮北)新能源材料及高端精細化學(xué)品產(chǎn)業(yè)大會圓滿落幕。常州嘉遠作為積極的參會者,派代表出席了本次行業(yè)盛會,與業(yè)界同仁共同探討“十五五”期間化工與新材料的未來路徑。本次大會聚焦產(chǎn)業(yè)高端化與綠色發(fā)展,詳細解讀了新能源材料、高端精細化學(xué)品等領(lǐng)域的政策導(dǎo)向與市場前景。會議期間,常州嘉遠代表重點關(guān)注了鋰離子電池硅碳負極材料、石墨烯應(yīng)用、PVDF等關(guān)鍵材料的技術(shù)報告與市場分析,并與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、科研專家進行了深入的交流,精準(zhǔn)把脈前沿技術(shù)動態(tài)與市場競爭格局。通過參與此次大會,常州嘉遠深入了解了行業(yè)在提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動技術(shù)創(chuàng)新方面的最新要求。公司代表表示,本次參會收獲頗豐,為公司在新能源材料領(lǐng)域的后續(xù)技術(shù)規(guī)劃與市場策略提供了重要參考。未來,常州嘉遠將持續(xù)關(guān)注行業(yè)高端化、低碳化趨勢,積極融入產(chǎn)業(yè)合作生態(tài),推動公司發(fā)展與市場同頻共振。

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2025-11-26