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高性能含氟聚合物乙烯-三氟氯乙烯共聚物ECTFE
乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ ECTFE ）是一種重要的含氟聚合物，由于其優(yōu)異特性，已在建筑工業(yè)、石油化工和汽車、航空工業(yè)、化學(xué)工程、光學(xué)及微電子行業(yè)等多個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
ECTFE在工程應(yīng)用中無需添加含抗紫外線、耐熱類的穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑或阻燃劑等添加物，且具備突出的抗沖擊性能，是一種具備相當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的堅韌材料。
ECTFE具備優(yōu)異的綜合性能，包括高低溫下優(yōu)異的耐化學(xué)性(PH 1-14)及耐滲透性、良好的力學(xué)性能和電性能、阻燃性、低吸水率、耐紫外及輻射性能。
ECTFE的性質(zhì)
ECTFE具備優(yōu)異的綜合性能，包括高低溫下優(yōu)異的耐化學(xué)性（PH1-14）及耐滲透性、良好的力學(xué)性能和電性能、阻燃性、低吸水率、耐紫外及輻射性能。耐化學(xué)性：C原子和F原子之間具有極強(qiáng)的鍵能，從而使ECTFE具有優(yōu)異的耐化學(xué)性，可以耐受絕大部分工業(yè)中常見的苛刻化學(xué)品，具有特別優(yōu)異的耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的能力 ( pH1-14) ，耐堿性尤其突出，沒有一種溶劑能夠在120℃ 以下侵蝕ECTFE，但是其在一定溫度下會受到熱胺、熔融堿金屬（鈉、鉀）攻擊。ECTFE會被某些鹵代溶劑輕微塑化，但并不影響使用，其一旦停止與鹵代溶劑接觸，干燥后力學(xué)性能能夠恢復(fù)。耐滲透性：耐滲透性是涂層長期使用性能的一個重要的指標(biāo)，即使涂層材料本身不受直接接觸的化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，但是經(jīng)過一段時間后，化學(xué)物質(zhì)可以穿過涂層與基材接觸，對基材形成腐蝕，從而導(dǎo)致涂層失效。ECTFE是交替共聚物，并且分子鏈中的氟原子跟相鄰分子鏈的氫原子挨著，從微觀結(jié)構(gòu)上看，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，因此ECTFE具有優(yōu)異的耐滲透性，對于氧氣、水蒸氣、二氧化碳、氯氣等具有極低的滲透率。優(yōu)異的耐化學(xué)性及耐滲透性大大降低了在使用過程中腐蝕介質(zhì)對ECTFE線纜性能的影響，從而確保了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。力學(xué)性能：ECTFE由于氫鍵作用導(dǎo)致分子間的強(qiáng)相互作用，使得ECTFE具有良好的力學(xué)性能，與其他含氟材料相比，在抗沖擊性、拉伸強(qiáng)度等方面顯示了優(yōu)良的綜合性能。ECTFE樹脂的拉伸強(qiáng)度在54MPa，斷裂伸長率為250%左右。良好的力學(xué)性能保證了ECTFE線纜在使用過程中的穩(wěn)定性。電性能：ECTFE樹脂具有良好的電絕緣性，體積電阻率為1016Ω·cm，介電常數(shù)為2.5~2.6，與頻率和溫度無關(guān)，而且損耗因數(shù)較低時，0.0025～0.005 之間，跟頻率和溫度有關(guān)。ECTFE能夠完整無損地保護(hù)傳輸信號。阻燃性：ECTFE的氧指數(shù)很高（LOI=52），具有很好的抗點火性，而且 ECTFE還具有良好的防止火焰擴(kuò)散的能力以及具有較低的火焰與煙的產(chǎn)生率。ECTFE在燃燒時不會產(chǎn)生熔化或滴落現(xiàn)象，而是會呈粉狀焦化，一旦燃燒停止，隨即熄滅，不會造成火勢蔓延。優(yōu)異的阻燃性能夠保證ECTFE在增壓電纜上的使用，大大降低了火災(zāi)的發(fā)生率。吸水性：ECTFE疏水性能好，與水的接觸角為99°，具有很低的吸水率（＜0．1%) ，很低的吸水率及溫度靈敏度確保了使用ECTFE護(hù)套的線纜能在-76～ 150℃很寬的溫度條件下保持電性能。
耐紫外及輻射性：在太陽光照射下，ECTFE性能和外觀變化不大，重復(fù)試驗證明了其耐紫外光和氣候穩(wěn)定性很好， ECTFE是最好的耐輻射材料之一。優(yōu)異的耐紫外及輻射性確保了ECTFE線纜在戶外使用時的持久性。
ECTFE的應(yīng)用
膜：ECTFE由于其良好的耐酸堿、耐溶劑、耐腐蝕和耐高溫的性能，且可加工性能突出，是制備高性能微孔膜的理想材料。而熱致相分離法（TIPS）是制備ECTFE 微孔膜最適宜的方法。
涂料：ECTFE共聚物硬度高，韌性好，具有優(yōu)異的耐輻射和耐磨損性能、良好的熱穩(wěn)定性、電絕緣性和低滲透性，同時ECTFE耐酸、大多數(shù)強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑及其他化學(xué)品，對一些無機(jī)溶液（包括水和鹽溶液）具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，十分適合用于氟碳粉末涂料，有著其他樹脂無法替代的性能。專利CN204239288公布了一種防腐風(fēng)機(jī)的制作技術(shù)方案， 風(fēng)機(jī)葉輪為金屬鋼板鐵芯葉輪，外層涂覆ECTFE涂層。由于ECTFE涂層具有厚度薄、表面光滑、低摩擦系數(shù)、較強(qiáng)的抗?jié)B透性等特點，可以有效起到防腐蝕及降低粉塵附著的效果。
耐腐蝕襯里或涂層：ECTFE樹脂特別適用于石化領(lǐng)域裝置及管路的薄片襯里材料，例如泵、閥、容器、貯槽以及管件等。只要0.13~0.18mm厚的ECTFE薄片涂層，即可足以抵御鹽酸、氟硼酸、硫酸以及氫氧化鈉之類的介質(zhì)腐蝕。對于ECTFE氟塑料的加工可采用擠壓、注塑模壓、吹塑以及旋轉(zhuǎn)模塑成型等，亦可采用流化床（沸騰床）或靜電噴涂工藝。此外，已有報道將ECTFE樹脂用于氯氣洗滌塔、氫氟酸輸送管路、次氯酸鈉處理系統(tǒng)的襯里，使用3年以上無滲漏及腐蝕現(xiàn)象，取得了良好的應(yīng)用效果。
電纜：ECTFE阻燃、低煙、低毒，燃燒時不滴落，很好地防止了火焰的二次蔓延。良好的性能使ECTFE成為對耐候性和耐化學(xué)性要求苛刻的通信設(shè)施、信號電纜、同軸電纜和護(hù)套的理想選擇，最重要的應(yīng)用是用于增壓電纜、公共交通車用電纜、火警電纜和陽極保護(hù)電纜。蘇威公司已將Halar牌號ECTFE樹脂用于高級電纜，在較寬的溫度范圍內(nèi)具有高度的導(dǎo)電性、抗磨損性與耐候性，而且具有出色的耐化學(xué)性。
光伏組件用薄膜：光伏用ECTFE可擠壓成型高度透明的薄膜，在很寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的水蒸氣阻隔性、高的耐化學(xué)藥品性、優(yōu)異的阻燃性和長期耐候性等，在直接暴露陽光下使用壽命超過20年，具有更好的阻燃性、高拉伸模量及更低的密度。
ECTFE的制備
乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）是以乙烯和三氟氯乙烯近乎摩爾比1:1交替共聚。ECTFE的制備方法主要有懸浮共聚法、乳液共聚法、溶液聚合法和微乳液聚合法等。國內(nèi)外生產(chǎn)ECTFE的方法主要是乳液共聚法，這是目前最常用的方法。懸浮共聚法：懸浮共聚被最早應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)ECTFE。采用全氟辛酸銨為乳化劑，過硫酸、銨為引發(fā)劑，硼砂為pH緩沖劑進(jìn)行乳液共聚，在初始反應(yīng)溫度40~45度反應(yīng)時間12h攪拌轉(zhuǎn)速500r/min的最優(yōu)反應(yīng)條件下得到了ECTFE，得產(chǎn)品具有優(yōu)良性能，適用于薄膜涂層。乳液共聚：是目前最為常用的方法。由乙烯和三氟氯乙烯在偶氮脒二鹽酸鹽引發(fā)劑引發(fā)后端基自行乳化下的乳液共聚合反應(yīng)制備，對產(chǎn)品性能的影響，得到了引發(fā)劑的最佳用量。溶液聚合：是以Freon和水作為反應(yīng)介質(zhì)，以有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，通過優(yōu)化聚合反應(yīng)單體配比和溶劑配比，在一定溫度和壓力下聚合得到了ECTFE樹脂，降低了反應(yīng)成本，且不會造成環(huán)境污染，產(chǎn)品性能優(yōu)良，與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)。
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