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        氟化工產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用

        2017-03-03 14:12:58宋秀云
        化工管理 2017年6期
        關(guān)鍵詞:氟橡膠化工產(chǎn)品聚四氟乙烯

        氟化工產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用

        宋秀云(衢州第一中學(xué),浙江 衢州 324000)

        氟化學(xué)工業(yè)是全球密切關(guān)注的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),上世紀(jì)30年代崛起至今,產(chǎn)品品種類層出不窮,已形成了無機氟化物、氟氯烴、氟聚合物及含氟精細(xì)化學(xué)品四大產(chǎn)品系列。目前,全世界氟化工產(chǎn)品已達(dá)千種以上,隨著科學(xué)技術(shù)的進步,各種性能優(yōu)異的氟化工新產(chǎn)品還會不斷出現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣,市場應(yīng)用前景廣闊。

        1 含氟產(chǎn)品及其應(yīng)用

        1.1 無機氟化鹽

        無機氟化鹽主要包括氟化鋁、冰晶石、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨等常規(guī)氟化鹽以及六氟磷酸鋰等電子產(chǎn)品。

        冰晶石用作鋁電解工業(yè)的助熔劑。氟化鈹和氟化鋁由于結(jié)構(gòu)上與磷酸根相類似常被用為酶抑制劑,通常用于抑制磷酸酶,例如絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶。氟化鈉、氟硅酸及其鹽氟硅酸鈉常被用于預(yù)防齲齒、飲水加氟及其他口腔衛(wèi)生產(chǎn)品中。

        作為電子產(chǎn)品的六氟磷酸鋰是鋰離子電池在未來很長一段時間內(nèi)不可替代的電池電解質(zhì)。鋰離子電池具有安全高效,比能量高,且無毒害,循環(huán)使用的壽命長等優(yōu)點,在能源日益枯竭和信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會,鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備、電動汽車、空間技術(shù)、國防工業(yè)等有越來越大的需求,應(yīng)用前景廣闊。氟化物電池正處在研究階段,未來或許將替代鋰離子電池。國外媒體報道稱,氟化物電池的續(xù)航理論上可以比鋰電池續(xù)航提升10倍。

        1.2 含氟氣體及其應(yīng)用

        含氟氣體包括純氟氣、三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫等。我國含氟特種氣體已有十幾個品種。氟氣由于活性高、危險性大,常在氟氣中適量加入氮氣或氦氣作緩解劑,氟氮、氟氦配比氣及三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫等是優(yōu)良的電子蝕刻劑。還可用氟氣制成高活性的ClF3和BrF3以及比較溫和的IF5等較易貯存的強氧化性的氟化劑代替氟氣進行氟化反應(yīng)。

        用氟改性的產(chǎn)品很多,例如氟化鈾UF6,用于氣體擴散法分離和濃縮鈾的同位素。氟化石墨是極優(yōu)良的固體潤滑劑和高能蓄電池的陰極材料,不受環(huán)境氣氛影響。氟化瀝青的表面能

        比塑料王聚四氟乙烯還低,是優(yōu)良的疏水、抗油材料,可用于船用防污涂料、防水容器、脫模劑、氟化材料的粘結(jié)劑、清潔劑、電子元件探測劑和焊接的保護氣氛以及高真空油,電子絕緣油和非可燃潤滑材料等。氟化纖維通過控制其C-F鍵性質(zhì)和電子狀態(tài)可以用作絕緣體、電池活性物質(zhì)、輕質(zhì)高導(dǎo)電性物質(zhì)等。塑料容器表面氟化使容器內(nèi)壁上多了一層聚氟材料層使溶劑滲透最小化。

        1.3 氟氯烴

        氟氯烴是一類物質(zhì)的總稱,包括CFC、HCFC、HFC等4類,主要是甲烷、乙烷和丙烷的鹵代烴,常用作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,例如家用電器、泡沫塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等,氟利昂可以在強烈紫外線的作用下發(fā)生分解,釋放出氯原子,氯原子可以使臭氧分子加速反應(yīng)生成氧氣分子,使臭氧層不斷被破壞,臭氧層可以吸收大部分的紫外線,是地球的保護層,一旦被破壞,到達(dá)地球表面的紫外線就會增加,人類健康和生態(tài)環(huán)境就會受到威脅。目前地球上已出現(xiàn)很多臭氧層空洞,有些臭氧層空洞的面積漏洞甚至超過了超過非洲?,F(xiàn)今世界公約已經(jīng)強制規(guī)定禁止生產(chǎn)和使用CFC類制冷劑,其它氟氯烴的生產(chǎn)和使用也受到限制。

        1.4 含氟聚合物

        含氟聚合物主要包括氟樹脂與氟橡膠兩大類。

        氟樹脂容易讓人聯(lián)想到被稱為塑料王的不粘鍋涂層材料聚四氟乙烯,實際上氟樹脂的品種和應(yīng)用很廣,其產(chǎn)品主要包括聚四氟乙烯和熱塑性氟樹脂聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯一乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚三氟氯乙烯一乙烯共聚物、聚氟乙烯等,以及全氟離子交換膜、全氟聚酰亞胺、軟質(zhì)氟樹脂、透明熱塑性氟樹脂等一些新型功能性的特種氟樹脂,氟樹脂因其極優(yōu)異的耐高低溫、耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性、潤滑性、不粘性和絕緣性使得它在生產(chǎn)生活、醫(yī)療器械和航天軍工等各種領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

        氟橡膠包括氟橡膠、四丙氟橡膠、氟硅橡膠、氟化膦腈橡膠、氟醚橡膠和含氟熱塑性彈性體等,也有極好的耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性,應(yīng)用于航空、宇航、汽車、石油、化工、機械、儀器儀表等工業(yè)領(lǐng)域。

        以氟碳樹脂為主要成膜物質(zhì)配制而成的氟碳建筑涂料,其耐久性和耐候性在目前所有建筑涂料中是最好的,故有“超耐候性建筑涂料”之稱。

        1.5 含氟精細(xì)化學(xué)品

        含氟精細(xì)化學(xué)品包括含氟醫(yī)藥、含氟農(nóng)藥、含氟中間體、含氟染料、氟碳表面活性劑、含氟整理劑、惰性物質(zhì)和含氟溶劑及其他含氟精細(xì)化學(xué)品等。含氟藥物具有獨特的生理活性和高選擇性,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)藥。含氟染料的光澤艷度、耐曬、耐水、耐有機溶劑的性能較高。含氟機中間體主要用于制藥行業(yè)的原料藥生產(chǎn)中,新型抗感染藥,如環(huán)丙沙星、諾氟沙星、莫西沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星等,都是用含氟中間體生產(chǎn)出來的。氟碳表面活性劑用作纖維整理劑,消泡劑、脫模劑、金屬表面處理劑、焊藥助熔劑、電鍍浴添加劑、石油開采滲透劑、滅火劑等。

        2 氟化學(xué)工業(yè)的發(fā)展前景

        氟化工是以螢石作為基礎(chǔ)原料的化學(xué)工業(yè)。氟化工產(chǎn)品因其獨特而優(yōu)異的性能,在化工、電子、醫(yī)藥、生物、機械、航天、軍工等各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在各類氟化工產(chǎn)品中,除氟氯烴的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制,氟樹脂產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)較成熟,增長有限,氟橡膠和氟涂料則將隨著汽車的普及,建筑、化工產(chǎn)業(yè)的增長而增長;而含氟精細(xì)化學(xué)品和含氟電子產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用是氟化工中很好的轉(zhuǎn)型升級的項目,最有發(fā)展前景。

        [1]氟化工產(chǎn)業(yè)鏈分析研究報告.2013,10.

        [2]全球氟化工產(chǎn)品發(fā)展趨勢有機硅氟資訊[J].2006(8).

        [3]王杏田 中國無機氟化工五十年發(fā)展 無機鹽工業(yè)[J].2011(3).

        宋秀云(1981-),女,漢族,籍貫山東,碩士研究生,中學(xué)一級教師,高中化學(xué)。

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