聚四氟乙烯（PTFE）俗稱塑料王。由四氟乙烯經(jīng)加聚而成的高分子化合物，有粒狀、粉末和分散液三種。憑借其優(yōu)異的高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性, 很好的電絕緣性、非粘附性、耐候性、不燃性和良好的潤(rùn)滑性，在航天、化工、電子、機(jī)械、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

聚四氟乙烯根據(jù)顆粒尺寸、粒徑分布以及顆粒形態(tài)不同可分為懸浮聚四氟乙烯和分散聚四氟乙烯，前者顆粒粒徑為毫米級(jí)，而后者粒徑為亞微米級(jí)(250—350nm)。

表一 聚四氟乙烯形態(tài)及用途

精制純化后的四氟乙烯單體在搪瓷或不銹鋼聚合釜中，以水為介質(zhì)，過硫酸銨為引發(fā)劑，亞硫酸鹽還原劑，鹽酸為活化劑進(jìn)行聚合。操作壓力為0.6～0. 8MPa，操作溫度為10～50℃，反應(yīng)時(shí)間2～3h，得到聚合物，然后經(jīng)搗碎、研磨、洗滌、干燥，得到粉狀懸浮聚四氟乙烯樹脂產(chǎn)品。懸浮法PTFE主要用于制造機(jī)械工業(yè)用的密封圈、墊片等,以及化工設(shè)備用的泵、閥、管配件和設(shè)備襯里等。另外還制造電絕緣零件、薄膜等。

圖一 懸浮法PTFE制作工藝

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往聚合釜中加入無離子水、乳化劑、引發(fā)劑等助劑后，關(guān)閉聚合釜，進(jìn)行保壓試驗(yàn)，合格后用高純氮?dú)庵脫Q以清除釜內(nèi)氧氣，經(jīng)多次重復(fù)抽真空，直至聚合釜內(nèi)氧含量低于20mg/L為止。慢慢通入TFE單體直至聚合壓力，聚合釜開始慢慢升溫，使聚合釜內(nèi)保持所需的溫度，聚合期間連續(xù)補(bǔ)加TFE以維持恒定的聚合壓力。當(dāng)釜中通人定量的TFE后，停止進(jìn)料，將釜中剩余的TFE經(jīng)堿洗和干燥后返回單體儲(chǔ)罐。聚合反應(yīng)后得到的分散液呈白色乳狀。分散PTFE主要用于制造耐腐蝕、耐高溫、高介電電線電纜。在化工方面,要用于制造絲扣密封生料帶、管道襯里等。

圖二 分散法PTFE制作工藝

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我國(guó)的PTFE行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)大，2019年達(dá)到13.80萬噸/年，占全球產(chǎn)能的60%以上。截至2022年，國(guó)內(nèi)PTFE總產(chǎn)能達(dá)到21.50萬噸/年?？傮w來看，我國(guó)聚四氟乙烯行業(yè)低端產(chǎn)能過剩，高端市場(chǎng)仍顯不足，需依賴進(jìn)口。

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據(jù)悉，81%的PTFE需求來自化工、電子、汽車及運(yùn)輸和廚具四大領(lǐng)域，其中化工行業(yè)以44%、電子行業(yè)以17%的份額成為PTFE最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，其余一些應(yīng)用分布在汽車運(yùn)輸、廚具、醫(yī)療和建筑等領(lǐng)域。

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