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PTFE:向 5G 和新能源等高端应用领域突围

企业新闻 / 2021-10-08 01:42

本文摘要:PTFE:高频通讯时代的质料新星工业链:PTFE 是使用最广泛的含氟聚合物聚四氟乙烯(PTFE)是一类重要的氟聚合物,由四氟乙烯聚合而来。1938 年Plunkett 和他的助手首次从装有 TFE 的钢瓶中获得了粉末状的 PTFE,引起杜邦公司的重视,并探索其聚合条件及质料的性能和应用前景。 PTFE 工业链前半部门与制冷剂工业链一致,上游涉及基础化工原料萤石、甲烷和液氯,中游涉及重要氟化工中间产物氢氟酸,制品 PTFE 下游需求主要来自机械、电子、化工和防粘涂层等领域。

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PTFE:高频通讯时代的质料新星工业链:PTFE 是使用最广泛的含氟聚合物聚四氟乙烯(PTFE)是一类重要的氟聚合物,由四氟乙烯聚合而来。1938 年Plunkett 和他的助手首次从装有 TFE 的钢瓶中获得了粉末状的 PTFE,引起杜邦公司的重视,并探索其聚合条件及质料的性能和应用前景。

PTFE 工业链前半部门与制冷剂工业链一致,上游涉及基础化工原料萤石、甲烷和液氯,中游涉及重要氟化工中间产物氢氟酸,制品 PTFE 下游需求主要来自机械、电子、化工和防粘涂层等领域。PTFE 按合成方法分为悬浮 PTFE、疏散树脂粉末和浓缩疏散液 TFE 单体聚合的方法主要有悬浮聚合和疏散聚合。可以根据聚合方法将 PTFE 分成悬浮 PTFE和疏散 PTFE,后者可以再细分为疏散树脂粉末和浓缩疏散液。三类 PTFE 产物加工性能各异,适合接纳差别的方法加工成型,在差别的领域发挥作用。

现在悬浮法 PTFE 约占 50-60%, 疏散树脂粉末约占 20-35%, 浓缩疏散液约占10-20%。(1)悬浮聚正当:在聚合釜中以水为介质,以过硫酸铵作引发剂,稀盐酸为活化剂,使 TFE 于 0.5-2MPa 和 40-45℃下引发聚合制得白色粒料,经捣碎、研磨、干燥获得差别粒度粉状。悬浮树脂是颗粒比力大的白色粉末,颗粒粒径为毫米级。(2)疏散聚正当:疏散聚适时需加入少量疏散剂(全氟辛酸铵)和稳定剂(氟碳化合物),以氧化还原催化剂举行引发聚合,聚合反映制得的含 PTFE20%左右的疏散液。

聚合所得疏散液若要制成粉末,需用水稀释至一定浓度后,于 15-20℃举行机械搅拌,再经凝聚、洗涤、干燥,即得白色松散粉状产物疏散 PTFE。若往20%左右的疏散液加入乳化剂,则可制得固体含量约为60%的PTFE浓缩疏散液。疏散树脂粉末呈白色松软颗粒状,粒径为亚微米级(250~350nm);浓缩疏散液为白色乳状液体。性能:特殊结构保障了耐腐蚀、润滑和生物惰性PTFE 出现氟原子掩护碳原子的特殊结构。

聚四氟乙烯结构式为(CF2CF2)n,在聚四氟乙烯分子中,CF2 单元按锯齿形状排列,由于氟原子的范德华半径比氢原子稍大,原子之间范德华作用力较大,发生较强的排挤力,所以相邻的单元不能完全按反式交织取向,而是形成一个螺旋状的构象,由于氟原子具有合适的原子半径,使每一个氟原子恰好能与距离的碳原子上的氟原子紧靠,这样的构象使氟原子能困绕在碳-碳主链周围,形成一个低外貌能的掩护层,出现氟原子掩护着易受侵蚀的碳原子链的特殊结构。PTFE 的特殊结构使得其具备以下多种特性:耐腐蚀性:PTFE 是现在已知的有机化合物中化学惰性最好的高分子质料。其特殊的分子结构使其能够反抗险些所有的强酸(包罗王水)、强碱和有机溶剂,而且在高温条件下也能保持这种性能。腐蚀性气体、液体运输管道的衬里是 PTFE 的重要应用场景。

自润滑性:PTFE 的摩擦系数比其他工程塑料小,是已知可实用的滑动面质料中摩擦系数值最低的,是理想的润滑质料。由于润滑油脂会被溶剂完全溶解,设备的某些位置不能添加润滑油,填充 PTFE 逐渐演变为各种零件无油润滑的优良质料,包罗化工设备的轴承、活塞环、钢结构屋架的支承滑块以及架桥转体等。不粘性:PTFE 摩擦系数极小,仅为聚乙烯的 1/5,又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性,是不粘锅常用的涂层质料。

生物惰性:PTFE 作为医用质料植入人体后不会引起机体的排挤,对人体无生理副作用,从 20 世纪 70 年月开始首先被应用制成人造血管应用于临床。如今由于其优异的性能,聚四氟乙烯在医学上的应用越来越广泛,包罗用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合等。生长:卓越的介电性能成为高频通信关键质料高频通信要求绝缘质料有极低的介质损耗系数和介电常数。在通信行业,高频通信使用的电磁波频率一般在 1GHz 以上,卫星导航、军事雷达、航空航天等领域都广泛接纳高频通信技术。

通信的频率越高,可以使用的带宽资源就越多,可以传输更多的信息。凭据信号传输相关理论,信号传输损失与通信频率和绝缘质料的介质损耗因数(Dk)成正比。因此在高频通信中,为了将信号传输损失降到最低,就必须接纳介质损耗系数极低的绝缘质料。

又由于电信号流传的速度与介电常数(Df)平方根成反比,举行高频通信时为确保实现高速率传输,也要求绝缘质料具有极低的介电常数。PTFE 是介电常数、介质损耗系数最低的树脂质料,具有无可相比的介电性能优势,是卫星导航、军事雷达、航空航天高频通信中应用最多的介电质料。其中 PTFE 的主要载体是高频印刷电路板和射频同轴电缆。需求:5G 带来年均 14 亿市场,锂电需求有望发作海内 PTFE 市场约为 47 亿元,需求集中在化工和电子领域PTFE 的下游应用领域主要集中在化工和电子行业。

PTFE 具备耐腐蚀性、润滑性、良好介电性等多种优异性质,在众多领域均有广泛应用,凭据 MordorIntelligence 统计,2018 年全球 PTFE81%的需求来自化工、电子、汽车及运输和厨具四大领域,其中化工行业以 44%、电子行业以 17%的份额成为 PTFE 最主要的应用领域,其余一些应用漫衍在汽车运输、厨具、医疗和修建等领域。PTFE 在化工、电子、汽车及运输和厨具四大领域发挥的主要作用如下: 化工:PTFE 凭借其耐腐蚀性,作为腐蚀性化学品输送管道内的衬里或。


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