Co to jest fluoropolimer?

Fluoropolimer to zazwyczaj polimer olefinowy, który składa się z częściowo lub całkowicie fluorowanych monomerów olefinowych, takich jak fluorek winylidenu (CH2¼CF2) i tetrafluoroetylen (TFE) (CF2¼CF2).Polimery te zostały szczegółowo omówione w wielu publikacjach.Bardziej specjalistyczne polimery fluorowane obejmują perfluoroetery, fluoroakrylany i fluorosilikony, które są stosowane w znacznie mniejszych ilościach niż fluoropolimery olefinowe.

Handlowe fluoropolimery obejmują homopolimery i kopolimery.Homopolimery zawierają 99% wagowych lub więcej jednego monomeru i 1% wagowy lub mniej innego monomeru, zgodnie z konwencją Amerykańskiego Towarzystwa Testowania Materiałów (ASTM).Kopolimery zawierają więcej niż 1% wagowy jednego lub więcej komonomerów.Główne komercyjne fluoropolimery opierają się na trzech monomerach:

TFE, fluorek winylidenu (VF2) i w mniejszym stopniu chlorotrifluoroetylen (CTFE).Przykłady komonomerów obejmują eter perfluorometylowinylowy (PMVE), eter perfluoroetylowinylowy (PEVE), eter perfluoropropylowowinylowy (PPVE), heksafluoropropylen (HFP), CTFE, perfluorobutyloetylen (PFBE) i monomery egzotyczne, takie jak 2,2-bistri-fluorometyl -4,5-difluoro-1,3-dioksol.

Dobrą zasadą do zapamiętania jest to, że zwiększenie zawartości fluoru w cząsteczce polimeru zwiększa jej odporność chemiczną i na rozpuszczalniki, ognioodporność i fotostabilność;poprawia jego właściwości elektryczne, takie jak niższa stała dielektryczna;obniża współczynnik tarcia;podnosi temperaturę topnienia;zwiększa jego stabilność termiczną;i osłabia jego właściwości mechaniczne.Rozpuszczalność polimerów w rozpuszczalnikach zwykle maleje wraz ze wzrostem zawartości fluoru w cząsteczce.

Klasyfikacja fluoropolimerów

Nieoczekiwane odkrycie PTFE w 1938 roku przez Roya Plunketta z firmy DuPont zapoczątkowało erę fluoropolimerów. PTFE znalazł tysiące zastosowań ze względu na swoje unikalne właściwości.Od odkrycia PTFE opracowano różne fluoroplastiki.Wiele firm produkuje te tworzywa sztuczne na całym świecie.Fluoropolimery dzielą się na dwie klasy polimerów perfluorowanych i częściowo fluorowanych.Perfluorowane fluoropolimery są homopolimerami i kopolimerami TFE.Niektóre komonomery mogą zawierać niewielką ilość pierwiastków innych niż C lub F.

Historia rozwoju polimerów

PTFE nie może być wytwarzany technikami przetwarzania w stanie stopionym ze względu na jego wysoką lepkość.Fluoropolimery przetwarzalne w stanie stopionym zostały opracowane w drodze kopolimeryzacji TFE.FEP, kopolimer TFE i HFP, ma niższą maksymalną temperaturę ciągłego użytkowania niż PTFE (200 C w porównaniu z 260 C) ze względu na pogorszenie właściwości mechanicznych.PFA, kopolimer TFE z PPVE lub PEVE, zapewnia stabilność termiczną, przetwarzalność w stanie stopionym i maksymalną temperaturę ciągłego stosowania w temperaturze 260°C. Zarówno FEP, jak i PFA są uważane za perfluoropolimery.

Kopolimery etylenu z tetrafluoroetylenem (ETFE) i chlorotrifluoroetylenem (ECTFE) są mechanicznie mocniejsze niż perfluoropolimery, co wiąże się z kompromisem w postaci zmniejszenia ich odporności chemicznej i temperatury ciągłego użytkowania oraz wzrostu współczynnika tarcia.

Amorficzne kopolimery TFE są rozpuszczalne w specjalnych rozpuszczalnikach halogenowanych i można je nakładać na powierzchnie w postaci roztworu polimeru, tworząc cienkie powłoki.Wyschnięta powłoka jest tak samo odporna na prawie tyle samo chemikaliów, co PTFE.