PVDF、六氟磷酸(suan)鋰項目(mu)(mu),相(xiang)信大家近(jin)幾年已經(jing)看(kan)到(dao)、聽到(dao)許多,有些是氟化工企(qi)業(ye)建設的,有些則是圈外企(qi)業(ye)跨界入局的,這些項目(mu)(mu)的相(xiang)繼投產(chan),使得(de)PVDF和六氟磷酸(suan)鋰供求(qiu)關系迅速發(fa)生改變,其市(shi)場(chang)價格也(ye)大起大落,行業(ye)情(qing)緒十分悲觀。
不過(guo),氟(fu)化工產(chan)品種(zhong)類豐富,除了(le)含(han)氟(fu)鋰電材(cai)料外,其他的(de)許多產(chan)品也(ye)都具有(you)(you)極好的(de)應用前景,包括六(liu)氟(fu)丁二烯(xi)、三(san)氟(fu)化氯(lv)、碳酰(xian)氟(fu)、含(han)氟(fu)聚酰(xian)亞胺、聚三(san)氟(fu)氯(lv)乙烯(xi)、可熔性聚四氟(fu)乙烯(xi)、全(quan)氟(fu)磺酸樹脂、氫氟(fu)醚(mi)、全(quan)氟(fu)聚醚(mi)、乙烯(xi)-四氟(fu)乙烯(xi)共聚物等,本文(wen)帶大家了(le)解(jie)一下部分比較有(you)(you)前景的(de)氟(fu)化工產(chan)品。
六氟丁二烯,亦稱全氟丁二烯、六氟-1,3-丁二烯,簡稱HFBD,是一種具有雙鍵、完全氟化的化合物,分子式為C4F6。六氟丁二烯是合成樹脂和含氟物質的重要原料,也可作為蝕刻氣應用于半導體行業,具有選擇性好、精確度高等優點。
另外,六氟丁二烯GWP僅為(wei)0.004,且在大氣中的壽命小于2d,具有非常小的溫室效應,是一種綠色環保且非常有市場前景的全氟化物氣體。近年來,因具有蝕刻選擇性好、精度高、在大氣中易分解等優異性能,六氟丁二烯成為最有可能代替傳統含氟蝕刻氣體的候選物之一。
六(liu)氟(fu)丁二烯是目(mu)前發(fa)現(xian)的既可滿(man)足蝕刻(ke)技術的發(fa)展要(yao)求,又可最大程度地(di)減少對環境影響的新一代含氟(fu)蝕刻(ke)氣(qi)(qi)體之一,具有廣(guang)闊的應用前景。但(dan)當前高純六(liu)氟(fu)丁二烯市場依舊被昭和電工(gong)、厚成(cheng)化工(gong)、默(mo)克集團、林德(de)氣(qi)(qi)體、液化空氣(qi)(qi)等國外(wai)企業占(zhan)據(ju),我國市場需求主要(yao)依賴進(jin)口。
近幾年,面對(dui)西方國(guo)家日趨嚴格的半(ban)導體封鎖(suo)和國(guo)內日益增(zeng)長的含氟(fu)特氣市場需求,國(guo)內企(qi)業加速布局(ju)六氟(fu)丁二烯,已(yi)有(you)部(bu)分企(qi)業突(tu)破了產業化(hua)壁壘,包括中巨芯、中化(hua)藍天、中船特氣、金石(shi)氟(fu)業、南大光電等。
PFA分子中(zhong)1~10%的(de)(de)全氟烷基乙烯基醚(mi)顯著改善了(le)高分子鏈的(de)(de)柔順性(xing)(xing),降低(di)了(le)結晶(jing)度,使PFA具(ju)有良(liang)好的(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing)(xing),克服(fu)了(le)PTFE難加(jia)工(gong)的(de)(de)缺點,可用(yong)一般熱(re)塑(su)性(xing)(xing)塑(su)料的(de)(de)成型加(jia)工(gong)工(gong)藝進行加(jia)工(gong),它的(de)(de)長期使用(yong)溫度與PTFE相(xiang)同,在高溫下的(de)(de)力學性(xing)(xing)能優于PTFE。
同時,PFA具(ju)備PTFE優異的(de)耐化(hua)學腐蝕(shi)性能(neng),極好的(de)耐熱(re)性能(neng)以及低摩擦(ca)系數,自潤滑,阻燃,防(fang)水等(deng)性能(neng),可以制成(cheng)防腐涂(tu)層(ceng)(ceng)、防老化涂(tu)層(ceng)(ceng)、特種過濾纖(xian)維、反(fan)應釜(fu)內(nei)(nei)襯、管材內(nei)(nei)襯、光(guang)纜外(wai)皮、宇航器材等,廣(guang)泛應用于(yu)建(jian)筑、化工、機械、電氣、航天、醫療等眾多(duo)領域。
目(mu)前(qian),PFA海外(wai)供(gong)應商主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)科慕(mu)、索(suo)爾維、大金(jin)、3M、AGC等,市場份額(e)接近(jin)90%,我國生(sheng)產PFA的企業比(bi)較少,主(zhu)(zhu)要(yao)包括東岳集團、永和股份、巨化股份等。
近(jin)幾年,受(shou)益于政(zheng)策支持、技術進步(bu)、成本降低(di)和市(shi)場需求(qiu)等多重(zhong)因(yin)素,氫燃料電池(chi)市(shi)場在國內外都呈(cheng)現出快(kuai)速增(zeng)(zeng)長的態勢,將帶動相關材料需求(qiu)快(kuai)速增(zeng)(zeng)長。
質子交換膜是氫燃料電池的核(he)心材(cai)料之一,膜性能的好壞直接(jie)決定氫燃料電池的性能和使(shi)用壽命。質(zhi)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換膜(mo)(mo)(mo)按含氟(fu)量可(ke)分為全(quan)氟(fu)質(zhi)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換膜(mo)(mo)(mo)如全(quan)氟(fu)磺酸膜(mo)(mo)(mo)、部分氟(fu)化質(zhi)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換膜(mo)(mo)(mo)如聚(ju)(ju)偏氟(fu)乙(yi)烯輻(fu)射接枝膜(mo)(mo)(mo)、無(wu)氟(fu)質(zhi)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換膜(mo)(mo)(mo)如聚(ju)(ju)苯并(bing)咪唑膜(mo)(mo)(mo)。
目前,全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酸質子(zi)交(jiao)換膜是市場(chang)唯(wei)一(yi)成功商品化并實際使(shi)用的質子(zi)交(jiao)換膜。全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)制備(bei)(bei)原材料(liao)主要為四氟(fu)(fu)乙(yi)烯、全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酰基(ji)乙(yi)烯基(ji)醚單體(PSVE)等(deng),無論是PSVE的制備(bei)(bei)、全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)的聚合(he)還是全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)的成膜都具(ju)有極高的技術壁壘,因此全(quan)(quan)球范圍內(nei)具(ju)備(bei)(bei)全(quan)(quan)氟(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)生產能力(li)的企業并不多,產能主要集中(zhong)(zhong)在(zai)科慕、索爾(er)(er)維、3M、美國戈(ge)爾(er)(er)等企業中(zhong)(zhong)。
我(wo)國(guo)的(de)全氟(fu)磺酸樹(shu)脂相關研(yan)究起步并不晚,20世(shi)紀70年代(dai)中國(guo)科學(xue)院上海有機化學(xue)研(yan)究所即開展了全氟(fu)磺酸樹(shu)脂重要(yao)單體的(de)合(he)(he)成及聚合(he)(he)反應研(yan)究,甚至(zhi)開展了對(dui)聚合(he)(he)物膜改(gai)性的(de)研(yan)究,但(dan)遺憾的(de)是(shi)始終未實(shi)現規模化生產。
國內全(quan)氟磺酸(suan)樹脂生產(chan)企業有東岳集(ji)團、上海三(san)愛富、巨(ju)化集(ji)團、蘇州(zhou)科潤等,但除東岳集(ji)團外(wai),其他企業大多不具備(bei)全(quan)氟磺酸(suan)樹脂批量(liang)供(gong)應(ying)能力,因此我國全(quan)氟磺酸(suan)樹脂供(gong)應(ying)能力不足,市場需求(qiu)嚴重依賴進口,未來全(quan)氟磺酸(suan)樹脂國產(chan)替代(dai)空間較(jiao)大。
ETFE是(shi)(shi)目前為(wei)止最強韌的(de)(de)氟(fu)(fu)塑料(liao)(liao),在保(bao)持了聚四氟(fu)(fu)乙烯良好的(de)(de)耐熱、耐化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)和電絕緣性(xing)能(neng)的(de)(de)同時,它的(de)(de)耐輻(fu)射和機械性(xing)能(neng)有很大(da)程度(du)(du)地(di)改善,拉(la)伸強度(du)(du)可達到50MPa,接(jie)近(jin)聚四氟(fu)(fu)乙烯的(de)(de)兩倍,更(geng)主要的(de)(de)是(shi)(shi)其加工性(xing)能(neng)得(de)以大(da)大(da)提高,特別是(shi)(shi)它和金屬表面(mian)的(de)(de)附著(zhu)力表現突(tu)出,使氟(fu)(fu)塑料(liao)(liao)和鋼(gang)的(de)(de)緊襯工藝真正(zheng)得(de)以實現。
ETFE不(bu)僅具有(you)優良的抗沖擊(ji)性(xing)(xing)、導電性(xing)(xing)、熱穩定性(xing)(xing)和(he)耐化學腐蝕性(xing)(xing),而且機械強度高、加工性(xing)(xing)能(neng)好(hao),廣(guang)泛用(yong)于化工、電子通(tong)訊、設備制造、航空航天等領域。
長期以(yi)來(lai),ETFE都由AGC、大金、科慕、3M等國(guo)外廠商壟(long)斷(duan)供應,我國(guo)科學家從上世紀70年代開始研發,但一(yi)直未取(qu)得(de)實(shi)質性進展,國(guo)內所需(xu)(xu)的(de)(de)ETFE樹(shu)脂(zhi)產品幾乎100%依賴(lai)進口,而且國(guo)外對我國(guo)軍工國(guo)防及大飛機領(ling)域(yu)所需(xu)(xu)的(de)(de)特種ETFE樹(shu)脂(zhi)實(shi)施(shi)禁運(yun),導致ETFE樹(shu)脂(zhi)成為制(zhi)約我國(guo)特殊領(ling)域(yu)應用(yong)和(he)發展的(de)(de)重(zhong)要瓶頸。
目前,國內廠商已(yi)實現零的突破,正在加(jia)大ETFE產(chan)能(neng)布局,具備生產(chan)能(neng)力的企業主要有東岳集團(tuan)、巨化(hua)股份(fen)等。
氫氟(fu)醚是(shi)由氫、氟(fu)、氧和碳原子構成的(de)化合物(wu),具(ju)有(you)醚結構,臭(chou)氧消耗潛能值ODP為(wei)零,全球暖化潛勢系數GWP低(di),且大氣(qi)停留時間很短(duan),被認為(wei)是(shi)CFCs 理想替(ti)代(dai)品。除優(you)良的(de)環(huan)境性質(zhi)外,氫氟(fu)醚還具(ju)有(you)優(you)秀的(de)熱(re)穩定性和化學穩定性、適度的(de)溶解(jie)性、毒性低(di)、無(wu)腐(fu)蝕(shi)性、不燃、不產生煙塵、材(cai)料兼容性好等特點,易于貯(zhu)藏(zang)和運輸(shu)。
氫氟醚(mi)(mi)由于其絕緣性(xing)優(you)良、化學惰性(xing)、表面(mian)張力(li)低、揮發(fa)性(xing)好,與有(you)機溶劑(ji)(ji)具有(you)良好的(de)相容(rong)性(xing),對(dui)半導體、芯片和液晶制(zhi)造(zao)等行業所用(yong)組件材(cai)料具有(you)優(you)良的(de)兼容(rong)性(xing),所以電子清洗(xi)劑(ji)(ji)是(shi)氫氟醚(mi)(mi)被(bei)開發(fa)的(de)最初用(yong)途,也是(shi)目(mu)前主(zhu)要應用(yong)之一。此外,氫氟醚(mi)(mi)還可用(yong)于冷卻液、抗(kang)指紋劑(ji)(ji)稀(xi)釋劑(ji)(ji)、發(fa)泡劑(ji)(ji)等領(ling)域。
目(mu)前(qian),國內具(ju)備(bei)氫氟醚生產能力(li)的(de)企業主(zhu)要有(you)東岳集(ji)團、巨(ju)化股份、山東華氟、泉州(zhou)宇極(ji)、浙(zhe)江諾亞(ya)等(deng)。
ECTFE是乙(yi)烯和三氟氯(lv)乙(yi)烯共聚物,對極大多數的無機、有(you)(you)機化(hua)學品以及有(you)(you)機溶(rong)(rong)劑有(you)(you)非凡的抗腐蝕能力。直到目(mu)前,除了氯(lv)化(hua)熔(rong)融(rong)堿或(huo)熱(re)的胺類(lei)(例如苯(ben)胺、二甲胺),沒有(you)(you)一(yi)種溶(rong)(rong)劑能在120℃以下侵蝕ECTFE。
與其(qi)他熱塑性塑料相比,ECTFE在高溫下的(de)耐氯和氯衍(yan)生(sheng)物的(de)性能,特別突出。ECTFE具有優良(liang)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能、極(ji)(ji)低(di)的(de)滲透率(lv)、優良(liang)的(de)電性(xing)能與表(biao)面的(de)極(ji)(ji)端光(guang)滑,可(ke)在低(di)溫(wen)到149℃的(de)溫(wen)度范圍內安全使用(yong)。
ECTFE不但(dan)具備(bei)突出的抗沖擊性(xing)能,而且是(shi)一種(zhong)具備(bei)相當機械強度(du)的堅韌(ren)材(cai)料。ECTFE制成(cheng)品的表(biao)面,類似于玻璃,能阻止微(wei)生(sheng)物的增生(sheng),提供了明(ming)顯的衛(wei)生(sheng)優勢(shi)。由于這些優(you)異的(de)性能,ECTFE被廣泛(fan)應(ying)用于化工、石油的(de)排水、洗滌(di)、污水處理系(xi)統、化學藥(yao)品的(de)分配(pei)系(xi)統以及(ji)裝置(zhi)的(de)化學清洗系(xi)統等方面。
據了解,目(mu)前(qian)全(quan)球只有(you)索爾維在(zai)生(sheng)(sheng)產ECTFE,國內基本不具(ju)備規模化生(sheng)(sheng)產能力。
聚三(san)氟氯乙烯簡稱(cheng)PCTFE,是(shi)由三(san)氟氯乙烯經聚合而(er)成的熱塑(su)性氟樹脂(zhi),也是(shi)最(zui)早研發并商品化的含氟聚合物。
1937年,德國I.G.Farbenindustrie公司發表了首篇制備(bei)報(bao)告,其后美國在執行曼哈頓計劃(hua)過程中(zhong),對(dui)PCTFE的性能(neng)作(zuo)了大量的研究工作(zuo),并(bing)于(yu)1946年投(tou)產。隨(sui)后,PCTFE低聚物(俗稱氟氯油)被用來作(zuo)為(wei)高性能(neng)惰性潤(run)滑材料,廣泛用于(yu)核工業鈾同位素(su)分析、火箭導(dao)彈推進劑等(deng)系統的運(yun)轉設(she)備(bei)上。
分子(zi)(zi)結構(gou)中的(de)F原子(zi)(zi)使(shi)聚合物(wu)(wu)具有化學惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing), Cl原子(zi)(zi)則使(shi)聚合物(wu)(wu)具有透(tou)明性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與硬度(du),因(yin)此PCTFE是具有高度(du)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、不燃性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、不吸濕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、不透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)以及惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)優質熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)。分子(zi)(zi)結構(gou)中C—Cl鍵的(de)存在,使(shi)得PCTFE除耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及化學惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較聚四氟(fu)乙(yi)烯(xi)(PTFE)、四氟(fu)乙(yi)烯(xi)—六氟(fu)丙(bing)烯(xi)共聚物(wu)(wu) (FEP)稍(shao)差外,硬度(du)、剛性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)蠕變性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)均(jun)較好。
諸多(duo)優異(yi)性能使(shi)得PCTFE在機械、電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)器(qi)、化學工業、醫療(liao)器(qi)械、軍事(shi)、核能等領域均有(you)著廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)。目前,PCTFE在涂料(liao)領域的(de)應用(yong)已逐漸被PTFE等取代。
目前,全球PCTFE樹脂產品供(gong)應主(zhu)要集中于大(da)金、霍尼韋(wei)爾、3M和阿科瑪等(deng)企業手中,國內(nei)企業尚未實(shi)現(xian)規模化生產。
碳酰氟(fu)(fu)又稱羰(tang)基氟(fu)(fu)、 氟(fu)(fu)光氣,常溫常壓下是有刺激性(xing)的、非易燃無(wu)色有毒氣體,遇水迅速水解放(fang)出氟(fu)(fu)化氫和二氧化碳,并(bing)生成(cheng)煙霧。
碳(tan)酰(xian)氟(fu)(fu)可用于半(ban)導(dao)體(ti)制造裝置的(de)清洗氣和(he)刻(ke)蝕氣,有(you)機化合物的(de)氟(fu)(fu)化氣和(he)原料以及有(you)機合成的(de)中間體(ti)、氟(fu)(fu)化劑等(deng)。碳(tan)酰(xian)氟(fu)(fu)是一(yi)種應(ying)用于半(ban)導(dao)體(ti)設(she)備(bei)刻(ke)蝕和(he)清洗的(de)新型材(cai)料,可替代傳統的(de)全氟(fu)(fu)化碳(tan)(PFC)、三(san)氟(fu)(fu)化氮,環(huan)境友(you)好具有(you)極低的(de)溫室效(xiao)應(ying)潛能值(GWP≈1),極低的(de)破壞(huai)臭氧(yang)層潛能值(ODP=0),可以有(you)效(xiao)減小溫室效(xiao)應(ying),是一(yi)種環(huan)境友(you)好型電(dian)子(zi)氣體(ti),應(ying)用前(qian)途廣闊。
碳酰(xian)(xian)氟(fu)在工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)、環(huan)保性(xing)(xing)(xing)能(neng)、尾氣(qi)處(chu)理及(ji)碳排(pai)放費用(yong)方(fang)面(mian)比三(san)氟(fu)化(hua)氮均有一定優勢。日(ri)本產(chan)業技(ji)(ji)術(shu)研究(jiu)(jiu)所(suo)新能(neng)源產(chan)業技(ji)(ji)術(shu)綜合研發機構、地球環(huan)境(jing)產(chan)業技(ji)(ji)術(shu)研究(jiu)(jiu)機構對碳酰(xian)(xian)氟(fu)的(de)物化(hua)性(xing)(xing)(xing)質、使(shi)用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和生物活性(xing)(xing)(xing)進行了近十年(nian)的(de)研究(jiu)(jiu),確認碳酰(xian)(xian)氟(fu)為三(san)氟(fu)化(hua)氮等氣(qi)體(ti)的(de)有力替代產(chan)品(pin)。
目(mu)前(qian)我國(guo)尚未實現碳酰氟(fu)大規(gui)模工(gong)(gong)業化(hua)(hua)生產(chan),中船(chuan)重工(gong)(gong)第七一八研究(jiu)所、天津(jin)長蘆新(xin)材(cai)料研究(jiu)院、中化(hua)(hua)近代環(huan)保化(hua)(hua)工(gong)(gong)(西安)有(you)限(xian)公(gong)司、山(shan)東(dong)華氟(fu)化(hua)(hua)工(gong)(gong)有(you)限(xian)責任公(gong)司等已經開展(zhan)碳酰氟(fu)的(de)小試和產(chan)業化(hua)(hua)研究(jiu)。
三(san)氟化氯(lv)是已(yi)知的化學性質最活潑的鹵素(su)氟化物,也(ye)是一種(zhong)能力極強的氟化劑,還是一種(zhong)高能和反(fan)應活性極強的物質,能夠替代元素(su)氟進行(xing)多種(zhong)氟化反(fan)應。
三(san)氟化(hua)氯可(ke)用(yong)作氟化(hua)劑(ji)、燃燒(shao)劑(ji)、推(tui)進(jin)劑(ji)中的(de)(de)氧(yang)化(hua)劑(ji)、高(gao)溫(wen)金屬的(de)(de)切割油等。高(gao)純度的(de)(de)三(san)氟化(hua)氯主(zhu)要應用(yong)于半導體、液晶、太(tai)陽能和LED領(ling)域的(de)(de)CVD室及其管道的(de)(de)清洗(xi),其在清洗(xi)質量、效率和減少溫(wen)室效應方(fang)面有著明顯的(de)(de)優勢,有著廣闊的(de)(de)應用(yong)前景。
三氟(fu)化(hua)氯在電(dian)子行業(ye)的(de)(de)應用優點(dian)包括:足夠(gou)的(de)(de)能力蝕(shi)刻各種沉(chen)積物或涂層(ceng);由于蝕(shi)刻速率(lv)高,提高了CVD工(gong)具的(de)(de)生產(chan)率(lv)和(he)原位室(shi)清潔效率(lv);可在低(di)溫(wen)下清潔CVD中使(shi)用的(de)(de)所(suo)有部件系統;與傳(chuan)統所(suo)使(shi)用過的(de)(de)全氟(fu)烴(如四氟(fu)化(hua)碳(tan),六氟(fu)乙烷和(he)三氟(fu)化(hua)氮)相比(bi),三氟(fu)化(hua)氯不(bu)會釋放高GWP氣體等(deng)。
據了(le)解,國內(nei)僅(jin)有一家(jia)企業(ye)實(shi)現了(le)電子級三(san)氟(fu)化氯的規(gui)模化生產,產品純(chun)度達到(dao)99.995%(4N5)并通過(guo)國內(nei)多家(jia)芯片龍頭(tou)企業(ye)測(ce)試(shi)認證,已供應多家(jia)知名(ming)企業(ye),成功實(shi)現進口替代。
轉載自(zi):化工(gong)好料(liao)到(dao)
來(lai)源:中國(guo)化工信息周刊






