一、概述
全氟聚醚(PFPE,英文名Perfluom Polyethers)最早于20世紀60年代開始研究, 是一類比較特殊的全氟高分子化合物, 其平均分子量在500~15000不等,分子中僅有C、F、O三種元素,具有耐熱、耐氧化、耐輻射、耐腐蝕、不燃等特性,且用作軍事、航天和核工業(yè)等尖端領域的極為可靠的潤滑劑已有幾十年的歷史。如今全氟聚醚廣泛應用于化工、電子、電器、機械、核工業(yè)、航空航天領域。
二、合成方法
按照所用單體和聚合方法的不同,可以得到K型、Y型、Z型、D型4種分子結(jié)構不同的PFPE:
第一種K型它是六氟環(huán)氧丙烷(HFPO)在CsF催化作用下通過聚合形成的一系列支鏈聚合物。
第二種Y型它是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通過光氧化而形成的聚合物,分子量一般在1000~10000之間。
第三種Z型它是由紫外光照射下的四氟乙烯(TFE)通過光氧化作用形成的直鏈聚合物,分子量一般在1000~100000之間。
第四種D型它是將四氟氧雜環(huán)丁烷的聚合產(chǎn)物直接氟化而得到的聚合物。
目前全氟聚醚的合成方法主要有兩種:光催化聚合法及陰離子催化聚合法。
三、特性
全氟聚醚分子中僅含有C、F、O三種元素,由于氟原子具有很強的電負性,碳鏈大部分被氟原子屏蔽,與烴類聚醚相比具有密度大、表面張力低、揮發(fā)性低、粘流性良好、不燃、介電性能好、潤滑性好等優(yōu)點,而且可與塑料、橡膠、金屬很好地相容。全氟聚醚屬于低分子量的含氟聚合物,它們的粘度與分子結(jié)構、平均分子量有很大的關系。分子量較大的PFPE具有低揮發(fā)性、較寬的液體溫度范圍及優(yōu)異的粘度一溫度特性。
全氟聚醚的化學組成與結(jié)構決定了全氟聚醚具有優(yōu)良的化學性質(zhì),同時由于各種全氟聚醚的化學結(jié)構都比較接近,因此,它們也具有相似的化學性質(zhì)。
1)化學惰性
全氟聚醚對大部分的酸、堿和氧化劑等腐蝕性化學品表現(xiàn)出很強的化學惰性,但部分親核試劑(如氨)、活潑金屬(如Na、K、Al等)及路易斯酸可使全氟聚醚發(fā)生分解,降低其熱穩(wěn)定性。
2)熱氧化穩(wěn)定性
在無有效催化劑的條件下,即使有氧存在,全氟聚醚在270—300的范圍內(nèi)仍很穩(wěn)定。其分解溫度可達到350—410。
3)相容性
全氟聚醚與很多物質(zhì)具有相容性,全氟聚醚與塑料、人造橡膠有較好的相容性。
4)抗燃性
抗燃性是全氟聚醚適用于工業(yè)和航空用潤滑劑的一個重要條件。與其他類型的潤滑劑相比,全氟聚醚更適用于高溫及苛刻的操作環(huán)境中。
5)抗輻射性
全氟聚醚具有較好的耐輻射性能,在相同劑量下,與碳氫化合物和硅油相比,黏度增長率最低。
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