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乙烯四氟乙烯 (ETFE) 膜材完整指南


 

乙烯四氟乙烯 (ETFE) 是一种氟基塑料,设计用于在很宽的温度范围内具有高耐腐蚀性和强度。由于其特殊的化学和物理特性,ETFE被广泛应用于化工、电气/电子、建筑、医疗和汽车行业。

通过了解有关 ETFE 的一些基本信息、关键特性和性能、其流行的应用和加工这种聚合物材料的条件,成为专家!

让我们首先从了解含氟聚合物开始......

一、概述

01.什么是乙烯四氟乙烯 (ETFE)

氟聚合物是一类在化学结构中含有氟原子的聚合物材料。含氟聚合物有两种类型:

  • 全氟聚合物——在这种聚合物类型中,类似碳氢聚合物结构中的所有氢原子都被氟原子取代
  • 部分氟化聚合物——而在此类聚合物中,聚合物结构中同时存在氢原子和氟原子

PTFEPCTFEFEPPVDFECTFE 等几种含氟聚合物成功开发和商业化之后…… 1973 年,杜邦公司将乙烯四氟乙烯 (ETFE) 商业化。ETFE 是乙烯和四氟乙烯 (TFE) 的部分氟化共聚物。

TFE和乙烯在聚合过程中有很强的交替趋势,因此,ETFE树脂主要由两种单体的交替序列组成,结构如下:

 

乙烯四氟乙烯的分子结构

化学式:(C4H4F4)n

ETFE 的结晶度在 40% 60% 之间,根据共聚单体的比例和加工方法的不同,它的熔融温度为 225-300°C。此外,改变两种单体的比例,以获得针对特定最终应用具有优化性能的几个等级的 ETFE

ETFE共聚物基本上是交替共聚物,在分子式中与聚偏氟乙烯(PVDF)同分异构,具有头对头、尾对尾结构。

ETFE 具有优异的电气和化学性能。ETFE 特别适合需要以下应用的应用:

  • 高机械强度
  • 高耐化学性
  • 优越的热和电性能

ETFE的力学性能优于PTFEFEP(全氟烷氧基树脂)。还需要注意的是,改性 ETFE 共聚物优于 PVDF,但 PVDF 具有显着的压电和热电性能。

02.ETFE的典型特征和性质

ETFE 具有所有含氟聚合物中最好的耐磨性、冲击韧性和抗辐射性。ETFE 可熔融加工。ETFE 的机械性能类似于全氟化聚合物。

ETFE [聚(乙烯--四氟乙烯);CAS25038-71-5] 具有:

  • 出色的耐极端温度性
  • 优异的耐化学性
  • 良好的机械强度,具有优异的拉伸强度和伸长率。与大多数含氟聚合物相比,它具有优越的物理性能
  • ETFE 具有低烟和低火焰特性,被 UL 评为 94V-0
  • 它无味且无毒。
  • 表现出出色的耐候性和耐老化性,抗紫外线透射
  • 优异的介电性能。
  • 其抗辐射性高,优点是可以通过高能辐射交联。辐射交联的 ETFE 电线绝缘层可在 200°C 下连续使用。

ETFE 的柔韧性不如 PTFE,但具有出色的冲击强度、耐磨性和抗切割性。在化学结构中添加第三种成分会产生改性的 ETFE。例如,经玻璃纤维增强改性的 ETFE PTFEPFA FEP 更坚韧、更硬,抗拉强度更高。ETFE 的工作温度范围为 -200°C 150°C

让我们来看看不同氟聚合物之间的性能比较:

 

虽然,ETFE 有一些局限性:

  • 成本高
  • 最高使用温度低于其他含氟聚合物 (150°C)
  • 受到氧化酸、胺和磺酸的侵蚀
  • 高密度
  • 有毒烟雾排放
  • 可用等级数量有限

03.ETFE是如何制成的?

ETFE 是一种具有极高分子量的部分氟化直链聚合物。它是使用有机过氧化物引发剂,在溶剂或混合(溶剂/水混合物)介质中通过自由基聚合机理生产的。TFE 和乙烯的共聚通过加成机理进行。它通常包括一个额外的三元单体,以增加商业应用所需的灵活性。

 

用于 ETFE 生产的自由基聚合

由于存在爆炸性分解反应的风险,乙烯与TFE的共聚必须在低压的特殊容器中进行。

悬浮聚合通常在惰性氯氟烃溶剂中进行,使用氟化过氧化物作为引发剂,甲醇作为链转移剂。

04.ETFE 加工方法

ETFE 可以通过所有标准的热塑性加工方法轻松加工,例如注塑成型、压缩成型、吹塑成型、旋转成型、挤出和线材涂层。

含氟聚合物的加工设备必须由耐腐蚀合金制成,因为当它们被加热到熔点以上时可能会产生腐蚀性化合物。

  • 加工温度:290340
  • 建议烘干,但不是必需的
  • 注塑成型:建议模具温度为 65150°C
  • 挤出:相对于直径而言,挤出机机筒应较长,以提供将树脂加热至约 345°C 的停留时间