夏范武 许君栋 王书林(无锡万博氟碳树脂有限公司,214112)
1 氟化学
1.1 基本原料
地壳中氟原子的含量约为0.015%,陆地上F原子多半以难熔化合物的形式存在,萤石CaF2、冰晶石Na3AlF3、氟磷灰石Ca3F(PO4)2。这是所有氟化学品的起点。
2001/2002年全球氟石的消耗达到450万t,过去20年中国氟石生产已增加了至少3倍,达到240万t。
1.2 氟化学品市场
所有氟化学品的全球需求,预计到2007年稳定增长每年3.2%,到2007年达到220万t。美国是最大市场,增长最快的是中国和其它发展中国家。全球氟化学品需求如表1所示。
表1 全球氟化学品需求(1000t/增长%)
|
地区 |
1999 |
2002 |
2007 |
年增长% |
|
1997~2002 |
2002~2007 |
|
北美 |
640 |
705 |
785 |
2.0 |
2.2 |
|
西欧 |
285 |
315 |
340 |
2.0 |
1.5 |
|
亚太 |
435 |
560 |
705 |
5.2 |
4.7 |
|
其它地区 |
250 |
310 |
380 |
4.4 |
4.2 |
|
全球总需求 |
1610 |
1890 |
2210 |
3.3 |
3.2 |
1.3 氟化学的发展
|
年份 |
发明者 |
氟化学品及反应 |
|
1771 |
Scheele |
HF |
|
1886 |
Moissan |
提取F原子 |
|
1900 |
Swarts |
锑催化氟化反应 |
|
1930 |
Midzley & Heeme |
CFC(氟氯烷烃) |
|
1948 |
Simons |
电解氟化反应 |
1.4 氟的基本化学特性
Ÿ 原子半径及离子半径小
Ÿ 强电负性,在氟化合物常显-1价
Ÿ C-F键能高451~485kJ
Ÿ 分解热小,化学和热稳定性好
Ÿ F原子极易形成氢键和氟桥。
2 氟聚合物
氟聚合物(含氟聚合物)是由氟单体化合物聚合(自聚和共聚)而形成的产物,通常分为氟树脂(包含氟塑料)和氟橡胶。氟树脂是指主链或侧链的碳链上含有F原子的合成高分子化合物。
2.1 氟树脂的发展
|
年份 |
发明者 |
氟化学品及反应 |
|
1934 |
Hoechst |
CTFE |
|
1938 |
Dr.R.J.Plunkeet |
PTFE |
|
1946 |
DuPont |
PTFE商业化(Teflon) |
|
1950’ |
DuPont |
PVF |
|
1965 |
Elf Atochem(后改为Atofina,现归入Arkema) |
PVDF(Kynar 500) |
|
1965年以后 |
Ausimont(现Solvay Solexis) |
PVDF(Hylar 5000) |
|
1982 |
Asahi Glass |
FEVE |
2001年全球氟聚合物消耗为112000t,计2.1万亿美元,预计每年增长5%。PTFE继续主宰氟聚合物市场,在北美、西欧和日本市场至少占整个氟聚合物的60%。