氟化工带你了解全氟聚醚!
全氟聚醚(PFPE,英文名Perfluoropolyethers)通常是指具有惰性封端(-CF3)的全氟聚醚基础油,在常温下为无色无味透明的油状液体,其平均分子量在500~15000不等,分子结构中仅有C、F、O三种元素,大致含量为碳21.6%、氧9.4%及氟69.0%。
全氟聚醚结构中的碳碳主链被强电负性的氟原子包裹,因而表现出极低的表面张力、优异的化学稳定性等特点。全氟聚醚润滑剂的低挥发性、显著的粘温特性、高剪切稳定性和优异的极压特性,是普通基础油不可比拟的。
按照所用单体和聚合方法的不同,可以得到K型、Y型、Z型和D型和M型5种不同分子结构的PFPE。
(1)K型全氟聚醚
K型全氟聚醚是全氟环氧化物(六氟环氧丙烷、四氟氧杂环丁烷)经阴离子聚合而形成的一系列支链聚合物,结构式为CF3CF2CF2O[CF(CF3) CF2O]nCF2CF3,主要生产企业有科慕、海斯福、天津长芦等。
(2)Y型全氟聚醚
Y型全氟聚醚是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通过光氧化而形成的聚合物,分子量一般在1000~10000之间,其结构式为:CF3O(C3F6O)m(CF2O)nCF3,主要生产企业为Syensqo,国内部分企业如晨光博达、浙江创氟已具备相关技术和产品。
(3)Z型全氟聚醚
(4)D型全氟聚醚
以四氟氧杂环丁烷为单体,先经过开环聚合反应成含氟齐聚物,然后在对聚合物进行氟化得到D型全氟聚醚,从分子结构上看,D型全氟聚醚不含有侧基,属于线型聚合物。
早在20世纪60年代,杜邦公司就为美国国家航天局开发出了高性能全氟聚醚润滑材料,这种材料被广泛应用于军事、航天和核工业等尖端领域。
进入21世纪后,全氟聚醚行业迎来了前所未有的发展机遇。全球经济的快速增长和科技的不断进步为全氟聚醚的广泛应用提供了有力支撑。生产成本的大幅降低使得全氟聚醚在更多领域得到应用,市场需求持续增长,尤其是在航空航天、汽车电子等领域,全氟聚醚以其独特的性能优势成为不可或缺的材料。
2014年以来,由于下游需求的高速增长,全球全氟聚醚产能保持快速的增长势头。据ACMI统计,截至2024年,全球全氟聚醚合计产能约1.1万吨/年,国外、国内分别占比约66%、34%。
目前,全球全氟聚醚生产企业约20家,国外生产企业包括Syensqo(原索尔维)、科慕、大金、克鲁勃等,Syensqo、大金是头部企业,国内生产企业包括海斯福、巨化、晨光博达、天津长芦等。
展望未来,全氟聚醚行业的发展将更加注重环保和可持续性。随着新兴领域的不断涌现和市场需求的多样化,全氟聚醚行业将继续拓展其应用领域,并通过技术创新和产品升级来满足市场的不断变化。同时,与全球环保趋势相契合,开发低环境影响的替代品将成为行业的重要发展方向。