氟化工產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用

氟化工產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用

宋秀云(衢州第一中學(xué),浙江 衢州 324000)

氟化學(xué)工業(yè)是全球密切關(guān)注的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，上世紀(jì)30年代崛起至今，產(chǎn)品品種類層出不窮，已形成了無機(jī)氟化物、氟氯烴、氟聚合物及含氟精細(xì)化學(xué)品四大產(chǎn)品系列。目前，全世界氟化工產(chǎn)品已達(dá)千種以上，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種性能優(yōu)異的氟化工新產(chǎn)品還會(huì)不斷出現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來越廣，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

1 含氟產(chǎn)品及其應(yīng)用

1.1 無機(jī)氟化鹽

無機(jī)氟化鹽主要包括氟化鋁、冰晶石、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨等常規(guī)氟化鹽以及六氟磷酸鋰等電子產(chǎn)品。

冰晶石用作鋁電解工業(yè)的助熔劑。氟化鈹和氟化鋁由于結(jié)構(gòu)上與磷酸根相類似常被用為酶抑制劑，通常用于抑制磷酸酶，例如絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶。氟化鈉、氟硅酸及其鹽氟硅酸鈉常被用于預(yù)防齲齒、飲水加氟及其他口腔衛(wèi)生產(chǎn)品中。

作為電子產(chǎn)品的六氟磷酸鋰是鋰離子電池在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不可替代的電池電解質(zhì)。鋰離子電池具有安全高效，比能量高，且無毒害，循環(huán)使用的壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在能源日益枯竭和信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、空間技術(shù)、國(guó)防工業(yè)等有越來越大的需求，應(yīng)用前景廣闊。氟化物電池正處在研究階段，未來或許將替代鋰離子電池。國(guó)外媒體報(bào)道稱，氟化物電池的續(xù)航理論上可以比鋰電池續(xù)航提升10倍。

1.2 含氟氣體及其應(yīng)用

含氟氣體包括純氟氣、三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫等。我國(guó)含氟特種氣體已有十幾個(gè)品種。氟氣由于活性高、危險(xiǎn)性大，常在氟氣中適量加入氮?dú)饣蚝庾骶徑鈩?，氟氮、氟氦配比氣及三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫等是?yōu)良的電子蝕刻劑。還可用氟氣制成高活性的ClF3和BrF3以及比較溫和的IF5等較易貯存的強(qiáng)氧化性的氟化劑代替氟氣進(jìn)行氟化反應(yīng)。

用氟改性的產(chǎn)品很多，例如氟化鈾UF6，用于氣體擴(kuò)散法分離和濃縮鈾的同位素。氟化石墨是極優(yōu)良的固體潤(rùn)滑劑和高能蓄電池的陰極材料，不受環(huán)境氣氛影響。氟化瀝青的表面能

比塑料王聚四氟乙烯還低，是優(yōu)良的疏水、抗油材料，可用于船用防污涂料、防水容器、脫模劑、氟化材料的粘結(jié)劑、清潔劑、電子元件探測(cè)劑和焊接的保護(hù)氣氛以及高真空油，電子絕緣油和非可燃潤(rùn)滑材料等。氟化纖維通過控制其C-F鍵性質(zhì)和電子狀態(tài)可以用作絕緣體、電池活性物質(zhì)、輕質(zhì)高導(dǎo)電性物質(zhì)等。塑料容器表面氟化使容器內(nèi)壁上多了一層聚氟材料層使溶劑滲透最小化。

1.3 氟氯烴

氟氯烴是一類物質(zhì)的總稱，包括CFC、HCFC、HFC等4類，主要是甲烷、乙烷和丙烷的鹵代烴，常用作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如家用電器、泡沫塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等，氟利昂可以在強(qiáng)烈紫外線的作用下發(fā)生分解，釋放出氯原子，氯原子可以使臭氧分子加速反應(yīng)生成氧氣分子，使臭氧層不斷被破壞，臭氧層可以吸收大部分的紫外線，是地球的保護(hù)層，一旦被破壞，到達(dá)地球表面的紫外線就會(huì)增加，人類健康和生態(tài)環(huán)境就會(huì)受到威脅。目前地球上已出現(xiàn)很多臭氧層空洞，有些臭氧層空洞的面積漏洞甚至超過了超過非洲?，F(xiàn)今世界公約已經(jīng)強(qiáng)制規(guī)定禁止生產(chǎn)和使用CFC類制冷劑,其它氟氯烴的生產(chǎn)和使用也受到限制。

1.4 含氟聚合物

含氟聚合物主要包括氟樹脂與氟橡膠兩大類。

氟樹脂容易讓人聯(lián)想到被稱為塑料王的不粘鍋涂層材料聚四氟乙烯，實(shí)際上氟樹脂的品種和應(yīng)用很廣，其產(chǎn)品主要包括聚四氟乙烯和熱塑性氟樹脂聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯一乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚三氟氯乙烯一乙烯共聚物、聚氟乙烯等，以及全氟離子交換膜、全氟聚酰亞胺、軟質(zhì)氟樹脂、透明熱塑性氟樹脂等一些新型功能性的特種氟樹脂，氟樹脂因其極優(yōu)異的耐高低溫、耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、不粘性和絕緣性使得它在生產(chǎn)生活、醫(yī)療器械和航天軍工等各種領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

氟橡膠包括氟橡膠、四丙氟橡膠、氟硅橡膠、氟化膦腈橡膠、氟醚橡膠和含氟熱塑性彈性體等，也有極好的耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性，應(yīng)用于航空、宇航、汽車、石油、化工、機(jī)械、儀器儀表等工業(yè)領(lǐng)域。

以氟碳樹脂為主要成膜物質(zhì)配制而成的氟碳建筑涂料，其耐久性和耐候性在目前所有建筑涂料中是最好的，故有“超耐候性建筑涂料”之稱。

1.5 含氟精細(xì)化學(xué)品

含氟精細(xì)化學(xué)品包括含氟醫(yī)藥、含氟農(nóng)藥、含氟中間體、含氟染料、氟碳表面活性劑、含氟整理劑、惰性物質(zhì)和含氟溶劑及其他含氟精細(xì)化學(xué)品等。含氟藥物具有獨(dú)特的生理活性和高選擇性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)藥。含氟染料的光澤艷度、耐曬、耐水、耐有機(jī)溶劑的性能較高。含氟機(jī)中間體主要用于制藥行業(yè)的原料藥生產(chǎn)中，新型抗感染藥，如環(huán)丙沙星、諾氟沙星、莫西沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星等，都是用含氟中間體生產(chǎn)出來的。氟碳表面活性劑用作纖維整理劑，消泡劑、脫模劑、金屬表面處理劑、焊藥助熔劑、電鍍?cè)√砑觿⑹烷_采滲透劑、滅火劑等。

2 氟化學(xué)工業(yè)的發(fā)展前景

氟化工是以螢石作為基礎(chǔ)原料的化學(xué)工業(yè)。氟化工產(chǎn)品因其獨(dú)特而優(yōu)異的性能，在化工、電子、醫(yī)藥、生物、機(jī)械、航天、軍工等各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在各類氟化工產(chǎn)品中，除氟氯烴的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制，氟樹脂產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)較成熟，增長(zhǎng)有限，氟橡膠和氟涂料則將隨著汽車的普及，建筑、化工產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)；而含氟精細(xì)化學(xué)品和含氟電子產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用是氟化工中很好的轉(zhuǎn)型升級(jí)的項(xiàng)目，最有發(fā)展前景。

[1]氟化工產(chǎn)業(yè)鏈分析研究報(bào)告.2013,10.

[2]全球氟化工產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)有機(jī)硅氟資訊[J].2006（8）.

[3]王杏田 中國(guó)無機(jī)氟化工五十年發(fā)展 無機(jī)鹽工業(yè)[J].2011（3）.

宋秀云（1981-），女，漢族，籍貫山東，碩士研究生，中學(xué)一級(jí)教師，高中化學(xué)。