氟树脂及其应用 第2版

本书视角全面深入，先概述氟树脂研发历程与发展现状。接着详述非熔融、可熔融及功能性氟树脂的制备流程、加工与应用。还设专章介绍氟橡胶的生产、性能及应用。然后阐述氟树脂生产加工的环保问题。此次再版更新技术进展，注重制造技术论述。本书适合氟树脂产品设计、开发与应用的技术人员，以及高校相关专业师生，能为科研人员提供知识储备和技术指导。

本书以全面且深入的视角，首先概述了氟树脂的研发历程及发展现状。然后详细阐述了非可熔融加工氟树脂、可熔融加工氟树脂以及功能性氟树脂的制备流程、加工方式与实际应用。同时，为便于读者更全面地了解氟聚合物，也专门设置一章简要介绍了氟橡胶的生产、性能与应用。最后对氟树脂生产与加工中的环保问题进行了阐述。本次再版更新了相关技术进展，尤其注重工艺过程中相关制造技术的论述。
本书适用于从事氟树脂产品设计、开发及应用的技术人员，以及高校相关专业的师生，可为科研人员提供深厚的知识储备和切实的技术指导方向。

吴君毅，男，1975年9月出生，博士研究生，高工。2001年6月参加工作，2008 年 2 月加入九三学社。历任上海三爱富新材料股份有限公司技术中心主任助理、主任；副总工程师兼技术中心主任。现任上海三爱富新材料股份有限公司副总工程师、总经理助理兼技术中心主任；内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司董事、副总经理；常熟三爱富氟化工有限责任公司董事。

第1章绪论001
1.1氟聚合物的发展历史001
1.1.1氟树脂的发展历史001
1.1.2氟橡胶的发展历史004
1.1.3从实验室到商业化的历程005
1.2氟聚合物的基本特性008
1.3氟聚合物生产所用资源情况008
1.3.1上游原料008
1.3.2氟资源分布009
1.3.3氟资源开采和消费情况012
1.3.4问题和对策 013
1.4国内外氟树脂发展现状014
1.4.1氟树脂及其主要品种014
1.4.2生产情况分析017
1.4.3技术发展现状023
1.4.4全球主要市场的消费情况分析026
1.5国内外氟橡胶的发展现状034
1.5.1国外氟橡胶的主要生产商及牌号034
1.5.2国内氟橡胶的主要生产商及牌号034
1.5.3氟橡胶的主要消费市场情况035

第2章合成氟树脂的主要单体036
2.1主要单体的种类036
2.2主要单体的用途及其特性037
2.2.1四氟乙烯037
2.2.2六氟丙烯039
2.2.3偏氟乙烯040
2.2.4三氟氯乙烯041
2.2.5氟乙烯042
2.2.6全氟2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯043
2.2.7全氟丁基乙烯基醚043
2.2.8常用特种氟单体043
2.2.9常用碳氢类烯烃单体045
2.2.10常用硫化点单体046
2.3主要单体的生产方法046
2.3.1四氟乙烯046
2.3.2六氟丙烯051
2.3.3偏氟乙烯056
2.3.4三氟氯乙烯059
2.3.5氟乙烯061
2.4其他氟单体的生产方法062
2.4.1全氟环氧丙烷062
2.4.2全氟烷基乙烯基醚066
2.4.3其他常用氟单体073

第3章非可熔融加工氟树脂聚四氟乙烯的制备076
3.1概述076
3.2聚合机理077
3.3悬浮聚四氟乙烯的制备079
3.3.1主要产品的特点079
3.3.2聚合工艺080
3.3.3与悬浮聚合有关的工程问题081
3.3.4后处理工艺083
3.4分散聚四氟乙烯的制备087
3.4.1主要产品的特点087
3.4.2聚合工艺087
3.4.3与分散聚合有关的工程问题092
3.4.4后处理工艺093
3.5改性聚四氟乙烯的制备096
3.6低分子量聚四氟乙烯的制备及应用098
3.7聚四氟乙烯的分散剂——全氟辛酸铵101
3.7.1全氟辛酸铵制备、性质和市场需求101
3.7.2全氟辛烷基烷烃对生物和人体的潜在危害性102
3.7.3全氟辛酸铵与分散聚合的关系 103
3.7.4特氟龙不粘锅事件103
3.7.5全氟辛酸铵的替代104
3.8聚四氟乙烯的产品规格及质量标准105
3.8.1悬浮聚四氟乙烯的基本性质的表征106
3.8.2分散聚四氟乙烯的性能表征107
3.8.3聚四氟乙烯浓缩分散液的性能表征109

第4章可熔融加工氟树脂的制备及表征110
4.1概述110
4.2聚全氟乙丙烯的制备112
4.2.1聚合工艺112
4.2.2不稳定端基及其处理118
4.2.3后处理工艺121
4.2.4特殊聚全氟乙丙烯树脂产品的制备122
4.3聚偏氟乙烯的制备122
4.3.1乳液聚合122
4.3.2悬浮聚合125
4.3.3溶液聚合125
4.3.4不同引发体系的影响126
4.3.5辐射聚合127
4.4四氟乙烯-乙烯共聚物的制备127
4.4.1共聚反应127
4.4.2竞聚率和组成控制130
4.4.3分子量控制及热稳定性改善130
4.4.4第三单体改性132
4.5可熔融聚四氟乙烯的制备137
4.5.1溶液聚合137
4.5.2水相介质聚合141
4.5.3后处理142
4.6三氟氯乙烯基氟树脂的制备147
4.6.1聚三氟氯乙烯147
4.6.2四氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物148
4.6.3三氟氯乙烯基室温固化共聚树脂149
4.7TFE-HFP-VDF三元共聚物的制备150
4.8其他可熔融加工氟树脂的制备151
4.8.1聚氟乙烯151
4.8.2无定形氟聚合物153
4.9超临界CO2在氟聚合物中的应用154
4.9.1超临界CO2在聚合应用中的要点154
4.9.2超临界CO2在聚合中的应用实践155
4.10可熔融加工氟树脂的表征156
4.10.1聚全氟乙丙烯157
4.10.2聚偏氟乙烯158
4.10.3可熔融加工聚四氟乙烯160
4.10.4四氟乙烯-乙烯共聚物161
4.10.5聚氟乙烯162
4.10.6无定形氟聚合物163
4.10.7TFE-HFP-VDF三元共聚物164

第5章功能性氟树脂的加工及应用166
5.1全氟离子交换树脂166
5.1.1全氟磺酸树脂166
5.1.2全氟羧酸树脂171
5.2全氟离子交换膜的加工技术176
5.2.1单膜制造176
5.2.2多层膜的结构设计178
5.2.3复合和增强技术178
5.2.4膜转型和表面处理技术180
5.2.5检验、包装181
5.3全氟离子交换树脂的主要应用182
5.3.1在氯碱工业中的应用182
5.3.2在燃料电池中的应用182
5.3.3在液流电池中的应用183
5.3.4在质子交换膜电解水制氢中的应用184
5.3.5其他应用184

第6章氟树脂的结构、性能及应用185
6.1主要氟树脂的结构和性能185
6.1.1氟树脂的总体性能对比185
6.1.2C—F键的影响187
6.1.3氟树脂的分类187
6.2聚四氟乙烯188
6.2.1结构189
6.2.2性能191
6.2.3应用197
6.3聚偏氟乙烯200
6.3.1结构 200
6.3.2性能202
6.3.3应用205
6.4聚全氟乙丙烯209
6.4.1结构209
6.4.2性能209
6.4.3应用211
6.5四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物214
6.5.1结构214
6.5.2性能215
6.5.3应用216
6.6四氟乙烯-乙烯共聚物218
6.6.1结构218
6.6.2性能219
6.6.3应用220
6.7聚三氟氯乙烯223
6.7.1结构223
6.7.2性能223
6.7.3应用224
6.8其他氟树脂 224
6.8.1TFE-HFP-VDF三元共聚物224
6.8.2聚氟乙烯225
6.8.3乙烯-三氟氯乙烯共聚物226
6.8.4氟烯烃-乙烯基醚共聚物226
6.8.5无定形氟聚合物227
6.9氟树脂的选用227
6.9.1氟树脂在应用中的角色227
6.9.2综合对比229

第7章非可熔融加工氟树脂的加工及应用230
7.1悬浮聚四氟乙烯的加工231
7.1.1不同成型方法对树脂规格的选择231
7.1.2模压232
7.1.3自动模压236
7.1.4液压（等压）模压237
7.1.5柱塞挤出238
7.1.6二次加工242
7.2分散聚四氟乙烯的加工243
7.2.1树脂处理和储存243
7.2.2糊状挤出244
7.2.3电线的包覆加工245
7.2.4薄壁管的加工248
7.2.5聚四氟乙烯生料带的加工249
7.2.6膨体聚四氟乙烯的加工250
7.3聚四氟乙烯浓缩分散液的加工253
7.3.1储存和处理254
7.3.2浓缩分散液的配方及其涂覆255
7.3.3玻璃布的浸涂256
7.3.4亚麻和聚芳酰胺的浸涂257
7.3.5石墨和多孔性金属材料的浸涂257
7.3.6金属、陶瓷等硬表面的涂覆258
7.3.7聚四氟乙烯丝的加工259
7.3.8聚四氟乙烯浇铸薄膜的加工260
7.3.9其他261
7.4填充聚四氟乙烯的加工及应用262
7.4.1悬浮聚四氟乙烯的填充改性262
7.4.2分散聚四氟乙烯的填充改性263
7.5聚四氟乙烯制品的成型及制造264
7.5.1机械加工成型264
7.5.2制品的粘接265
7.5.3制品的焊接266

第8章可熔融加工氟树脂的加工及应用268
8.1注射成型268
8.2挤出成型271
8.2.1电线的包覆272
8.2.2管子的挤出加工274
8.2.3薄膜的挤出加工277
8.2.4纤维的挤出加工282
8.2.5片材的挤出加工285
8.3旋转模塑286
8.4其他的模塑技术287
8.4.1模压成型287
8.4.2传递模压288
8.4.3吹塑成型289
8.5发泡加工290
8.5.1可熔融加工全氟碳树脂291
8.5.2聚偏氟乙烯292
8.5.3四氟乙烯-乙烯共聚物293
8.6二次加工294

第9章氟橡胶的制备、性能、加工及应用297
9.1概述297
9.1.1碳链型氟橡胶的组成和性质297
9.1.2杂链型氟橡胶的组成和性质303
9.2生产技术306
9.2.1生产工艺简述306
9.2.2不同单体间的共聚308
9.2.3乳液聚合308
9.2.4悬浮聚合320
9.2.5微结构控制及其影响 321
9.2.6胶乳中的单体回收323
9.2.7胶乳的脱水324
9.3硫化326
9.3.1VDF-HFP、VDF-HFP-TFE型氟橡胶的硫化体系326
9.3.2VDF-PMVE-TFE型氟橡胶的硫化体系329
9.3.3TP胶的硫化及硫化体系330
9.4加工331
9.4.1混炼加工332
9.4.2挤出加工335
9.4.3模压加工336
9.4.4压延加工340
9.4.5其他加工方法341
9.5耐工况环境性能345
9.5.1含VDF的氟橡胶的耐流体性345
9.5.2全氟醚橡胶的耐化学介质性和耐热性346
9.5.3TFE-烯烃共聚氟橡胶的耐流体性349
9.6应用351
9.6.1O形圈和模压件352
9.6.2在汽车上的应用357
9.6.3其他应用360
9.7安全和环保要点362
9.7.1生产过程362
9.7.2加工过程363
9.7.3废料处理364

第10章氟树脂生产和加工过程中的安全和环保挑战365
10.1含氟单体和氟树脂生产过程中的安全挑战365
10.1.1潜在的爆炸和火灾危险及其预防365
10.1.2潜在的中毒事故危险及预防367
10.2氟树脂加工过程中的安全问题368
10.2.1氟树脂加工时的热分解368
10.2.2分解产物对人体的危害性369
10.2.3安全措施369
10.3生产氟树脂工厂中的污染源及其处理方法370
10.3.1主要污染源370
10.3.2处理方法371
10.4氟塑料的废料回收和再生利用372
10.4.1聚四氟乙烯372
10.4.2可熔融加工氟树脂374

参考文献376

附录380
附录1非可熔融加工氟树脂的牌号380
附录2可熔融加工氟树脂的牌号393
附录3以四氟乙烯为原料的主要下游产品结构404
附录4相关英文缩略词中文对照405