乙烯-四氟乙烯共聚物,簡稱ETFE,又稱F40,是可熔融加工氟樹脂中的大品種之一。除了具有其他氟塑料相似的優良性能外,ETFE還獨具耐輻射、密度小、易加工成型和金屬粘附性好等優點。
根據石化聯合會化工新材料專委會編寫的《中國化工新材料產業發展報告(2018)》,中國ETFE年需求複合增長率最高達9.56%。對於這樣一種需求量迅速增長的氟塑料,它的應用領域有哪些呢?
電線電纜
ETFE通常用於製作特種電線電纜的絕緣層,且利潤空間較大。就拿航空航天用線纜來說,普通氟塑料包括PTFE、PFA、FEP,除了機械強度不足外,最薄弱的一點是耐輻照性能較差,所有塑料在高能輻照下都會產生斷鏈。而ETFE因機械強度高、相對密度小、耐輻照等獨有的特點,是製作航空航天領域絕緣電線電纜的重要材料,典型的應用案例就是輻照交聯ETFE絕緣電線電纜,產品包括55A、55PC、CMC系列等。
輻照交聯是近年來發展起來的一項新技術,其原理是將ETFE電纜料經過電子射線的高能照射,通過敏化劑的能量傳遞和加速交聯作用,使ETFE由原來的熱塑性材料變為熱固性材料,從而形成不熔物,分子結構由雜亂的線形結構變為網狀結構。因此ETFE經輻照交聯後,可以提高耐溫等級,長期工作溫度由150℃提 升為200℃,同時也使其抗拉強度、抗老化性得到提高。
目前我國生產的這一類電線電纜,大多採用的是進口交聯ETFE絕緣料,同時需求量還在大量增長。
建築
在中國,ETFE在建築領域最著名的應用實例就是2008年北京奧運場館之一——水立方。水立方遊泳館四周牆體上有3000多個大「氣枕」,使用ETFE薄膜的總面積達到26萬平方米。
ETFE膜材具有超薄厚度,極輕質量,高透光性,優良自潔性等特點,既可以單層使用,也可以雙層或多層充氣使用。
由於ETFE膜結構張力小,初始狀態對鋼構骨架的反作用力需求相對較小,既能達到大跨度單元要求,在合理的範圍內又可以滿足設計師的要求,對於氣枕單元的飽滿度,以及氣枕單元的造型等做到不同設計。可以說,在一定程度上,ETFE膜材構成的膜結構已經達到其它傳統建築材料結構所相當的保溫、採光、節能等功能,或者更優秀的表現,因而越來越多地被人們所認知和接受。
農業
ETFE薄膜最初主要是用作農業溫室覆蓋材料。
由於ETFE具有全波段光纖的透過性,特別有利於植物紅外線吸收,抵消夜間的輻射低溫,非常完美地符合溫室覆蓋材料的要求。此外,傳統的PVC薄膜耐候性很差,使用壽命很短,需要頻繁更換,而ETFE薄膜可以在10年內都保持透明性,因而是更加環保、節省人工的選擇。
化學工業
ETFE由於具有氟塑料的特性,且易加工,常被用作防腐塗料、襯裡,廣泛運用於化工生產中的儲罐、料倉、閥門等器件中。
熔融加工的ETFE薄膜緻密無針孔,因而耐化學品性能好,有較高的安全性;用ETFE片材襯裡的設備幾乎不沾汙垢;ETFE膜可與其他橡膠複合支撐耐腐蝕管道和墊片等;此外,純ETFE填充碳纖維後,可以注射成各種泵的零件及氣體洗滌塔、襯裡管、易彎折的螺旋管等。
目前全球具備ETFE樹脂生產能力的公司主要為美國科慕、日本旭硝子、日本大金、美國3M等國外氟塑料巨頭,其中日本旭硝子佔據了全球約55%~60%的市場份額。國內的ETFE還未能規模化生產,需求大多依賴進口。但是近期東嶽的未來氫能發布了環評公示,其500噸/年ETFE生產裝置的建設已經提上日程。
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本期編輯:肖瀟
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