Was ist Fluorpolymer?

Fluorpolymer ist normalerweise ein Olefinpolymer, das aus teilweise oder vollständig fluorierten Olefinmonomeren wie Vinylidenfluorid (CH2¼CF2) und Tetrafluorethylen (TFE) (CF2¼CF2) besteht.Diese Polymere wurden in einer Reihe von Referenzen ausführlich behandelt.Zu den spezielleren fluorierten Polymeren gehören Perfluorether, Fluoracrylate und Fluorsilikone, die in deutlich geringeren Mengen als olefinische Fluorpolymere verwendet werden.

Zu den kommerziellen Fluorpolymeren zählen Homopolymere und Copolymere.Homopolymere enthalten 99 Gew.-% oder mehr eines Monomers und 1 Gew.-% oder weniger eines anderen Monomers gemäß der Konvention der American Society for Testing Materials (ASTM).Copolymere enthalten mehr als 1 Gew.-% oder mehr eines oder mehrerer Comonomere.Die wichtigsten kommerziellen Fluorpolymere basieren auf drei Monomeren:

TFE, Vinylidenfluorid (VF2) und in geringerem Maße Chlortrifluorethylen (CTFE).Beispiele für Comonomere sind Perfluormethylvinylether (PMVE), Perfluorethylvinylether (PEVE), Perfluorpropylvinylether (PPVE), Hexafluorpropylen (HFP), CTFE, Perfluorbutylethylen (PFBE) und exotische Monomere wie 2,2-Bistrifluormethyl -4,5-Difluor-1,3-dioxol.

Eine gute Faustregel, die man sich merken sollte, ist, dass eine Erhöhung des Fluorgehalts eines Polymermoleküls dessen Chemikalien- und Lösungsmittelbeständigkeit, Flammwidrigkeit und Photostabilität erhöht;verbessert seine elektrischen Eigenschaften wie eine niedrigere Dielektrizitätskonstante;senkt den Reibungskoeffizienten;erhöht den Schmelzpunkt;erhöht seine thermische Stabilität;und schwächt seine mechanischen Eigenschaften.Die Löslichkeit von Polymeren in Lösungsmitteln nimmt normalerweise mit zunehmendem Fluorgehalt des Moleküls ab.

Klassifizierung von Fluorpolymeren

Die zufällige Entdeckung von PTFE im Jahr 1938 durch Roy Plunkett von der DuPont Company leitete die Ära der Fluorpolymere ein. PTFE hat aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften Tausende von Anwendungen gefunden.Seit der Entdeckung von PTFE wurden verschiedene Fluorkunststoffe entwickelt.Weltweit produzieren zahlreiche Unternehmen diese Kunststoffe.Fluorpolymere werden in zwei Klassen unterteilt: perfluorierte und teilweise fluorierte Polymere.Perfluorierte Fluorpolymere sind Homopolymere und Copolymere von TFE.Einige der Comonomere können eine kleine Menge anderer Elemente als C oder F enthalten.

Geschichte der Polymerentwicklung

Aufgrund seiner hohen Viskosität kann PTFE nicht durch Schmelzverarbeitungstechniken hergestellt werden.Schmelzverarbeitbare Fluorpolymere wurden durch Copolymerisation von TFE entwickelt.FEP, ein Copolymer aus TFE und HFP, hat aufgrund der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften eine niedrigere maximale Dauergebrauchstemperatur als PTFE (200 °C gegenüber 260 °C).PFA, ein Copolymer aus TFE mit PPVE oder PEVE, bietet thermische Stabilität, Schmelzverarbeitbarkeit und maximale Dauergebrauchstemperatur bei 260 °C. Sowohl FEP als auch PFA gelten als Perfluorpolymere.

Copolymere aus Ethylen mit Tetrafluorethylen (ETFE) und Chlortrifluorethylen (ECTFE) sind mechanisch fester als Perfluorpolymere, gehen jedoch mit dem Nachteil einer Verringerung ihrer chemischen Beständigkeit und Dauergebrauchstemperatur sowie einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten einher.

Amorphe Copolymere von TFE sind in speziellen halogenierten Lösungsmitteln löslich und können als Polymerlösung auf Oberflächen aufgetragen werden, um dünne Beschichtungen zu bilden.Die getrocknete Beschichtung ist gegen fast so viele Chemikalien beständig wie PTFE.