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氟产品应用翻新花样
2018-10-09 17:08:15

  近年来,我国氟化工行业保持快速增长,成为世界最大的氟化工初级产品生产国和出口国,但同时,由于应用技术的滞后,我国又是氟化工深加工产品的主要进口国。随着我国氟化工企业面向下游开发步伐的加快,已在能源、通信、特种材料等新的应用领域研创出更多的氟化工深加工产品。在近日召开的2018年氟化工产业发展高峰论坛上,氟产品的创新应用成为最大亮点。


  氟电池材料:提高锂电能量密度


  在锂电池应用中除了传统的电解质材料如六氟磷酸锂外,我国氟化工企业也在研发更多用作锂电池正、负级的氟材料。


  多氟多化工股份有限公司副总经理薛旭金表示,氟的加入既有助于充分发挥材料本身的性能,同时也能很好地提升材料的安全性能,这对于打造更高能量密度的电池体系来讲非常有意义,可以预期,氟材料在锂电领域未来会有很大的应用空间。


  薛旭金介绍,氟用作正极材料有三种:一是作为改性物质掺杂,如将AlF3掺杂在LiMn2O4及LiNixCoyMn2O2,能够改善材料的结构稳定性和循环寿命,提高固相离子扩散;二是对正极材料进行氟化或表面氟化物包覆处理,如用F2、ClF3及NF3等对正极材料进行表面处理,这样可以促进锂离子嵌入与脱出,减少电解液氧化,在充放电过程中使材料表面结构更稳定;三是采用Li2CoPO4F、Li2NiPO4F等含氟正极材料,这些材料具有很高的理论比容量和充放电电压,发展潜力巨大。


  对于负极材料的氟化,薛旭金表示:“氟对负极材料表面进行改性处理,可以生成人工SEI层,能提高锂金属界面的稳定性。”


  在电解液中,LiPF6是目前技术条件下比较成功的商用锂盐,但由于LiPF6热稳定性和化学稳定性较差,对进一步提高动力和储能电池的安全性能及循环性能等有着不可忽视的阻碍作用。


  薛旭金认为,氟还可以用作电解液的添加剂。比如LiDFOB和LiBF4,其热稳定性好,可作为LiPF6电解液的添加剂,形成较稳定的SEI膜,提升电池性能,但合成工艺和提纯难度大是制约这两种材料发展的主要原因。


  聚四氟乙烯:高频通信系统支撑材料


  随着聚四氟乙烯(PTFE)的商品化生产和通信技术的发展,超高速、超高频微波技术被广泛应用,聚四氟乙烯作为优异的高分子材料已越来越多地出现在电缆通信、微波通信和光纤通信等高频通信系统中。


  山东东岳高分子材料有限公司总工程师陈越表示,聚四氟乙烯已经在通信行业的特殊材料——微波覆铜板上得到广泛应用,其技术的发展趋势主要有以下方面:提高板材性能,降低生产成本;打造极低热膨胀系数的PTFE覆铜板;赋予板材良好的高热传导性;极低介电常数的PTFE覆铜板;多层板用粘结片的开发。


  聚四氟乙烯同样能够应用在电线电缆通信系统。其中,微波低损耗电缆属于射频电缆领域的高技术含量产品。陈越介绍,由安徽宏源特种电缆集团有限公司制造的电缆选择了复合绝缘形式,即内绝缘为聚四氟乙烯薄膜,外绝缘为微孔发泡聚四氟乙烯。该系列电缆将大量应用于通信、跟踪、警戒、电子对抗、导航等系统无线电信号的传输。


  陈越还介绍了聚四氟乙烯在光纤水听器中的应用。光纤水听器是一种应用于水下安防、地震预测、海洋石油和天然气勘探等的水下探测技术。聚四氟乙烯是高聚物中憎水性最好的一种理想包覆材料,能够避免海水中的离子渗透到长期置于海水环境的光纤材料中,不会引起激光束的衰减,保证了单模传输的条件。


  氟化工产品:改善聚酰亚胺材料性能


  聚酰亚胺(PI)由于其优异的热稳定性、机械及电性能在当前受到高度重视,它可以作为特种材料用于波导、绝缘、高模量纤维等领域。但PI最大的缺点是难溶、难熔,不易加工,且生产成本高,这些缺点限制了PI的应用。


  辽宁科技大学胡君一教授认为,含氟聚酰亚胺可以显著改善PI的溶解性,并赋予PI更优异的物理化学性质及光、电及气体分离等功能,使其在电子工业、广播通讯、航空航天以及气体分离等领域具有独特优势和广阔开发前景。


  胡君一所在团队主要研究2-氯-5-硝基三氟甲苯在透明PI膜(CPI膜)上的应用,其研发的CPI膜产品全光透过率90%,具有低介电常数、较高的物理强度等特性,综合技术达到国际先进水平。


  据悉,奥克集团股份有限公司已与辽宁科技大学签订了高性能聚酰亚胺(膜)及其单体材料产业化示范项目战略合作框架协议,并于2018年成立了辽宁奥克华辉新材料有限公司,计划在2019年建成百吨级原料生产基地,2020年建成百万平方米无色透明聚酰亚胺薄膜生产线,该项目2-氯-5-硝基三氟甲苯的年使用量在240吨以上。

来源:中国化工报 


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