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技术报告

“油中贵族”之全氟聚醚润滑剂的特性与应用介绍

分类:技术报告 来源:Ecco Laboratories 日期:2021-09-20

       全氟聚醚润滑剂(PFPE,英文名Perfluom Polyethers)是一种全氟高分子液态化合物,最早于1960年代开始有研究成果。全氟聚醚润滑剂具有耐热、耐氧化、耐腐蚀、不燃等特性,是极为可靠的润滑剂,如今已广泛应用于航空、航天、化工、电子、电器、机械领域。全氟聚醚润滑剂由于昂贵的生产成本导致其价格不菲,故有“油中贵族”之称。国外全氟聚醚润滑剂研发与生产企业有科慕、索尔维、大金等,国内有中石化、中化、五矿等央企,民企主要有深圳新宙邦(收购三明海斯福)、上海艾肯、成都晨光博达等企业进入全氟聚醚的研产销领域。


“油中贵族”之全氟聚醚润滑剂的特性与应用介绍(图1)


全氟聚醚润滑剂的特性


       全氟聚醚分子中仅含有C、F、O三种元素,氟原子代替了氢原子, 从而以更强的 C—F键代替了C—H键 ,使得全氟聚醚具有更高的热稳定性 、氧化稳定性 、良好的化学惰性和绝缘性。由于氟原子具有很强的电负性,碳链大部分被氟原子屏蔽,与烃类聚醚相比具有密度大、表面张力低、挥发性低, 粘流性良好、不燃、介电性能好、润滑性好等优点, 而且可与塑料、橡胶、金属很好地相容。全氟聚醚属于低分子量的含氟聚合物, 它们的粘度与分子结构、平均分子量有很大的关系。分子量较大的PFPE具有低挥发性、较宽的液体温度范围及优异的粘度一温度特性。全氟聚醚的化学组成与结构决定了全氟聚醚具有优良的化学性质,同时由于各种全氟聚醚的化学结构都比较接近,因此,它们也具有相似的化学性质。

一、化学惰性

       全氟聚醚对大部分的酸、碱和氧化剂等腐蚀性化学品表现出很强的化学惰性,但部分亲核试剂(如氨)、活泼金属(如Na、K、Al等)及路易斯酸可使全氟聚醚发生分解,降低其热稳定性。

二、热氧化稳定性

       在无有效催化剂的条件下,即使有氧存在,全氟聚醚在270—300的范围内仍很稳定。其分解温度可达到350—410。而某些催化剂或抑制剂的存在会改变全氟聚醚的热稳定极限和降解速率。如有氧及一些金属(或金属氧化物、氟化物)存在时,全氟聚醚的降解温度一般下降50左右。同时,一般直链的聚醚比带有支链结构的具有更好的耐热氧化性能。使用稳定剂(如芳胺、苯并咪唑衍生物及硒化物)可以防止或改善高温时金属对全氟聚醚油的影响。

三、塑料、橡胶材料兼容

       全氟聚醚与很多物质具有相容性,如氧化剂(双氧水、液体氧等)、烃类燃料、偏二甲肼、二乙基三氨等。Y型、Z型结构全氟聚醚与塑料、人造橡胶有较好的相容性。

四、抗燃性

       抗燃性是全氟聚醚适用于工业和航空用润滑剂的一个重要条件。与其他类型的润滑剂相比,全氟聚醚更适用于高温及苛刻的操作环境中。

五、抗辐射性

       全氟聚醚润滑剂具有较好的耐辐射性能,在相同剂量下,与碳氢化合物和硅油相比,黏度增长率最低。


“油中贵族”之全氟聚醚润滑剂的特性与应用介绍(图2)


全氟聚醚润滑剂的应用


全氟聚醚润滑剂主要应用领域有:

一、航空航天工业

       全氟聚醚润滑剂用于宇宙飞船供氧系统的管线、阀门、填料 以及输送呼吸用氧气的轴流送风机的轴承、宇航员供氧装置部件的润滑与密封。适用于动力系统和暴露于太空的机械系统如发动机、推进器轴承、纵舵调整器、动力轮、扫描镜、齿轮泵、压力表、金属接头及螺纹紧同件等的润滑和密封。

二、核工业

       全氟聚醚适用于核工业设施超速离心机的轴承润滑,且是唯一能够抵抗130下六氟化铀腐蚀的材料。

三、电子电气工业

       集成电路等离子蚀刻是在真空条件下进行的, 必须使用机械真空泵,全氟聚醚用于真空泵的润滑,还可用作电子仪器中硬盘、磁盘和其他磁记录介质上的润滑剂。

四、化学工业

       全氟聚醚润滑剂可用作各种真空泵(如旋转泵、涡轮分子泵、蒸汽扩散泵)的润滑介质(特别是有各种酸、碱、盐、腐蚀性气体、强氧化剂介质存在的环境),也用作接触液氧、氧气、腐蚀和氧化性气体的泵、阀门及机械关键部件的润滑。

五、其它工业

       全氟聚醚还广泛应用于制氧工业、机电工业、汽车工业及高温高负载高腐蚀各种极端工况条件下机械润滑等领域。


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