【概述】
氯化聚醚也称聚氯醚,它通常是指聚3,3双(氯甲基)环氧丙烷(商品名也称“片通”)。氯化聚醚是一种性能优异的热塑性工程塑料,它具有优异的化学稳定性—耐酸(除发烟硝酸、发烟硫酸、高浓度氯磺酸等外),耐碱、耐盐、耐溶剂,具有良好的耐磨性,突出的尺寸稳定性,它不但模制时尺寸变化小,而且制品在贮存、使用时变形也小。此外它尚有优良的绝缘性能,很低的吸水性,不透气性,高度流动性,耐蠕变性等。
【理化性质】
氯化聚醚为白色粉状物。比重1.4,熔点180℃,具有良好的耐热性,在4个大气压下和160℃蒸汽中,经18个月不变,在285℃时不放出氯化氢。氯化聚醚具有良好的化学稳定性,其耐酸、碱、盐溶液及溶剂性能仅次于氟树脂。氯化聚醚具有优良的耐磨性能,比尼龙高2一3倍,比环氧树脂高5一6倍,比聚三氟氯乙烯高17倍,其耐磨性能也超过聚四氟乙烯,与聚甲醛和聚碳酸醋相当。它也是一种良好的介电材料,特别是在升温潮湿及腐蚀性介质中更为有效,体积电阻达(3一7)x10^16Ω/mm,耐压可达20一25千伏/毫米。其吸水率很小(0.01%),所以在潮湿状态下其介电性能无多大影响。它也是一种绝热材料,它的导热系数为3.13x10^(-4)cal/cm·s℃,比低压聚乙烯小2倍。它和金属之间有很好的粘结力,涂层和金属之间的剪切强度远远超过其本身强度,是聚四氟乙烯所无法比拟的。用它制造的制品有很高的尺寸稳定性,加之耐磨,没有内应力,极宜制作齿轮、轴承等产品。如一个1/3马力,1000转/分的齿轮,运行1000小时后,只有用放大镜才能发现极细微的磨损。
【性能】
1.产品性能
表1为氯化聚醚产品性能
2.物理机械性能
表2为氯化聚醚物理机械性能
3.产品特点 该产品具有耐化学腐蚀性、耐磨性、耐热性、加工性、低吸水性、绝缘性、粘附性、耐虫需变性、绝热性和阻燃性。
（1）优良的耐化学腐蚀性 氯化聚醚最突出的特点是具有优异的耐化学腐蚀性。其耐蚀性介于聚四氟乙烯与聚乙烯之间,可以和聚三氟氯乙烯相媲美?耐腐蚀等级相当于金属镍级。它对酸、碱、盐油脂以及非极性溶剂均有很高的抗蚀性能,可以在相当宽的温度范围内使用。但是,在强极性的某些卤代烃中只能在较低的温度下工作。它不耐发烟硫酸、发烟硝酸、氯磺酸和元素氟。浓铬酸、铬酸同硫酸的混合液、氢氰酸、甲基磺酸、溴(气体)、液休二氧化硫。液体三氧化硫等对氯化聚醚亦有较显著的腐蚀,在上述介质中只能在室温下短期工作,因此,不推荐在这些介质中使用。
（2）突出的耐磨性 氯化聚醚的另一突出特点是具有优异的耐磨性。其耐磨性可以和耐磨塑料聚甲醛和一级铸铁媲美。氯化聚醚纯料干磨擦系数为0.32~O。35,往复动磨擦系数为0.09(20号油润滑),填充1.5一3.0%二硫化铂时千磨擦系数为0.125。
（3）制品尺寸稳定 氯化聚醚的成型收缩率极小(0.4~0.8%),制品没有内应力。它在室温下24小时的吸水率为0.01%.在100℃的沸水中浸煮一星期也只增重0.09%。其抗蠕变性优于聚烯烃、聚氯乙烯、ABS等工程塑料。在50℃140公斤/平方匣米的负荷下,经过24小时,蠕变值只有1%,138℃70公斤/平方厘米的负荷下,经5000小时蠕变量仍小于5%。由于这些特性赋予氯化聚醚制品尺寸稳定,在湿度剧变的场合仍能保持原有的形状与尺寸的精密度。
（4）潮湿状态下电性能优异 氯化聚醚除了介电损失角正切值tgδ不太满意之外,其它各项电性能均与聚碳酸酯相仿。它基本上属于一种良好的电绝缘材料。
（5）较高的工作温度 氯化聚醚是结晶性聚合物,其熔点为180℃。虽然如此,氯化聚醚的长期工作温度却高达120℃,在没有氧化介质和低负荷的条件下,尚可在130~140℃短期工作。其缺点是低温性能不够理想,在一40℃以下呈现显著的脆性。如欲提高耐热性和克服低温脆性,可添加稳定荆(1010、2246和264等)和耐寒增塑剂(如笨二甲酸酯、癸二酸酯,磷酸酯、季戊四醇四醋酸酯等)或与其他高分子材料共混改性。
（6）优良的加工性能 氯化聚醚具有良好的热稳定性和适宜的加工粘度,加工性能优良,可采用热塑性塑料的各种加工设备进行加工,易加工成各种构型复杂的制件,其制品亦可以任意进行车、铣.钻、刨等机械加工。
【制备方法】
1.合成原理 （1）氯化反应 季戊四醇在醋酸、硫磺、氯化锌存在下通入氯气,首先发生如下反应:
图1为氯化反应反应式
由于反应放出了氯化氢,因此同时发生酯化、酯交换反应。反应式为:
图2为酯交换反应反应式
主要产物是三氯化季戊四醇单醋酸酯。 上述两反应式生成的两种产物在碱液中闭环后可得到目的产物粗单体。
（2）闭环反应 氯化反应生成的单酯在碱液下进行闭环反应,得到粗单体,反应式为:
图3为闭环反应反应式
另外,粗单体在碱液中存在开环反应,反应式为:
图4为开环反应反应式
实践验证,上述两步反应总收率在65%～70%。
（3）聚合反应 3.3-双(氯甲基)丁氧环在有机铝催化剂存在下,按下式进行开环反应:
图5为聚合反应反应式
聚合转化率基本稳定在95%以上,聚合总体收率为98.2%,产品特性粘度系数在1.0～ 2.0 ml/g范围内。
2.生产工艺流程 氯化聚醚生产流程如图6所示。
图6为生产工艺流程
本工艺采用的是由氯气直接氯化法进行的,该方法的特点是操作周期短,工艺流程简单,消耗低。
【应用】
氯化聚醚在国外应用已、很普遍,广泛应用于石油、化工、机械、电子、机床、舰船、水利、水电、电线电缆、仪器仪表、交通运输、航空航天等各个领域。 基于氯化聚醚的特性,其应用方向应侧重于化工防腐。如防腐涂层、没备衬里、绳索、滤布、滤板、管道、阀门、泵、容器等。其次应着重于做为耐磨、减磨结构件和在潮湿状态或温度高的油介质中使用的电绝缘材料。如做为低负荷小模数的精密齿轮、涡轮、涡朴、轴瓦、轴承保持架、手术医疗器械海底电缆和深井电机绝缘绕组等。 基于氯化聚醚对无机酸,强硷和许多通用溶剂的稳定性,可以用于医疗器材,手术刀具,消毒器皿,化工管道,注射阀体,泵体,以及表面涂层,涂层的方法可用沸腾床法,有机溶剂分散法。 氯化聚醚不能用于与强氧化性酸如发烟硝酸,发烟硫酸,氯磺酸接触,特别不能在高温条件下与氟及某些氯代烃接触。
【主要参考资料】
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