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含氟聚合物涂料的出路:结构改变未来
2009-8-24 来源:慧聪涂料网
关键词:氟聚合物涂料 全氟丁基磺酸盐 全氟聚醚 多氯联苯 蒙特利尔环境议定书

   改变结构改变未来

   其实问题的关键就在含氟聚合物的长链分子模型和类似盔甲一样“氟壳”结构。那么如果我们真正考虑关注这些氟聚合物的环保问题,就应该从根本上改善其分子结构,关键问题是控制分子链长度的关键。其实PFOS的基本结构是一个8碳链状结构,但是在之后的化学工艺中往往会大大增加其碳链的长度,为其生物降解制造了困难。
   同时,3M公司也在开发新一代电子级含氟化学表面活性剂,满足半导体工业各种应用的需求,包括光刻胶、光刻胶去除剂和抗反射层。首先推出的是光刻胶去除剂。新的表面活性剂改用全氟丁基磺酸盐(perfluorobutane sulfonate, PFBS)取代PFOS。PFOS的短链分子结构被证实同样在应用中能够保持持久稳固,不会在体内造成沉积,同时实验显示其毒性很小。PFOS在体内的半衰期为8.5天,而PFBS的半衰期只有半天的时间。根据3M公司的资料,含PFBS的表面活性剂只对哺乳动物有很轻微的毒害作用,几乎没有毒性。与PFOS不同,PFBS不属EPA关于特别稳定、有生物体内积聚效应和有毒(PBT)化学物质相关政策限制的对象。美国国家职业安全和健康研究所(NIOSH)将PFBS归类为无明显危害的物质,欧盟也没有对这类物质的安全警示标签做出明确要求。 PFBS具有比PFOS更好的环境、健康、安全表现。含PFBS的表面活性剂有望成为含PFOS表面活性剂的理想替代品。
   改变传统含氟聚合物的结构,使之在符合技术性能要求的前提下又能符合环保和健康的标准限制,这方面的研究在近两到三年的欧美氟化学领域是非常流行的课题,而且已经有少部分解决方案进行了商业化普及,就像上面提到的3M公司的PFBS.
   全氟聚醚(perfluoropolyether)的表面结构是由醚键链接氟,此短链结构直接构成了主聚醚链。拥有如此结构的全氟聚醚和涂料体系有很好的兼容性,其端基自由基能够根据不同的涂料体系调整,进而和涂料体系发生交联作用,赋予涂料产品更好的抗性,而且保证了只需添加很少的全氟聚醚就可以功能的飞跃。
   采用丁基氟基团活化侧链结构的甲基丙烯酸烷基酯单体和部分氟化的杂环芳香族低聚体,二者也已经进行商业化生产阶段,他们共同的特点就是低分子量。
   在一些应用领域中,这些产品已经可以完全替代传统的氟聚合物应用。因为目前氟聚合物的应用主要是体现在涂料或者液体的表面性能上,这就需要氟原子依附在足够长、足够柔韧的碳链之上。而创新科技的新型氟产品也正是围绕如何将氟化集团转移到材料表面大作文章,所以今后还有有更多这样的应用出现。
   作为涂料行业人士,我们都深知目前氟化产品给涂料性能带来的惊人提高,所以我们都真诚希望今后的氟化技术能在环保方面取得进展。尽管目前看来含氟聚合物产业的远景还不清晰明朗,但是从目前全球范围内对含氟聚合物的广泛应用来看,我们已经取得了不小的技术进步!

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(蓝剑)
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