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聚[三氟(三氟甲基)環氧乙烷],英文名:Polytrifluoro(trifluoromethyl)oxirane]是六氟環氧丙烷的均聚物,又稱聚(全氟環氧丙烷),為全氟聚醚(Perfluoropolyethers,PFPE),具有化學惰性、耐熱、耐氧化、不燃、介電性能優良、潤滑性好等綜合特性。其六氟環氧丙烷的均聚物在材料界應用十分廣泛,它僅包含碳、氟和氧原子,在熱穩定性、抗氧化性、機械穩定性、防腐蝕性等方面表現優異。六氟環氧丙烷齊聚物甚至可以在極低或極高的溫度下使用,且由于它的潤滑耐久性,廣泛應用于真空泵、汽車、用于儲存信息的內存硬盤、航空和航天工程中使用的高性能稀釋劑等。它的應用已擴展到了多個領域,例如油脂、脫模劑、具有相對低折射率的液體和油等。
六氟環氧丙烷均聚物氟化后可以制備全氟潤滑油具有耐熱、耐氧化、耐輻照、耐腐蝕、低揮發、不燃等特性,從而成為在苛刻環境下極為可靠的潤滑劑(如作為太空機械元器件的潤滑劑等),廣泛應用于化工、電子、電氣、機械、核工業、航天、磁介質等領域;六氟環氧丙烷均聚物水解后可以制備全氟聚醚羧酸,該產品在全氟表面活性劑、乳液聚合等領域有重要的應用價值;六氟環氧丙烷均聚物末端含有高反應活性的酰氟基,可利用質子化合物對其進行化學改性而制得多種化合物(如:含氟酰胺、含氟胺、含氟醇、含氟酯、全氟過氧化合物等),此類化合物在精細有機合成及聚合反應中都有重要應用價值,另外六氟環氧丙烷均聚物還可用于全氟離子交換膜的增韌。
方法1:一種制備高相對分子質量全氟聚醚的方法:將氟化季銨鹽、無水堿金屬氟化物和質子惰性溶劑(如四甲基氟化銨、氟化銣和干燥四氫呋喃)加入反應釜中,節反應溫度為-80~20℃,將六氟環氧丙烷(HFPO)單體通過計量裝置加入聚合釜中,攪拌反應10~12h,再將聚合釜溫度升至20~40℃,繼續攪拌1~3h后,反應結束,得到含有聚(全氟環氧丙烷)的無色透明液體。將質子惰性溶劑和固體收回后,再將反應產物進行后處理,最終得到目標產物,轉化率大于95%。反應式如下:
方法2:一種六氟環氧丙烷均聚物生產方法,包括以堿金屬氟化物為催化劑、六氟環氧丙烷低聚物為引發劑,引發六氟環氧丙烷開環反應連續制備如通式(I)所示六氟環氧丙烷均聚物的方法:
式(I)中n為3至50的整數,其制備方法主要包括如下步驟:
(a)、將無水非質子性極性溶劑、六氟環氧丙烷低聚物和無水堿金屬氟化物催化劑粉末混合后,劇烈攪拌24小時,然后離心過濾出引發劑清液;將引發劑清液一次性加入聚合釜并冷卻至開環聚合反應溫度;
(b)、在保持攪拌狀態下,將六氟環氧丙烷和六氟丙烯混合液體以每小時0.1~100Kg的速度加入聚合釜,并控制反應釜內溫度;
(c)、待產品達到預期聚合度時,將產物移至靜置釜,回收六氟環氧丙烷和六氟丙烯、溶劑、少量六氟環氧丙烷低聚物組份;
(d)、加入含氟溶劑調節產物黏度并過濾回收金屬氟化物催化劑,精餾回收含氟溶劑,最終得到六氟環氧丙烷均聚物。
方法3:一種六氟環氧丙烷均聚物的制備方法,以堿金屬氟化鹽中氟離子為催化劑,引發六氟環氧丙烷開環聚合,包括以下步驟:1)惰性氣氛保護下,過量的氟化鉀加入四乙二醇二甲醚與含氟溶劑的混合液中,常溫攪拌過濾,得到飽和氟化鉀溶液,溶液備用;惰性氣氛保護下,過量的氟化銫加入四乙二醇二甲醚與含氟溶劑混合液中,常溫攪拌過濾,得到飽和氟化銫溶液,溶液備用;2)將反應釜抽真空,將氟化鉀溶液加入反應釜,冷卻至反應溫度后,添加六氟環氧丙烷單體,添加完畢后維持溫度攪拌1~3h;3)添加氟化銫溶液,同時降低反應溫度5~10℃后維持溫度攪拌0.5~1h,添加六氟環氧丙烷單體,添加完畢后維持溫度攪拌1~3h;4)重復步驟3)的操作3~8次后靜置即得到六氟環氧丙烷均聚物產品。
[1] 全氟環氧丙烷齊聚物的合成及應用
[2] CN200910231435.6六氟環氧丙烷均聚物生產及后處理的方法
[3] CN201510260130.3一種六氟環氧丙烷均聚物的制備方法