有机氟材料的发展与应用

第一篇：有机氟材料的发展与应用

有机氟材料的发展与应用

届 别 09届

系 别 化学

专 业 化学

姓 名 郭萌萌

学 号 2009121140

二〇一一年六月

有机氟材料的发展与应用

-----有机氟的发展史及研究成果

学生姓名：郭萌萌 指导教师：刘耀华

摘要: 有机氟材料具有优异的耐高低温、耐热、耐化学品、绝缘、抗粘、低摩擦、不燃和自润滑等性能，由于这些材料具有与其它材料无法比拟的优良性能，使其应用已也从最初的军工领域逐渐扩大到民用、工业领域，成为国民经济中不可缺少的新型高分子台成材料。我国的有机氟化学研究始于上世纪50年代后期，当时是为了满足国防建设的需求,经过50多年几代人的努力，如今我国已经能够生产许多含氟产品如氟塑料、氟橡胶、氟里昂、含氟表面活性剂、含氟油脂、含氟医药和农药、氟碳代血液等，形成了初具规模的氟化学工业基础。本文主要介绍了我国有机氟材料的发展历程、研究现状以及在各领域的应用。

关键词: 有机氟化学 有机氟材料 发展成果 应用

有机氟材料其所以成为当前世界各国普遍重视的一类新材料，并未研究这类材料而形成的一门专门的科学----氟有机化学，是与它在当代科学技术进步和经济发展中所起的巨大作用密切相关的。近年来，含氟功能材料和众多精细氟有机化学产品的出现，以及氟化学基础研究的进展，展示了含氟材料和氟有机化学更广阔的前景。

1.我国有机氟化学的发展

1.1 任务带学科----有机氟化学的兴起

1896年氟代乙酸乙酯的合成标志着有机氟化学的开始，至今已有整整一个世纪的时间,在此期间，几次历史性的突破极大地促进了有机氟化学的发展，如本世纪三十年代氟里昂在制冷工业上的应用，二战期间曼哈顿工程的实施以及50年代高生理活性氟脲嘧啶的合成等。我国氟资源丰富，已探明萤石的储量约占世界总储量的四分之一，但直到上世纪50年代，氟化学在中国还是一片空白,50年代末，由于国际形势的变化，我国开始自行开发原子能技术急需一批特殊的含氟材料，由此开始了有机氟化学在中国的研究。

1963年科学院决定将氟化学的工作集中到上海，集中力量形成特色,当时上海市调拨一个葡萄糖厂给有机所，经改造做为扩试和批量生产的基地,在这阶段的任务多数是仿制，成功后再批量生产。提供应用研制的氟材料包括采用不同方法聚合的聚四氟乙烯、四氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯的共聚物，还有含氟聚氨酯、聚全氟苯、含氟油脂等,经过几年的艰苦拼搏，终于研制成功了各种国内急需的含氟材料，为我国原子弹的提前试爆成功作出了贡献，同时也培养出了一批氟化学科研人员，建立了有关的科研手段和设施，为以后我国有机氟化工的发展及有机氟化学研究打下了良好的基础。[2]

[1]

1.2 渗透与发展-----有机氟工业的初步建立

完成军工研制任务以后，配合国防有机氟化学产品的扩大生产，在已建立的氟化技术及设施的基础上，我国的有机氟化学研究开始转向民用方面，并在国内建立初步的有机氟化学工业体系。这阶段研制和生产的主要氟化学产品有含氟表面活性剂、氟里昂、含氟油脂、含氟医药和农药、氟碳代血液等，大部分产品仍然是仿制，但也开发出了一些独具特色的含氟化学品如抑铬雾剂、氟碳代血液等。

1.3 学科促任务-----有机氟化学研究的全面发展

从上世纪50年代末到70年代末，氟化学研究在我国主要集中在应用方面，为国家安全和国民经济的发展研制出一些急需的含氟化学品，基础研究工作开展得较少，只是在个别实验 室进行一些零散的基础研究课题，内容主要是由任务衍生出来的题目，尚不能构成一个学科。

在随后的几十年时间里，有机氟化学基础研究在我国一直十分活跃，并形成了一定的特色，取得了一些高水平的研究成果，如亚磺化脱卤反应、单电子转移、金属催化、亲卤反应、含氟卡宾等，在国际氟化学界产生了一定的影响。

与此同时，有机氟化学应用与开发研究在我国也广泛展开，并取得许多好成果。如全氟离子交换膜的研制、气相法和液相法制备氟里昂代用品、含氟高温润滑油、氟碳化合物的合成及临床应用、含氟医药中间体的开发等，有些成果已取得应用，为国防建设和国民经济的发展提供了许多急需的含氟化学品。在有机氟化学基础研究和应用基础研究的推动下，我国有机氟工业在最近30年得到迅速发展，生产规模和产品种类不断增加。如今我国已能够生产包括氟塑料、氟橡胶、含氟冷冻剂、含氟清洗剂、含氟表面活性剂、含氟油脂、含氟医药和农药等品种在内的绝大多数含氟产品。

2.近年来主要研究成果

2.1 特种含氟材料和含氟功能材料的研究一路领先

当前, 我国在许多工业部门, 特别是新技术部门显示出广阔应用前景的特种含氟材料和含氟功能材料作为主要研究方向。这方面的研究一路领先, 在以下几方面取得显著成绩。2.1.1 氟塑料“ 合金” 的研究

氟塑料“ 合金”既保持了“塑料王”聚四氟乙烯的耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能好等优点, 又有硬度高、蠕变小、易加工等新特点, 扩大了氟塑料的应用范围。氟塑料“ 合金”已用于制造各种耐强酸、耐强碱、耐强氧化性和耐其它有机化学药品腐蚀的管道、阀门或泵的衬里、泵壳和叶轮, 也适合于加工成各种隔膜片、疏水器膜片或密封件,在石油、化工、化肥、农药、染化、冶金、电子及机械工业等部门有广阔的应用前景。2.1.2 改性的乙烯和四氟乙烯共聚物的研究

这是又一类含氟新材料, 它的研制成功为我国氟塑料家族增添了新的成员。这种材料易加工、强度高、耐辐射、易染色, 可作为在高温和苛刻条件下使用的电绝缘材料, 用于制造电子计算机和原子能发电站等的内部电线, 还可以作防腐蚀、防粘附、耐化学药品侵蚀的材料。2.1.3 含氟压电、热电功能材料的研究

[4]

含氟功能材料的优异性能能够弥补普通功能材料的不足。上海有机所先后研制了含氟的压电、热电材料, 其中压电驻极体为发展我国的电声材料作出了贡献, 由驻极体制造的某些电声产品不仅能满足国内需要, 而且还能部分地进人国际市场。含氟的热电材料亦已用于红外照相技术。2.1.4 全氟磺酸树脂和离子交换膜的研究

这是一类化学功能高分子材料, 有广阔的应用前景, 用离子交换膜电解食盐制造氯碱已列为国家重点攻关项目。这项新技术正在引起氯碱工业的革命。传统生产高纯烧碱普遍采用汞法, 汞的流失造成的污染是一大祸害。上世纪70年代, 美国和日本首先研究成功用含氟离子交换膜制造氯碱的新技术, 找到了根除汞害、实现氯碱工业现代化的好途径。另一方面, 消耗量更大的工业烧碱是用石棉隔膜电解槽制造的, 制造和更换这种电解槽要处理大量的石棉。而石棉是致癌物质, 这样用离2 子交换膜制造氯碱就更为重要。经过多年努力, 上海有机化学研究所全氟离子交换膜的研制工作已取得了相当大的进展, 作为关键材料的全氟磺酸树脂, 从单体合成、聚合到聚合物后处理及造粒等都已能正常生产, 可望通过与加工、应用单位的密切协作, 使这项重要的新技术在我国尽早进人工业规模的应用。此外, 全氟磺酸树脂作为强酸催化剂的应用, 全氟离子交换膜用于其它电解与分离过程, 也很有前途, 全氟磺酸膜还可用于铬酸溶液的电解再生和回收工艺等 2.2 注重发挥精细氟有机合成的特长 2.2.1 含氟油脂的研究

耐强氧化剂腐蚀的特种润滑油脂和特种陀螺油是原子能工艺和导航技术中不可缺少的材料。这些需要量不大、规格多变、合成方法复杂的产品是工业部门难以承担的。上海有机所先后研制了全氟油、全氟醚油、氟氯油和氟澳油, 满足了有关技术部门的需要。全氟油和全氟醚油无毒、无嗅耐热和导热性能好, 电绝缘性能优良, 化学稳定性高, 安全保险, 有越来越广的用途。2.2.2 含氟表面活性剂的研究

含氟表面活性剂有优良的表面活性, 用量很少就能显著降低水溶液或有机液体的表面张力。由于它有极高的热稳定性和化学稳定性, 能在高温、强酸、强碱和强氧化还原的条件下使用, 因此应用范围很广, 在许多用普通表面活性剂满足不了要求的地方, 往往可用含氟表面活性剂圆满地解决问题。

2.2.3 织物防水防油处理剂的研究

利用含氟化合物低表面能的特点, 可以用某些含氟聚合物作为纺织品的防水、防油处理剂。处理过的织物不仅有防水、防油性能, 而且透气性不降低,手感好, 不容易沾污, 好洗涤, 在国外已普遍使用。我国是个大的纺织品出口国, 要提高在国际市场上的竞争能力, 解决织物的防水、防油问题, 意义十分重大。

2.3 含氟生物活性物质的研究有所突破 2.3.1 氟碳代血液的研究

全氟化合物的化学、生物惰性和在常温下对氧气和二氧化碳有较大的溶解度, 引起科学家们萌发了用全氟化合物制造代血液的设想。我国科学家先后研制了两种型号的氟碳代血液。1 号氟碳代血液对脏器保存和移植很有实用价值, 保存肾脏可达96 小时。我国用1 号氟碳代血液代替普通的血浆进行肾脏病例中取得了很大成功。并发现它对某些心血管疾病, 如缺血性脑血管病、中风和半身不遂症的急性期有明显的疗效。2号氟碳代血液作为心肌保护液的研究也取得了进展。2.3.2 含氟抗肿瘤药物的研究

由于氟原子与氢原子的体积相差不大, 化合物中的个别氢原子被氟取代后, 几何构型不会发生大的变化, 这样氟取代物就可能被细胞吸收, “ 冒充” 无氟的类似物参与细胞代谢的某些过程, 但并不能参与代谢的全部过程。到了代谢的某一阶段, 氟取代物就“ 原形毕露”, 中止、破坏细胞代谢过程。根据这个原理, 有可能找到适当的药物去抑制对人体有害的细胞, 如癌细胞的代谢过程, 达到治病的目的。氟尿咄淀及其衍生物就属于这类代谢药物, 它们有显著的抗肿瘤效果。我国先后研究成功的两种氟尿嚓吮抗肿瘤药物, 对治疗肠癌、肝癌、肺癌和乳腺癌等都有很好的疗效。2.3.3 含氟农物的研究

有显著生理活性的氟有机化合物早就被考虑作为农药研究使用, 只是由于大量便宜的有机氯、有机磷和有机硫农药的上市, 使有机氟农药的研究开发趋于迟缓。.上世纪80年代以后, 由于有机氯农药积累毒性造成的环境污染和许多昆虫的抗药性问题出现, 发展新的农药品种成了当务之急。生理活性高、毒性小的氟有机化合物自然成了科学家重新重视研究的对象, 有机氟农药开始飞快地发展飞至今世界上已商品化的含氟农药有数十种。近年来我国研制成功的氟脉杀杀虫剂已进人扩试阶段, 氟乐灵除草剂亦已通过院级技术鉴定,可望在不久以后与化工部门合作, 共同在我国开创生产有机氟农药的历史。

[5][3]

3.有机氟化工新材料及应用

3.1 氟树脂

氟树脂具有优异的耐高低温性能和化学稳定性，很好的电绝缘性、非粘附性、低摩擦性、耐候性和良好润滑性。氟树脂品种繁多，主要品种有聚四氟乙烯(R,RRE)和热塑性氟树脂聚全氟乙丙烯(ⅡLP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(LA)、聚四氟乙烯一乙烯共聚物(RYE)、聚三氟氯乙烯(PCT．FE)、聚三氟氯乙烯一乙烯共聚物(ECQ)、聚氟乙烯(PVF)等，每个品种又衍生有数个到数十个品级。而且历年来各品种还在不断改进，新的品级层出不穷，以满足各种不同用途。氟树脂应用面广、已遍及航空宇航、原子能、石油化工、机械、电子、建筑、轻纺、半导体、汽车、医疗器械、办公用机器、家用电器、燃料电池、锂电池等领域，用途迅速扩大。同时近l0多年来又相继开发了一些新型氟树脂，如全氟离子交换膜、全氟聚酰亚胺、软质氟树脂、透明热塑性氟树脂、用作驻极体的含氟树脂等。这些含氟新材料有的已在工业生产中起着重要作用，如全氟离子膜用于氯碱工业，使氯碱工业生产技术发生了根本性变革；含氟聚合物表面能低，具有憎水憎油性能，可用作防幅用途；透明氟树脂，折射率低，是医学、军用、宇航等光学器械中理想材料，如用在微波、雷达及光学仪器等的透镜涂层、紫外线用的元件和窗口材料，光电子仪器、接触镜、化学惰性的绝缘材料，光导纤维的壳材，以及用作生物医学材料，涂于某些医学器材上可提高光学传感和诊断时生物相容性。氟聚合物膜对电子线和x射线的感应性，可用做电子线的抗蚀膜；聚偏氟乙烯及其共聚物或聚全氟乙丙烯在高压直流电场经特殊处理，具有压电性能，可用作各种光、电、热、机械能的传感器；聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯的微孔膜用作微过滤膜，可广泛应用于微电子、医学、食品、化工领域[10]

[9][8][7][6]，如用含氟材料加工成均匀的具有不同孔径的膜，由它制成的过滤膜、电解隔膜、分离膜等，可用于半导体、医疗领域的药液过滤、空气净化、粉尘回收；用作气体分离膜可用于富集氧气、分离s 或NH3等，此外还用作液体分离膜、超滤膜等。聚四氟乙烯多孔体可用作衣料，用于滑雪服、登山运动服、宇航员服装和雨衣等。用作生物医学材料，利用它对人体无害性和抗血栓性制成人体血管、体液透析膜、补片、关节抗磨材料等。用途不胜牧举，由此可见，氟树脂已从单纯的耐热、耐腐蚀、防粘、结构性用途材料发展到功能性用途特种材料，成为技术含量高、经济效益好、发展潜力非常大的材料3.2 氟橡胶

氟橡胶具有优异的耐高温或耐低温性、耐油和耐化学药品性。氟橡胶主要品种有26类氟橡胶(含偏氟乙烯、六氟丙烯及其它含氟烯烃单体)、四丙氟橡胶(含四氟乙烯、丙烯等)、氟硅橡胶、氟化膦腈橡胶、氟醚橡胶和含氟热塑性弹性体等 各品种又衍生有许多品级以满足不同用途需要。主要应用于航空、宇航、汽车、石油、化工、机械、仪器仪表等工业领域。在一些关键用途中已成为不可替代的材料。[12][11]。

3.3 氟涂料

氟涂料具有优异的防腐、防粘、耐候等性能。耐久性好，显著优于目前常用的各种不含氟涂料。它可选用各种氟树脂或氟橡胶开发出相应的各种氟涂料，有分散液状、溶液型、粉末状和凝胶型等，品种品级繁多，主要用于防腐蚀、防粘、耐候用途，如使用于建筑外装饰寿命可达40 年以上。近些年来，又通过引入新的含氟单体或少量非含氟单体进行共聚改性，相继开发了各种室温固化型的氟涂料，方便施工，拓宽了应用范围。其它还有含氟聚氨酯涂料，作为船用涂料，可解决舰船结构防腐蚀，消除或防止海洋生物在船底附着，还可用作飞机外装、飞机油箱、汽车、文物保护涂料和高压电绝缘子涂料。可聚合的全氟烷基表面活性剂类涂料，可用作汽车外壳保护涂层，墙壁抗涂写污染、飞机防冰雪、游艇耐污染涂料。3.4 氟利昂替代品

[13]

氟利昂氟氯烃和哈隆(含溴的氟烃或氟氯烃)的替代品氟利昂氟氯烃(CFC)是很好的制冷剂、发泡剂，而哈隆是非常有效的灭火剂

[14]，但这二类化合物排放人大气后，会破坏大气臭氧层，危及人类

[15] 生存环境。近年来通过努力已开发出多种氢氟烃(HFC)，不仅能保持以前产品的同样使用效果，而且具有能显著降低或不破坏大气臭氧层的效果，成为理想的替代品。

结束语：有机氟化工新材料的发展正处在成长期，琳琅满目，方兴未艾。由于材料中存在着奇妙的氟，其潜在的作用仍有待人们去进一步探索、认识、开发、利用。含氟材料作为一种优异的高分子合成材料．已经引起业内人士的注意，其应用领域不断扩大，但国内有机氟的开发研究还存在不少问题．一些关键技术有待进一步深入研究和开发．推广应用还须加大力度，可以预料．有机氟材料将越来越多地使用在工业、国防、航空、航海、电讯电缆及其它领域中应用。

有机氟工业的发展始终离不开技术创新，而开展技术新的机会也始终存在我们的学习以及以后的工作中。我们既要努力去掌握坚实的理论基础，丰富实践经验，又不能固步自封，要拓宽思路，活跃思维，一步一个脚印去学习，聚沙成塔，一定会创造出一片新天地。

参考文献：

[1] 黄维垣,杜灿屏,朱士正.中国有机氟化学十年进展 1999 [2] 黄维垣.中国有机氟化学研究 1996 [3] 程宁.含氟表面活性剂的生产应用现状及研究进展[期刊论文]-日用化学品科学 2008(6)[4] 陶海升,李茂国,吴丽芳等.化学氟化最新进展[期刊论文]-化学进展 2004(2)[5] 杜春华,张文玉,彭鹏.含氟生理活性物质的特性及创制[期刊论文]-精细与专用化学品 2007(20)[6] 安静雯，李顺龙，潘敖龙等．有机氟工业，2000，2：7 [7] 邓海球．涂料工业，1999，29(10)：32 [8] 孟博.程桂林.许茂乾.阎宗刚二氟乙醇的合成方法[期刊论文]-浙江化工 2010(4)[9] Vecellio M.Progress in Organic Coatings ,2000 ,40 :225.[10] Matuszczak S ,James Feast W.Journal of Fluorine Chemistry ,2000 ,102(1-2):269.[11] Silagy D ,Bussi P ,Marot G.Journal of Fluorine Chemistry ,2000 ,104(1):79.[12] 施铭德,童身毅,张良均,等1 上海化工,1999 ,5 :26.[13] 苗国祥,安静雯,陈营祥,等1 有机氟工业,1999 ,3 :5.[14] Forsythe S ,Hill D J T,etal.Radiation Physics and Chemistry ,2001 ,60(6):609.[15] 柯毅民.含氟醇的制备方法评述[期刊论文]-精细石油化工进展 2008(6)

Organic fluorine material development and application

-------Organic fluorine history and research Student: Guo Mengmeng

Tutor: Liu Yaohua Abstract: organic fluorine material has excellent resistance to high temperature, heat resistance, resistance to chemicals, insulation, resistance to stick, low friction, non-combustible and since Lubrication, such as performance, because these materials with other material has the incomparable excellent performance, make its application has also from the initial military domain expands gradually to civil and industrial areas of national economy, become an indispensable polymer Taiwan into materials.In China, the organic fluorine chemistry study began in the 1950s, when is late to meet the demand, national defense building for over 50 years the efforts of several generations, now China already can produce many containing fluorine products such as fluorine plastic, fluorine rubber, freon, containing fluorine surfactants, containing fluorine grease, containing fluorine medicine and pesticides, fluorine carbon generation blood, formed a certain scale of fluorine chemistry industrial base.This paper mainly introduced in the organic fluorine material development, research status and the application in all fields.applications

Keywords: organic fluorine chemical

organic fluorine material development achievements

第二篇：有机氟材料

有机氟材料的结构及其应用

学生姓名：任丽丽 指导老师：刘耀华

（太原师范学院化学系092班 太原山西）

摘要: 高性能、低(无)污染是当今发展的主要趋势，氟树脂独特的结构特点使它具有很高的耐热性、耐化学性和耐候性，独特的电学性能，优良的表面性能和光学特性，从而使其成为可能同时具有这两项要求的材料之一。本文主要阐述了有机氟材料的结构及其在各方面的应用，尤其是在涂料和皮革工业上的应用。指出今后皮革化学品将会向着多功能、高质量、环保型的方向发展。另外还对国内外有机氟材料的发展做了简单的一些介绍。关键词：氟材料 结构与性能 涂料 皮革工业 氟树脂

前言：近年来，有机氟材料已经被应用于很多行业，例如涂料、皮革工业、保护文物的行业等等。有机氟聚合物优异的耐候性、耐腐蚀性、耐玷污性、耐化学品性、斥水斥油性、绝缘性等，被广泛地应用于文物保护中。氟系涂覆材料，由于其优异的耐侯性、耐腐蚀性、耐热性、耐化学品性、防污性、斥水斥油性及低摩擦性等优良特性，成为化工设备、海上平台、大型船舶防护等极端恶劣环境中使用的最高技术涂料。本文将对有机氟材料的结构和应用进行介绍。

1．氟化学简介及有机氟材料的结构特点

1.1氟化学概述

1.1.1引言

含氟化合物是当前增长最为迅速的精细化学品之一，广泛应用在材料、农药、医药等领域，具有广阔的发展前途和强大的生命力。氟元素被引入分子后，分子的化学性能会产生深刻的变化。由于自然界中几乎不存在有机氟化物，因此这完全是一门地地道道的人工合成的化学新领域，从而给有机化学家提供了无限机会。1896年氟代乙酸乙酯的合成标志着有机氟化学的开始，至今已有一个多世纪的时间。在此期间，几次历史性的突破极大地促进了有机氟化学的发展，如本世纪三十年代氟利昂应用于制冷工业，二战期间曼哈顿工程的实施，五十年代高生理活性氟脲嘧啶的合成等等【l】。氟元素具有高负电性，它形成的有机氟聚合物具有卓越的耐化学性、热稳定性，优良的介电、耐热、耐药品、不燃、不粘及摩擦系数小等性能，是综合性能极佳的合成材料【2】。有机氟系列产品主要包括含氟聚合物和含氟精细化学品，如聚四氟乙烯、可熔性氟树脂、聚偏氟乙烯、氟橡胶等，广泛用于国防、电子、石化、机械、医学等领域，成为化工产品的重要门类。有机氟产品作为性能优异的新材料，其发展状况在一定程度上反映了一个国家的工业化水平，因此，世界各国纷纷采取措施鼓励创新，大力开发有机氟新产品。

1.1.2国外氟化学及工业发展趋势

国外有机氟材料正处于稳定提高的阶段，已工业化生产的10多种氟材料中，可熔性氟树脂和氟橡胶的比例不断上升，聚四氟乙烯比例下降。全球含氟聚合物生产能力合计为18．34万吨，装置开工率约70％，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡胶等四种主要产品占聚合物总量的85％。其中杜邦、SolvaySolexis、大金、AGC、阿托菲纳等公司在技术、品种和产能方面均处于领先地位，产能占全球总产能的89％。近几年国外产能进一步扩大，新技术、新产品不断应用。杜邦公司采用超临界聚合工艺开发了6种高性能可熔性氟树脂，采用“APA工艺"生产改善脱模性能的氟橡胶；国外公司还开发了适用于高温的氟橡胶制造新工艺；霍尼韦尔公司开发出新一代发泡剂HFC．245Fa以替代HCFC．141b，月产能达2万吨；大金和AGC公司也开发了HCFC．22的替代品HFC．125，并已建立了工业装置。

1.1.3我国氟化学及工业发展趋势

在我国，氟化学研究是从1958年开始的，随着国民经济和科学技术的发展，尤其是尖端科学技术的需要，40多年来从无到有建立了一大批以氟化学为对象的专业研究部门，有了自己的氟材料工业，同时培养了许多专业人才。我国已在不同程度上掌握了氟塑料、含氟弹性体、含氟离子交换摸、含氟润滑油脂、表面活性剂、药物、灭火剂、绝缘与传热介质等各类含氟高分子和小分子有机氟化物的合成，多数已经投产，其中不少科研项目和产品已接近和达到世界先进水平。另外，只要看一看我国原子能和导弹火箭技术的水平就足以判断我国氟化学的水平了。经过“十五”期间的发展，目前己进入黄金时期。特别是化工、制药、汽车、电子、交通等行业的发展，对高性能氟产品的品种、数量的需求越来越大，极大地促进了中国有机氟产业的发展。

1.1.4国内外最重要的含氟氟材料

近年来，国内外最重要有机氟材料包括氟树脂、氟橡胶、氟涂料、含氟精细化工产 品等，各种材料的性能与应用如下：

(1)氟树脂

氟树脂具有优异的耐高低温性能和化学稳定性，很好的电绝缘性、非粘附性、低摩擦性、耐候性和良好润滑性。氟树脂品种繁多，主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性氟树脂聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯．乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCT-FE)、聚三氟氯乙烯．乙烯共聚物(ECTFE)和聚氟乙烯(PVF)等，每个品种又衍生数个到数十个品级。而且历年来各品种还在不断改进，新的品级层出不穷，以满足各种不同用途。氟树脂应用面广、已遍及航空宇航、原子能、石油化、机械、电子、建筑、轻纺、半导体、汽车、医疗器械、办公用机器、家用电器、燃料电池、铿电池等领域，用途迅速扩大。由此可见，氟树脂已从单纯的耐热、耐腐蚀、防粘、结构性用途材料发展到功能性用途特种材料，成为技术含量高、经济效益好、发展潜力非常大的材料。(2)氟橡胶

氟橡胶具有优异的耐高温或耐低温性、耐油和耐化学药品性。氟橡胶主要品种有26类氟橡胶(含偏氟乙烯、六氟丙烯及其它含氟烯烃单体)、四氟橡胶(含四氟乙烯、丙烯等)、氟硅橡胶、氟化磷腈橡胶、氟醚橡胶和含氟热塑性弹性体等。各品种又衍生许多品级以满足不同用途需要。主要应用于航空、宇航、汽车、石油、化工、机械、仪器仪表等工业领域。在一些关键用途中已成为不可替代的材料【3】。(3)氟涂料

氟涂料具有优异的防腐、防粘、耐候等性能。耐久性好，显著优于目前常用的各种不含氟涂料。它可选用各种氟树脂或氟橡胶开发出相应的各种氟涂料，有分散液状、溶液型、粉末状和凝胶型等，品种品级繁多，主要用于防腐蚀、防粘、耐候用途，如使用于建筑外装饰寿命可达加年以上。近些年来，又通过引入新的含氟单体或少量非含氟单体进行共聚改性，相继开发了各种室温固化型的氟涂料，方便施工，拓宽了应用范围。其它还有含氟聚氨醋涂料，作为船用涂料，可解决舰船结构防腐蚀，消除或防止海洋生物在船底附着，还可用作飞机外装、飞机油箱、汽车、文物保护涂料和高压电绝缘子涂料。可聚合的全氟烷基表面活性剂类涂料，可用作汽车外壳保护涂层，墙壁抗涂写污染、飞机防冰雪、游艇耐污染涂料[4]。[3]【2】1.2氟材料的结构特点

1.2．1分子结构特点

氟涂料的优异性能，从分子结构而言，一般聚烯烃分子的碳链呈锯齿形，如将氢原子换成氟原子，由于氟原子电负性大，原子半径小，c—F键短，键能高达500KJ／mol，而且由于相邻氟原子的相互排斥，使氟原子不在同一平面内，主链中c—c—c键角由112°变为107°，沿碳链作螺旋分布，故碳链四周被一系列性质稳定的氟原子所包围。由于是对称分布，整个分子呈非极性；又因氟原子极化率低，碳氟化合物的介电常数和损耗因子均很小，所以其聚合物是高度绝缘的，在化学上突出的表现是高热稳定性和化学惰性。另外，通常太阳能中对有机物起破坏作用的是可见光．紫外光部分，即波长为700～200nm之间的光子，而全氟有机化合物的共价键能达544KJ／mol，接近波长为220nm的光子所具有的能量。由于太阳光中能量大于220nm的光子所占比重极微，所以氟系涂料耐候性极好。全氟碳链中，两个氟原子的范德华半径之和为0．27nm，基本上将C-C-C键包围填充。这种几乎无空隙的空间屏障使任何原子或基团都不能进入而破坏C—C键。因此，其耐化学性极好。1.2.2化学性质特点

含氟化合物一般为长链碳氟化合物，碳氟键的键能较大，比较稳定，氟原子不但与碳原子结合牢固，而且在碳骨架外层排列十分紧密，有效地防止了碳原子和碳链的暴露，故碳氟化合物表现出卓越的化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、耐热性、无污染、抗氧化性等性能，而由于含有全氟碳链的有机氟化合物的分子结构的特殊性，使其具有其它烃类无法比拟的防水、防油性能和极低的表面张力，在织物、皮革、纸张等多个领域获得广泛应用。另外，含氟化合物具有低浓度高效果的特点，使处理后的皮革可保持良好的手感及优异的透气性、透湿性。

2.有机氟材料的主要产品

2．1含氟树脂涂料的发展过程及主要品种

氟树脂的历史始于1938年，美国的Plunket博士发现四氟乙烯室温下聚合生成白色粉末。50年代，工业上开始大量生产牌号为Teflon的聚四氟乙烯。氟树脂在涂料上的应用研究也由此开始。但四氟乙烯的熔点高达300℃，且不溶于溶剂，一般只能采用火焰喷涂技术使其成膜，施工条件苛刻，成本高。所以，仅有水分散型氟树脂涂料获得有限的应用。20世纪60年代，成功开发出了可分散于有机溶剂的聚偏氟乙烯(PVDF)型树脂涂料，这种涂料由于可在240℃烘烤固化，并具有传统涂料无法比拟的优越的耐候性，故开始广泛应用于高层建筑等要求苛刻的物件的涂覆。目前，这种涂料已占据高温型氟树脂涂料的主导地位。日本于1982年成功地开发可溶性氟树脂涂料一氟乙烯／乙烯基醚的共聚物，其可广泛用作常温固化和热固化型、溶剂型和水溶型涂料。由于其烘烤温度降低到140～170℃，故中温烘烤型在氟涂料中所占份额上升到1／2。2.1.1 聚四氟乙烯(PTFE)由于PTFE主链的高度刚性及结晶性，而且不带任何功能基团，这使其加工性、溶解性和相容性都很差，所以PTFE在涂料领域的应用通常被限制在防粘和织物防水上，PTFE薄膜层压织物是第一个使雨衣达到既防水又透湿的产品。PrFE也可用作船舶壳体的防污涂料，虽然其涂层的表面能很低，但出乎意料的是涂层会被海洋生物大量粘附，这是由于涂层不致密，存在大量孔洞的缘故。为了提高其主链的柔韧性，降低结晶度，可在聚合物中引入丙烯及缩水甘油乙烯基醚进行改性。其化学结构如下：

其中四氟乙烯与丙烯链节交替排列，主链上无规则地分布着一些缩水甘油乙烯基醚链段。分子中丙烯链段赋予柔韧性，而缩水甘油乙烯基醚链段则提供固化点。这类聚合物可溶于有机溶剂中。Vecellio对四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚改性产物的优异性能作了较为详细的介绍【5】。John等用TFE与PMVE(全氟甲基乙烯基醚)进行辐射共聚改性，得到了一种新的含氟聚合物。而Lunkwitz等用电子束对PTFE进行处理，使其表层区域水解产生羧基，改善

【7】了表面的亲水性及与其它材料的相容性。Combellas等对PTFE进行了溶剂化电子改性，大大提高了 FE的粘着力。为了提高氟材料的表面能，从而增大其表面的可润湿性及粘着性，Coupe等采用一种在四氟乙烯和六氟丙烯共聚物上进行聚乙烯醇吸附处理的新方法，取得了较好的效果 【8】[6]。

2.1.2聚偏二氟乙烯系树脂(PVDF)2.1.2．1常规PVDF树脂

1961年，PVDF首先在建筑领域被商品化。迄今，PVDF树脂的优良性能已被三、四十年的室外应用所证明【9-12】。20世纪80年代末，氟树脂涂料开始进入中国民用行业。以PVDF为原料的高温烘烤型氟涂料，因其无与伦比的耐候性而被广泛应用于建筑用金属材料表面。其熔点160℃，是一种高分子量、半结晶性的氟聚合物。PVDF涂料通常由乳液聚合而得，粒子大小为200—300nm。应用时，通常将其与高极性的酮或酯等溶剂混合，形成分散液或有机溶胶。但其中的聚合物通常只是软化溶胀，而并不溶解。将之涂布在物件上后，在炉中于230～240℃下烧结，使PVDF乳胶粒相互渗透结合，形成均一的涂层。其优良性能主要表现为：(1)极佳的耐化学品性和耐渗透性；

(2)优良的热稳定性，连续暴露在150℃下，两年内不分解；(3)很好的耐候性和耐久性；

(4)很高的抗张强度和耐冲击强度，并同时具备优良的耐磨性、刚度及韧性。

PVDF涂料由于其优异的性能，在建筑铝材及金属卷材方面获得广泛的应用，如可被用作装饰性和保护性的罩面漆。

2.1.2．2功能化PVDF共聚物

常规PVDF的主要缺点是光泽度低(6Oo光泽度为30)，仅为丙烯酸树脂涂层的1／2。另外，不能常温固化，在大多数溶剂中的溶解性及颜料润湿性差，涂料组成中有机溶剂的含量高，并有形成针服的倾向。通过VDF与其它功能性单体共聚，可实现减少结晶度并提高溶解性。Altochem、Ausimont等大公司开发了PVDF三元共聚物，如Kynar ADS、Fluorobase T等。这两个牌号的共聚物一般是偏二氟乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯以不同配比，在一定条件下聚合而成的，通式常可表示为：

这类涂料涂层有弹性且具有好的热稳定性和耐化学品性等优良特性。Silagyn研究了Kynar牌号PVDF涂层的优良耐侯性和耐化学品性，提出运用多层膜技术可将之涂布于常规塑料基材表面，以提高其使用价值和商业价值。而Pianca等概述了用IR及NMR确定含氟聚烯烃端基的方法【14】。

Ahochem公司新推出的功能化PVDF共聚物，是对Kynar做进一步改性的产物。它以VDF

【13】为主单体，与三氟氯乙烯、四氟乙烯或六氟丙烯及其它含功能基团的单体，如Ⅳ、羟甲基丙烯酰胺等在一定压力下，经溶液聚合而成。此种共聚物在常规有机溶剂，如在大多数的酮或酯类极性溶剂中都表现出良好的溶解性，在烃类非极性溶剂中也能部分溶解。施铭德等人【15】将偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯共聚物按合适的比例溶于酮与酯的混合溶剂中，然后与环氧树脂、固化剂及聚酯混合形成四组分混合体系，发现环氧、聚酯、固化剂交联成网络，而氟聚合物大分子缠结于网络中，形成半互穿聚合物网络结构。改性后的氟树脂具有良好的附着力和耐溶剂性。此外，还可用丙烯酸酯与PVDF树脂混合来改善涂料的粘附性和对颜料的亲和性。但由于二者仅以物理方式混合，改性效果并不理想，目前在PVDF涂料中占据重

【16】要地位的HylarT5000及KvnarTM500都属于这类产品。最近Iezzi提出了一种以丙烯酸酯类化合物改性PVDF的新途径。该法采用两步种子乳液聚合法，合成含不同PYDF、丙烯酸酯比例的、高固分的核一壳结构乳液(AMF)，使PVDF与丙烯酸酯结构单元在微观水平上紧密结合，从而大大提高了性能。这种乳液为低有机溶剂挥发量的水性涂料，既可在室温固化成膜，也可用于卷涂和喷涂烘烤固化成膜。与传统的溶剂型PVDF涂料相比，它在固化条件、光泽度、硬度、附着力等各方面都有很大提高。如果PVDF为基础的AMF聚合物中共聚进六氟丙烯或四氟乙烯等另外一些含氟单体，预计性能还会有进一步的提高。2.1.3氟烯烃、乙烯基醚共聚树脂(FEVE)

1982年，日本旭硝子公司首先推出了名为 Lumiflon的 FEVE树脂，解决了氟树脂在常规溶剂中难以溶解的难题，实现了常温固化。FEVE树脂一般是由三氟氯乙烯与不同的乙烯基醚共聚而成的。氟烯烃与乙烯基醚严格交替排列的结构，使化学性能稳定的氟烯烃单元形成空间屏障，保护了乙烯基醚中叔碳原子上的氢和醚键免受酸、碱的化学作用。另外，氟烯烃单元还提供了必需的硬度及耐候性、耐久性等。侧链烷基的引入提供了挠曲性能，增大了分子链的柔韧性；侧链上环烷基的引入，大大降低了树脂的结晶性。实际上，此类树脂一般都是无定形的，在室温下可溶于大多数溶剂，透明性好；侧链羧基的存在则提高了树脂对颜料的润湿性，可增加其对固化剂、有机颜料的相容性；而羟烷基的引入则给树脂带来了固化点，使树脂可在常温下与异氰酸酯、在高温下与三聚氰胺树脂固化交联，从而使树脂具有在广阔温度范围内固化的性能 【17 18】。一般用三聚氰胺固化可得到硬性膜，固化过程安全且相容性好；用单体异氰酸酯固化通常得到柔性膜，可室温固化、同化较快；而用嵌段的异氰酸酯固化，可得到光泽度高，加工性好和抗酸雨的涂膜。另外发现，用异氰酸酯固化的FEVE

【19】涂膜比用蜜胺固化耐候性更好。此外，含氟树脂的交联也可在辐射的条件下完成。氟烯烃与乙烯基酯通常形成无规共聚物，非严格交替共聚，氟烯烃结构单元不能有效保护乙烯基酯链段，因而其耐候性、耐化学品性等性能较差。FEVE树脂可室温固化的独特优点，使之可用于大型建筑物已有涂层的修复，而且FEV E树脂配制的常温固化清漆在钢材、铝材、玻璃及聚乙烯、聚碳酸酯等塑料表面均有良好的附着性，涂层耐二甲苯擦拭性达200次。与异氰酸酯交联形成的涂层铅笔硬度可达3 H。日本东燃公司开发了一种商品含FEVE新涂料，其中FEVE树脂与si0系无机高分子、特殊丙烯酸树脂及固化剂复合交联形成三维结构，涂膜硬度可高达5 H，并具有优良的耐溶剂性和耐化学品性。FEVE脂还可与多数商品固化剂相容。这些特性决定FEVE树脂是用于高性能涂料的理想树脂。目前，我国氟涂料的应用研究也主要集中在可常温固化的问题上。已研制成功并投产的国内公司有大连明辰涂料公司及陕西加力涂料公司，主要是以三氟氯乙烯为基础的共聚涂料，价格为国际产品的一半，约1 0～1 2万元/吨。

FEVE的分子量是决定涂料应用形式的重要因素。FEVE聚合物的分子量通常较高，均分子量约2．2×10，这是固化时得到轮廓分明的网络必需的。因此，为得到所需的涂布粘度，就要用大量的溶剂稀释(溶剂量可占到总体系的70％)。这无论是从降低涂料有机挥发量、节省资源，还是从降低成本而言都是不利的。在FEVE树脂中引入二官能团单体，如1，2-二羟基

【20 21】烯丙基醚，可增加交联点，能在一定程度上降低分子量，减少有机溶剂的用量，但仍达不到环保要求。这是FEVE树脂类涂料的一个缺点。2.1.4端羟基全氟聚醚树脂(PFPE)

下面是一种可配制成具有自清洁功能涂料的PFPE树脂结构【22】

式中：m：n=0．6～1．2这类氟树脂的合成方法在有关文献中已作了详细的说明。其分子链中一CF2一及一CF2CF2一链段随机分布。醚键使主链具有柔韧性，而每个醚键又被两个CF2所包围，因此具有很高的化学稳定性。这种新树脂光泽度高，是PVDF树脂的两倍；在严酷的条件下也可保持很好的色泽；硬度和粘接性都较好；并且高浓度的全氟聚醚结构改善了涂料的可清洁性及表面润滑性等性能。另外，由于PFPE预聚物的分子量较低，仅为2000～3000，甚至可低至900～1200，因而在室温下是液体，既可做功能性组分又可做载体。所以能配制成固含量很高的涂料，甚至可制成100％固体分，符合当今环保型涂料的要求。Ausimont公司新近开发了另一类全氟聚醚涂料，其典型结构如下：

【23 24】

此种聚合物所配成的涂料可室温固化，固含量高、光泽好，涂膜有优异的机械性能。为进一步了解PFPE类涂料的优良表面特性，用x射线光电子光谱法(XPS)检测涂膜1～5nm厚的外表 面【25】层引。测试结果表明，涂膜外表面层中氟浓度高于膜内部氟浓度。这一事实说明PEFE有一定的迁移性，这样也能给PEFE涂料何以具有抗垢积性一个合理的解释。与现阶段的其他氟树脂涂料相比，PEFE型涂料的最大优点是具有自清沾功能，粘附的灰尘能被雨水冲刷掉，并可配制成符合环保要求的高固分涂料。因此，它代表了目前氟涂料的最高水平。2.2有机氟材料在皮革工业上的主要产品

2.1.1全氟烯烃、全氟烷基醇的(甲基)丙烯酸酯类、全氟含叔胺基和芳环的(甲基)丙烯酸酯类这类单体最早在皮革工业获得广泛应用，有：

【27】2.1.2 全氟烷基磺酰胺衍生物的(甲基)丙烯酸酯类这类单体在皮革工业中应用比较广泛，早在20世纪60年代就有相关的报道。它一般具有下面的通式：

2.1.3含氟聚醚丙烯酸酯由于全氟丙烯酸酯类皮革化学品分子中的氟烷基与聚合物主链之间形成酯键，故一般对酸、碱不稳定，且耐久性差。随着皮革工业的发展，更多、更有效的含氟单体被开发出来，如含有长链的醚键的丙烯酸酯单体，其与乙烯基类单体共聚而成的聚合物，对皮革具有优良的附着力，使成革耐碱性、抗水、抗油性突出。其基本结构如下：

Bernard【28】报道了吗啉环取代的含氟丙烯酸酯的制备及其共聚物的合成方法。单体结构中由于杂环吗啉的存在，增加了其在乳化剂中的乳化。

2．1.4吗啉环取代的含氟丙烯酸酯效果，其共聚物可使皮革、织物等具有优良抗水、抗油性能。其基本结构式为：

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methacrylates[J]．Journal of Fluo．rine Chemistry，1995，74：233—24 Abstract High performance and low(no)pollution is the development of the main trend, fluorine resin unique structure characteristics make it has very high heat resistance, chemical resistance and the weathering resistance, unique electrical performance, excellent surface properties and optical properties, making it may also have these two requirements of the one of the material.This article mainly expounds the organic fluorine material structure and in all aspects of application, especially in coatings and leather industry application.Points out that future leather chemicals will toward multi-function, high quality, environmental protection the direction of development.In addition to the domestic and international organic fluorine material development to a simple introduction of some.

第三篇：有机磨具的应用

有机磨具的应用

树脂磨具主要用于钢铁、汽车、轴承、铁道、车辆、造船、化工、仪表、航空航天、建材及其它机械加工工业。可用于加工各种非金属材料和金属材料。如：木材、橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、石材、铜、铝、铸铁、钢材等，以及硬质合金、高速钢、高钒钢、钛钢、不锈钢等。此外，在粮食加工，医学及地质勘探等领域都得以应用。

根据加工目的和用量不同，可以进行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、细磨和高精度低粗糙度磨削。同时，可根据加工对象的不同，进行外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、工具磨削、专用磨削、电焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及抛光等。

1、粗磨加工应用

粗磨是指以高效切削大量多余材料为主要特征的磨削方法。荒磨则是许多种粗磨加工广泛使用的俗称。

粗磨加工应用领域：

（1）用树脂荒磨砂轮和高速重负荷树脂砂轮，粗磨退火或不退火优质合金钢或不锈钢坯的精整加工。用于表面外观缺陷（焊缝、裂纹、氧化层等）的磨削加工。

（2）用树脂荒磨砂轮对铸件的浇口、冒口和坯缝进行磨削加工和一般性精整加工。

（3）用树脂荒磨砂轮对模锻、锻件的大毛刺或浇口整修后留下来的飞边，进行彻底的磨除。

（4）在焊接操作时，残留在焊件表面上的焊缝要采用荒磨平整焊缝和倒圆磨削。

（5）对大型板材气割成圆形或其它复杂形状时，气割所产生的熔渣，要采用便携式荒磨机磨除。如：大型热轧建筑型钢和管切的粗切加工等。

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2、手持磨削加工应用

手持磨削是磨削方法的综合概括。它们的共同特征是：无论是工件还是磨削机械的支承使工件与磨具相接触，制导和移动等均直接依靠手工进行。

手持磨削又分为固定式手持磨削和移动式手持磨削。将磨削机械固定，手持加工工件进行磨削的方式，称为固定式手持磨削。加工时采用的手持砂轮机进行可移动的磨削方式，称为移动式手持磨削。

手持磨削主要应用领域：

（1）用手提式树脂荒磨砂轮，加工庞大而笨重难以在磨床上安装的工件。如：大型铸件的粗磨。

（2）用高速钹形砂轮或钢纸磨片，加工已装配有其它‘零件的工件。如：重型建筑构件和船舶构件。

（3）对小型调整时需要进行的磨削加工。如：在常见大型部件的有限部位上校正装配件。

（4）用高速钹形砂轮等，对工件最终成形或对工件与邻接部位接合处的倒圆，对已经装配或已经焊接的工件进行磨削。如：对汽车车体的加工。

（5）用于形状不规则表面上的雕塑加工。如：模具的加工。

（6）工件光整加工。即要求对工件进行倒圆或光整磨削，使其表面美观，性能满意，而对形状和尺寸无严格要求。如：用可弯曲钹形砂轮加工不锈钢制品，用PVA砂轮加工石材等。

（7）在工件表面的有限面积上做少量磨削，以便形成一种特殊的形状，例如：各种刀具的锐磨等。

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3、切割加工应用

树脂薄片砂轮主要用于冶金工业的钢棒、钢管、扁钢、角铁、槽钢、钢轨、钢板等金属材料的切割加工；半导体工业的硅、锗、蓝宝石、铁素体、石墨、陶瓷、石英等金属和非金属材料的精密超薄切片加工；似及建筑材料工业、化学工业、航空航天工业、机械工业、汽车工业、船舶工业的金属材料和非金属材料的切割加工。

在金属材料切割加工中，采用树脂薄片砂轮切割，具有以下优点：

（1）切割速度快。在切割金属材料时，切割砂轮的切割速度是其它切削方法（如锯、车切）的10倍。

（2）切割尺寸精度高。采用砂轮切割，其切口宽度和切割面的平整度，一般来说比金工锯切要好。

（3）切割表面平滑。砂轮切割后其表面经常不须进行精加工，而锯切后的切断面很明显。

（4）可用于硬质材料的切割加工。如淬硬钢和金属碳化物以及硬脆非金属材料的切割加工。

（5）磨具使用过程中，自锐性好，不需要修整。

（6）成本低。使用砂轮切割所需成本明显低于其它切割方法。

（7）其它方面的应用。如窄槽切口，或者淬硬钢或超硬非金属加工件的切缝等。

树脂磨具切割加工所具有的这些特性，使其在许多金属加工业和非金属加工业，以及在工业生产的其它领域得到广泛应用。

4、常规磨削加工应用

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（1）用树脂砂轮在外圆磨床或万能磨床上对轴类、套筒以及其他类型零件的圆柱面、圆锥面和肩端面进行磨削加工。

（2）用树脂砂轮外圆周面或砂轮的端面，如螺栓紧固砂轮、大气孔砂轮、开槽砂轮、多孔砂轮和多孔带沟槽砂轮，以及多用杯形砂轮、筒形砂轮的端面等，对机械零件的各种平直为满足平直度、表面粗糙度和平面之间相互位置精度等要求而进行平面磨削加工。

（3）用树脂砂轮的外圆面或树脂磨头，在内圆磨床、万能磨床或专用磨床上，对表面质量要求较高的通孔、盲孔、台阶孔、锥孔和轴承内沟道等部件进行内圆磨削加工。

（4）用树脂砂轮、树脂和橡胶导轮，在无心磨床上，采用柔性定位的方式，使用砂轮的外圆周面，对旋转对称的内圆或外圆表面进行无心磨削加工。

（5）用专用树脂砂轮磨螺纹砂轮。在螺纹磨床上，对高精度及表面粗糙度的传动螺纹，测量机件的螺纹，工量具螺纹和淬硬处理的螺纹部分进行螺纹加工。如螺纹、蜗杆、丝锥、滚刀、量规等带锥螺纹、多头螺纹、平行螺纹等磨削加工。

（6）用环氧树脂珩磨轮以及双锥面、蝶型、双蝶型、蜗杆式砂轮等，在齿轮磨床上，对经淬硬处理的齿轮进行齿轮磨削加工。

（7）用树脂强力磨砂轮，在工具磨削上，对具有较高的硬度热硬性，耐磨性与足够的强度和韧性的切削工具材料，如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等，进行工具磨削加工，以达到理想的精度，表面粗糙度和正确的几何形状，使切削刃具具有较高的锋利性和耐用度。

5、其它专用磨削加工中的应用

（1）用树脂磨钢轨砂轮，在专用钢轨修磨列车上，对钢轨进行修磨加工。

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（2）用导电树脂砂轮，在电解磨床上，对一些高硬度的零件，如各种硬质合金刀具、量具、挤压拉丝模具、轧辊等，以及普通磨削很难加工的小孔、深孔、薄壁筒、细长杆零件和复杂型面的零件，进行电解磨削加工。其中电解作用占加工量的95％。磨料的机械加工作用仅占5％。因此，电解磨削比普通磨削加工效率高。

（3）用PVA（聚乙烯醇）抛光轮，PU（聚氨酯）抛光轮、无纺布抛光轮等，在抛光机上，对石材、玻璃、不锈钢等进行抛光加工。

（4）磨录音机磁头、钟表、仪器行业所用的精磨抛光砂轮。如FBB（耐水聚乙烯醇）砂轮等。

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第四篇：浅谈磨削发展与应用

浅谈高速强力磨削的发展与应用是小柯论文网通过网络搜集，并由本站工作人员整理后发布的，浅谈高速强力磨削的发展与应用是篇质量较高的学术论文，供本站访问者学习和学术交流参考之用，不可用于其他商业目的，浅谈高速强力磨削的发展与应用的论文版权归原作者所有，因网络整理，有些文章作者不详，敬请谅解，如需转摘，请注明出处小柯论文网，如果此论文无法满足您的论文要求，您可以申请本站帮您代写论文，以下是正文。

摘要：高速及强力磨削是在现代机械制造中发展起来的一项先进加工工艺。在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。

关键词:高速磨削；强力磨削；磨削效率

高效率是国内外机械加工的主要发展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大进给量。目前高速磨削已广泛应用于生产，普遍认为50~80m/s的高速磨削是经济可行的。最高磨削速度已达到120m/s，试验室的速度已达到210~250m/s。现在有的工件的实际磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝着高速度磨削、强力磨削，高速强力磨削力一向发展。

1高速磨削

高速磨削是指砂轮线速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途经之一。

1.1 高速磨削的特点

它与普通磨削相比，可以提高生效率1~3倍;由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度减小，因而使磨削的表面粗糙度减小;砂轮的寿命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相应也提高。

1.2 高速磨削必须采取的措施

使用高速砂轮;使用高速磨床;采用自动上料、自动检测装置以减小辅助时间。

1.3 高速磨削的发展与应用

近年来，国内外高速磨床品种已有外圆磨床、曲轴磨床、凸轮磨床，轴承磨床、平面磨床，内圆磨床等。工业发达的国家在推广采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些国家开始应用。我国已生产磨削速度为50~80m/s的外圆磨床、凹轮磨床和轴承磨床等。

目前国外高速磨削采用较多的是轴承行业磨削轴承环内外沟，在发动机行业高速磨削也得到广泛应用，如，美国AIM公司磨削V8发动机曲轴连杆颈用高速磨削，英国的Newall公司高速磨削锻钢4拐汽车曲轴。不少国家磨削曲轴还采用多砂轮高速磨削(用三、四个，甚至七、八个砂轮同时磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削对于多数牌号的钢材是适用的，但对磨削时易产生裂纹的材料，如钦合金，耐热合金则不适用。对于某些材料，如，不锈钢，当砂轮线速度高于45m/s时，磨削效率反而下降。

由于高速磨削对机床、砂轮、冷却和安全技术力一面都有特殊要求，这将增加机床成本。因此，目前高速磨削还只是在少数工件上使用。

2强力磨削

强力磨削是指大进给量或大磨削深度，以提高金属去除率的力一法。

2.1主要特点

它可以代替一部分车削、铣削和刨削等;强力磨削应用适当时，可以直接从毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以减少加工设备，节省由于不同加工工序所需要的装卸调整等辅助时间;它不受工件表面条件(如锈、硬点、断续表面等)以及材料硬度，韧性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 强力磨削的应用

目前国内外强力磨削已应用到平面磨、外圆磨等磨床上。强力磨削采用较多的是主轴圆台平面磨床。切入式外用圆磨床及端面外圆磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主轴平面磨床最大功率为220.5kW，可能出现730kW的机床，生产率达到500~600cm /min,每小进金属切除率（270~320）kg，一次切深最大可达37mm。

强力磨削在兵器工业中也得到了广泛的应用。美国的M60A1中型坦克车体两侧安装12个扭力轴的倾斜基面是与车体底部浇涛在一起的，用一般切削力一法难以加工，采用强力磨削解决了加工困难，是用两合Merairg强力磨床同时在两侧加工，去除余量为6.35mm，每台磨床功率为110.25kW，采用直径为762mm，厚度为203mm的多级砂轮。

美国华特弗里特兵工厂加工105mm坦克加农炮的炮门握柄采用强力磨削，毛坯是4340炮钢(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通车削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，时间为75min，现在用强力磨削一次加工完成，时间只需7~l0min；175mm野战炮的紧塞轴用力磨削加工，毛坯为4340钢锻体，一般加工力一法需车直径、车檀和倒角，时间为3小时巧分钟，改用强力磨削只需40min，磨削时所采用的砂轮线速度为38m/s.3高速强力磨削

这是具有上述两种磨削特点的方法

3.1高速强力磨削的应用

可用于磨削外圆及平面，主要是用切入式磨削法磨削圆柱形零件外圆型面、沟槽、多直径台阶。可将一般车削及磨削工序合并为一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra为超过6.3微分，精度不超过±0.076mm。目前高速强力磨削已在生产中得到一些应用。例如:磨削汽车齿轮轴、转向节、万向节及耐热合金透平叶片根部榫齿轮等。

上述高速磨削及强力磨削多在精密铸造，锻件的大批量生产或中小批类似零件生产和自动化程度较高的机床上推广使用。

3.2高速强力磨削的不是及其解决的措施

由于磨削速提高，功能增大，出现了振动加剧，热量增加等问题，常可采用下列措施来解决。

砂轮力一面主要是提高强度。①采用细粒度磨料;②采用结合性能强的结合剂，如，加硼陶瓷结合剂，硼玻璃结合剂等;③采用中心孔局部增强砂轮或改变砂轮结构，如，无中心孔砂轮和砂瓦组合砂轮。立力一氮化硼砂轮已有应用。砂轮修整多采用金刚石滚轮。

机床力一面主要是加强刚性。采用静压轴承、静压导轨、改进主轴和床身刚性，采用砂轮平衡和自动平衡装置。

冷却力一面。为了粉碎气流采用特殊冷却喷咀，使气流产生偏析;采用高压冷却，增加冷却液流量和容量。研究新成份油剂冷却或在水剂中加入添加剂以提高冷却效果。

3.3 安全防护力一面普遍是加厚砂轮罩壳厚度，采用半封闭或全封闭罩壳，罩壳内填充塑料，橡胶衬垫，采用自动关闭砂轮罩壳等。结束语

总之，高速及强力磨削作为一项新兴的加工工艺，其发展历史还很短暂，涉及到的相关技术还较多，存在的难题也较多。但相信在广大科技人员的不断探讨、研究之下，高速及强力磨削高效率的新兴。

第五篇：千岛湖有机(生态)渔业发展与思路

千岛湖有机（生态）渔业发展与思路

邵建强 何光喜 桑传其 任丽萍

一、千岛湖渔业资源、管理和经营主体情况介绍

1、千岛湖渔业资源介绍

千岛湖水域面积在黄海标高108米高程时为573㎞2，平均水深30.44米，蓄水量178亿立方米，透明度5—10米，PH值7.5—8.0，湖水清澈透明，属国家Ⅰ类地表水，可直接饮用。湖周四面环山，岛上林木葱郁，森林覆盖率95%。湖区浮游生物、周丛生物丰富，适宜滤食性、刮食性、草食性等鱼类养殖。

湖中盛产87种鱼类，隶属15个科。其中以鲤科最多，为56种，占总数66.67%。主要经济鱼类为鲢、鳙、银鱼、鲴、翘嘴红鲌、蒙古红鲌、鳡、鳜、青、草等品种。其中人工投放增殖鱼类有鲢、鳙、青、草鱼，产量占60% ；引种增殖鱼类有太湖新银鱼；其他鱼属自然增殖鱼类，以鲤、鲴、鮊、鳡、鳊、鲫居多，产量占30%。

2、千岛湖渔业资源管理部门介绍

千岛湖大水面的渔业资源保护工作主要由隶属于淳安县农业局的淳安县渔政站来实施。下辖东南湖区中心站、东北湖区中心站、西南湖区中心站、西北湖区中心站、中心湖区渔政分站和新安江渔政分站，负责日常渔政巡逻执法工作。淳安县水上警察大队负责千岛湖水上治安工作，对千岛湖渔业的违法、犯罪行为进行严厉打击，尤其是对渔业资源破坏严重的盗捕鲢鳙鱼、暴力抗法、炸鱼、毒鱼行为给予追究刑事责任。

3、千岛湖渔业生产经营单位介绍

新安江开发总公司成立于1962年，其前身为新安江经济开发建设公司、南京军区浙江生产建设兵团直属十三团。1965年浙江省委下发了（65）169号文件，规定：整个新安江水库区域的农、林、牧、副、渔业生产，由新安江经济开发建设公司统一规划、统一管理。杭州市政府[1995]138号和淳安县政府[1999]9号文件中也作了明确规定：千岛湖水面养殖经营权属开发总公司。公司是千岛湖生态渔业的经营主体。淳政发[2000]171号文件中又明确了新安江水库水域养捕经营权划给杭州千岛湖发展有限公司使用。

目前杭州千岛湖发展有限公司渔业下属单位有：养殖场，负责投放千岛湖大库的苗种培育工作；捕捞一队，负责大水面的有机鱼捕捞和休闲渔业实施工作；捕捞二队，负责千岛湖水域的野杂鱼收购和对外技术输出工作；水产冷冻食品有限公司，负责水产品的加工、销售工作；生态农产品配送中心，负责以有机鱼为主的生态农产品的收购、销售工作；千岛湖鱼味馆，致力于鱼宴、鱼肴的开发、经营和研究工作；淳安县水产科学研究所，主要进行千岛湖水质分析和科研项目 的研究工作。公司自1962年开始千岛湖渔业资源的开发利用，40多年来，公司取得了长足的发展，已建立起“研、养、管、捕、加、销、烹、旅”一条完整的有机渔业产业链。公司每年投放鲢鳙老口鱼种50万公斤以上，1000多万尾，捕捞有机水产品2000吨以上，加工有机水产品1000吨以上。公司探索出了具有千岛湖特色的三级放养模式，总结出的“拦、赶、刺、张”联合渔具渔法获得了1978年全国科学大会科技成果合作奖，千岛湖已成为浙江省四大淡水鱼生产基地之一。公司生产的“淳”牌千岛湖鲢、鳙、银等10个品种鱼类2000年10月首家通过国家环境保护总局有机食品发展中心（OFDC）的有机食品认证，开创了我国有机水产生产的先河。

二、出台政策，实行常年禁渔，规范养殖秩序，加大管理力度，使渔业资源得到很好的恢复

九十年代中期，千岛湖渔业资源受到过度捕捞，加上上游安徽水系输入湖内的N、P促进了浮游生物生长，使湖区原有水生生物链失去平衡。98、99连续二年发生季节性、局部水域因浮游生物（主要是鱼腥藻）数量剧增而形成水华，影响水质，给千岛湖旅游业造成不利影响。

为保护千岛湖水资源和恢复、增强渔业资源，县四套班子经过反复调查，多次科学论证并借鉴云南滇池、武汉东湖及江苏太湖水污染教训和治理经验，果断颁布淳政[1999]9号文件，即《淳安县渔业资源保护和管理办法》。《管理办法》的重要内容是将中心湖区及威坪港21.75万亩水域（约占全湖宜渔水面的三分之一）划为常年禁渔区，实行三年封库，并规定上江埠以上水域每年4月15日至7月15日三个月为休渔期，保护产卵群体。取缔对千岛湖渔业资源破坏严重的灯光、沉网诱捕渔具渔法和鳜鱼网箱养殖。渔政执法部门加大违规处罚力度，强化渔政、公安等部门的执法管理水平。同时，县委、县政府还出台了相关政策，规范千岛湖网箱养殖区域，划定了养殖品种与养殖区域。对从事湖内养殖、增殖、捕捞、经营等渔业生产及相关活动的单位和个人制定了相应的规定。

在全县上下共同努力下，渔业资源恢复工作通过公司加大鲢鳙鱼种的投放量，加大捕鳡除害力度和加强渔政管护措施，鲢鳙鱼产量大幅度上升。水治理工作通过综合治污措施和加大投放鲢鳙鱼，利用鲢鳙鱼滤食浮游生物的生物治理，降低水体生物含量，透明度大大提高，水质明显优化。为了巩固封库禁渔成果，县政府在淳政[1999]9号文件的基础上又进行修改、完善，出台了淳政[2002]78号文件：规定千岛湖中心湖区和威坪港实行常年封库禁渔，开发总公司在确保合理养殖密度的基础上，实行捕大留小。管理部门也加大了执法管理力量，在常年封库区的宅上、小金山、界首设点管理，强化渔业资源保护。县渔政每年查处渔政案件上千件，有效地强化了日常执法活动，依法行政，文明办案，亮证执法。开展护渔联防行动，与公检法、工商、乡镇等部门一起开展综合整治工作，严厉打击偷捕、非法贩运鲢鳙鱼的违法、犯罪行为。对重大偷捕鲢鳙鱼案件和炸鱼案 件等严重破坏渔业资源行为予以追究刑事责任。

目前，千岛湖渔业发展的外部环境得到进一步优化，“养鱼治水”已成为全社会的共识，千岛湖有机鱼不仅是经济鱼，更是生态鱼，环保鱼，是保护千岛湖一湖秀水的功臣，探索出独具特色的生态水域环境保护模式。

三、加大投入，开展研究千岛湖鱼与水的关系，为确保千岛湖渔业资源的永续发展提供科学依据

为了加强千岛湖渔业资源保护，永葆一湖秀水，在中心湖区及城中湖设臵了13道长8500余米的拦鱼拦网，同时加大鲢鳙鱼种的投放量，每年投放千岛湖鲢鳙鱼种（含大规格冬花鱼种）50万公斤以上，1000多万尾，以保证渔业资源蕴藏量维持在合理的范围内，确保千岛湖渔业可持续发展。

2000年公司下文恢复启动水产研究所职能，开展大库生态渔业方向性研究，实施《千岛湖鱼类资源与水域环境调查》课题，在各高校和研究机构帮助下，撰写出《鲢鳙鱼在水质“净化”中的作用》、《N、P、浮游生物与鱼产潜力之间的关系》、《现存鲢鳙鱼蕴藏量的估算》、《生态渔业的放养与捕捞》等材料，为政府决策大库渔业养、捕、管提供可操作依据。千岛湖有机鱼产业化项目已列入国家级星火计划，千岛湖被列入杭州市农业科技示范园区。公司还与中国水产科学研究院、上海水产大学、浙江大学、浙江海洋学院、浙江省农科院、中国工商大学等科研院校建立合作关系，有力地推进千岛湖渔业生产、管理与资源保护的相关项目的研究进程。

四、实施以“公司＋农户”的产业化模式，集中优势，充分发挥龙头企业作用，带动库区农民致富，实现水库生态渔业可持续发展。

公司依托千岛湖有机鱼的品牌优势和销售网络体系优势，大力发展有机鱼产业化项目，把我县建设成为有机鱼生产大县，打响千岛湖有机鱼品牌，提高千岛湖渔业产值；同时以“公司＋农户”的产业化模式，带动农户发展有机鱼养殖业和生态农产品，走上致富之路，增加财政收入。

1、公司以千岛湖80万亩养殖水面为依托，以“公司＋农户”的模式，带动农户生产二龄老口鱼种，即公司提供产前冬花鱼种，农户负责养殖和管理，养成的二龄鱼种由公司按合同价收购后投放大库。由此带动库区500多户农民发展有机鲢鳙鱼种养殖业，解决沿库农民的剩余劳动力出路，增加农民收入。

2、公司大力发展有机绿色罗非鱼产业化项目：通过“公司+农户”的形式，由农户负责养殖罗非鱼，公司提供产前、产中服务，并按订单负责回收罗非鱼。公司建立专门组织，明确责任，负责做好有机绿色罗非鱼养殖生产产前、产中技术服务。制定相关的养殖技术和操作规程，统一苗种、饲料供应，统一技术服务，统一收购加工，带动了500多户库区农民发展罗非鱼养殖业。

3、公司依托有机鱼的品牌优势，成立了生态农产品配送中心，配送销售以有机鱼为主要产品的生态农产品，采取订单的形式，收购农户的生态农产品再配 送到200多个城市宾馆、饭店，既做大产业，又带动了库区1000多户农户发展生态农产品生产，解决了农户农产品出路，增加农民收入。

五、建设千岛湖有机鱼产业化项目，发展二、三产业，利用品牌优势，实施品牌对外扩张

在全力推进有机渔业产业化发展的同时，大力发展渔业二、三产业，提高渔业附加值，增加渔业效益。

1、改扩建水产品加工车间，创建水产品出口加工基地：公司渔业从求生存、谋发展的角度，顺应市场需求，开发了鱼品加工产业。利用800吨冷库及鱼品加工车间，完成了原1000余平米的水产品加工车间的改造、装璜，按出口产品加工标准又扩建了400余平米水产品原料处理车间及新建一条全不锈钢机械化罗非鱼片加工流水线。改造了果蔬加工生产设备，加工土豆、地瓜、甜玉米、豌豆等。研制出四大系列10余个鱼类加工产品和休闲食品，其中千岛湖“晶龙”牌熏鱼产品获2001年中国浙江省国际农业博览会“金奖”；“晶龙”牌银鱼小包装产品获首届国际农业博览会“金奖”，绿色罗非鱼已成为我省首批绿色农产品。目前，加工厂已通过HACCP认证和出口卫生注册，成为我县唯一的水产品出口加工生产车间，为接轨国际水产品市场创造了条件。目前已有罗非鱼片、银鱼等产品出口日本、美国、欧盟等国家。通过实施有机鱼产业化、鲟鱼产业化、罗非鱼产业化项目，可发展成为我国有机绿色水产品重要加工出口基地。

2、实行品牌经营，打造中国优质水产品基地：随着“淳”牌千岛湖有机鱼品牌市场效应，公司成立了生态农产品配送中心，在开拓有机鱼市场的同时，以“公司+农户”的形式，收购农户的生态农产品再配送到各大城市宾馆、饭店，既做大产业，又解决农户生产的农产品出路，增加农民收入，推动当地经济发展。在有机鱼销售上，借助中央七台、都市快报等媒体宣传的同时，自身探索出活鱼捕捞、暂养、运输技术。2002年千岛湖被列为浙江省有机食品生产基地。“淳”牌千岛湖有机鱼获浙江省农博会金奖，2003年又获浙江省名牌产品，千岛湖被命名为中国有机鱼之乡，通过“淳”牌有机鱼原产地标记保护注册。公司颁布实施了千岛湖有机鱼技术标准。公司制定的千岛湖有机鱼系列标准作为淳安县地方标准颁布实施。标准化管理（包括技术标准、管理标准、工作标准）建设项目已被杭州市技术监督局列入市级标准化建设试点单位。2005年千岛湖被国家标准化管理委员会授予国家级有机鲢鳙鱼标准化示范基地。

3、建设休闲渔业项目，发展新安渔文化：依托千岛湖丰富的渔业资源和新安渔文化、中华一绝的“巨网捕鱼”和中国餐饮名店—千岛湖鱼味馆两大品牌优势，结合渔业生产，全面地展现水上渔民的生产方式、生活习俗和特色文化，注重参与性和科普性，把其建设成为集观光、娱乐、休闲、猎奇、度假为一体，具备吃、住、游、娱功能的综合性特色旅游拳头产品。凡来千岛湖的游客都把到千岛湖鱼味馆吃“淳”牌鱼头作为必备项目。千岛湖鱼味馆在2002年、2003年两 届全国淡水鱼烹饪大赛上获得了6块金牌。首家千岛湖鱼味馆品牌加盟店—上海千岛湖鱼味馆已于2003年4月开张营业，生意十分红火。开展品牌经营千岛湖鱼味馆，对外输出品牌，建立连锁店，具有良好的发展前景。

4、依托千岛湖四十多年来积累下来的成功的大水面养殖、管理技术和千岛湖有机鱼品牌优势，实行对外输出。千岛湖“淳”牌有机鱼近几年得到飞速发展，形成了上规模、有档次、有知名度的品牌，走在淡水有机食品的前列。公司要发展壮大，在做好千岛湖有机水产品基地建设这一核心的同时积极探索对外扩展模式，谋求对外发展，采取多种合作方式向周边地区（特别是江浙皖地区）扩张，利用公司主导产品 ——“淳”牌有机鱼的品牌优势、丰富的有机水产生产技术优势、良好的经营管理模式和市场网络优势以及千岛湖鱼味馆的品牌优势，对外输出和复制有机渔业产业化模式，实行有机鱼的对外扩张战略，采取合资、合作以及订单等多种形式，扩大有机鱼生产基地和配送品种，发展我国有机水产事业，扩大和提高市场占有率，使品牌、规模产业的社会带动效益、品牌辐射延伸效益和超值创利效益得到充分发挥。实施品牌多元化、系列化战略，开展资本经营与无形资产经营，为做大、做强、做全主营及实现公司跨越式发展奠定了坚实的基础，努力打造我国有机水产龙头企业。

目前，公司已成为浙江省级农业龙头企业。通过40年的实践证明，千岛湖的渔业资源开发与保护并重，实施生态渔业战略，建立有机鱼产业化，发展罗非鱼产业化项目，通过龙头企业的产业化带动作用和品牌辐射作用，有力地推进整个千岛湖渔业可持续发展的进程。同时带动数千乃至数万户农民发展有机渔业生产，既可增加农民的收入，又可增加财政收入；还对发展有机农业、环保、旅游业、制水业等相关产业都具有推动作用，有力地提升了千岛湖的知名度，促进全县整体经济发展。

杭州千岛湖发展有限公司（浙江 杭州 311700）

二00五年七月十九日

摘要：该文着重介绍千岛湖渔业在四十年开发利用的基础上所探索出的一条有机渔业产业链发展模式以及今后的发展思路，提出了渔业资源开发与保护并重的发展之路，为全国各地大水面发展有机渔业提供成功的模式。

关键词：有机渔业 发展模式 千岛湖 作者介绍：邵建强，男，1971年9月出生，汉族，浙江淳安人，工程师，专科学历，工作于杭州千岛湖发展有限公司。位于浙江杭州千岛湖，通讯地址为浙江省淳安县千岛湖镇排岭南路55号，邮政编码311700，联系电话为0571-64826990。