1934 年,德國 I.G.Farbenindustrie 公司的 F.Schloffer 與 O.Scherer 成功發(fā)明了聚三氟氯乙烯(PCTFE)。隨后,在 1938 年,杜邦公司的普蘭科特(Plunkett)博士發(fā)明了聚四氟乙烯(PTFE),由此開啟了含氟聚合物研究與應(yīng)用的新紀(jì)元。
1938 年,R.J.Plunkett 在對氟里昂致冷劑進行研究時,偶然發(fā)現(xiàn)了一種白色固體。該固體具有卓越的耐腐蝕性以及極為寬廣的使用溫度范圍,這便是后來享有 “塑料王” 美譽的聚四氟乙烯。PCTFE 與 PTFE 的開發(fā)成功并實現(xiàn)商品化,標(biāo)志著一個嶄新的氟聚合物產(chǎn)業(yè)就此誕生,成為氟塑料工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑。
PCTFE 是最早被開發(fā)出來的氟塑料之一。
第二次世界大戰(zhàn)期間(1939 年至 1945 年),美國依據(jù)與原子彈制造相關(guān)的 Manhattan 計劃,對 PCTFE 的性能展開了大量的研究工作。終于在 1946 年,PCTFE 投入生產(chǎn),當(dāng)時主要被用作分離提取鈾同位素的氣體擴散材料。1949 年,PCTFE 產(chǎn)品正式上市,1957 年,美國 3M 公司以 “Kel-F” 商標(biāo)大量銷售 PCTFE。前蘇聯(lián)從 1950 年至 1951 年開始生產(chǎn) PCTFE 樹脂。此后,法國的 “Voltalef”、日本的 “Dai-flon” 以及德國的 “Gostaflon” 等 PCTFE 產(chǎn)品相繼問世。
此后,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步以及市場需求的持續(xù)增長,各種氟塑料陸續(xù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),并逐漸發(fā)展成為新型化工材料。例如,偏氟乙烯 - 三氟氯乙烯共聚物(VDF-CTFE)于 1955 年發(fā)明,聚氟乙烯(PVF)在 1960 年前后出現(xiàn),聚偏氟乙烯(PVDF)于 1960 年被發(fā)明,乙烯 - 三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)發(fā)明于 20 世紀(jì) 60 年代,全氟磺酸樹脂(XR 樹脂)、四氟乙烯 - 六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯 - 四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)發(fā)明于 20 世紀(jì) 70 年代。此后,四氟乙烯 - 六氟丙烯 - 全氟烷基乙烯基醚(EPE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)以及其他一些新品種也先后實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
氟塑料因其獨特的特性而具有特殊的應(yīng)用。例如,乙烯 - 四氟乙烯(ETFE)膜材以其優(yōu)異的性能被應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)溫室覆蓋材料等領(lǐng)域。2001 年,英國建成的 “伊甸園(Eden project)” 被譽為 “世界第八大奇觀”,其使用 ETFE 作為氣墊材料,具有可回收利用、保溫性能良好、質(zhì)輕(僅為同等玻璃質(zhì)量的 1%)等優(yōu)點。
英國伊甸園使用ETFE作為氣墊材料
此外,2008 年北京奧運會主場館 “鳥巢” 和游泳中心 “水立方” 的外圍材料均采用了 ETFE 膜材料。這是世界規(guī)模最大的膜結(jié)構(gòu)工程,也是世界上第一個使用 EFTE 膜作為墻體的封閉式建筑。
北京水立方使用ETFE膜材料