全氟聚醚润滑剂的研究进展

【摘 要】综述了全氟聚酸润滑剂的制备方法和性能，并分别对全氟聚酸油，全氟 聚酸酯，全氟聚触薄膜的研究现状和应用前景做了介绍，对未来的发展作了展望。【关键词】全氟聚酸；润滑剂；摩擦学性能0.前言全氟聚酸

【摘要】综述了全氟聚酸润滑剂的制备方法和性能，并分别对全氟聚酸油，全氟 聚酸酯，全氟聚触薄膜的研究现状和应用前景做了介绍，对未来的发展作了展望。 【关键词】全氟聚酸；润滑剂；摩擦学性能 0.前言 全氟聚酸（英文名perfluoropolyethers简写pfpe）是一种高分子聚合物,常温 下为油状液体。它具有宽温度范围、化学惰性、高的热稳定性和优良的耐磨蚀特性得 以在一些苛刻条件下承担起长效润滑的重任[1,2]。对其的研究始于20世纪60年代， 并且一直用于军事、航天和核工业等尖端科学领域的润滑剂。本文对全氟聚酸的合成 及摩擦学性能研究现状进行了综述，并作了展望。 1 .全氟聚酸润滑剂的制备技术 一般pfpe的制备就是利用全氟化单体的聚合作用而制备，根据聚合单体和方法 的不同，可以获得k,y,d,z四种分子结构不同的pfpe[3]。pfpe的最早制备技术 可以追溯到20世纪60年代，美国dupont公司生产的krytox和意大利montefluos 的fomblin产品。dupont的krytox产品采用的是全氟环氧化物的阴离子聚合法，以 全氟环氧丙烷hfpo为原料，在非质子溶剂中以氟离子为催化剂,可得到含酰氟端基的 全氟环氧丙烷齐聚物，最后将齐聚物的活泼酰氟端基稳定化处理。意大利montefluos 公司采用全氟烯燃直接光氧化法，以四氟乙烯或六氟丙烯为原料，在低温下与氧一起 紫外光照，氧化聚合而得到结构略有不同的聚触。生产工艺流程为：四氟乙烯或六氟 丙烯一光氧化聚合一粗酸蒸储一碱洗或氟化精制一分储一后处理一调配一pfpe。 目前pfpe的合成生产已经实现了工业化，但由于pfpe的制备技术较为复杂和原 材料昂贵，造成了pfpe的产品价格非常昂贵，很大程度上影响了它的应用，因此对 pfpe的制备技术进一步优化以及降低其合成成本，以推广其在多个领域内的应用就 显的及为重要，已经有研究人员在探索pfpe的新的合成方法[4],采用tfe和hfe的 共聚物来合成，可望在未来能降低其生产成本。 2 .全氟聚酸润滑剂的优异性能 pfpe由于分子中的氢完全被氟取代，在分子中碳氟键能要远大于碳氢键能,氟原 子的范德华原子半径小，从四周紧密的包围住碳链，使碳链不易受到外界的侵扰，而 且氟原子极强的电负性造成了氟碳键的强极性，还有共用电子对偏向于氟原子，使氟 原子带多余的负电荷，形成一种负电荷保护层，从而使带负电荷的亲核试剂难以接近 碳原子，所以难以发生反应。pfpe具有独特的化学稳定性，与大部分腐蚀性化学试剂 〜 如酸、碱、卤素和氧化剂等都不发生反应，在270300c的范围内无有效催化剂条件 下仍很稳定；pfpe有很好的粘温特性和低的凝点，还有非常低的蒸汽压，可以在高真 空下使用，并有着优良的抗辐射性能，可以在核工业满足一些特殊工况的要求；pfpe 与很多物质相容，如橡胶，塑料，仅在全氟化的有机溶剂中溶解。pfpe具有不可燃性， 更适合于高温和苛刻的使用环境中，如被广泛用于航空机械各种元件的润滑上。 3 .全氟聚醛润滑剂的摩擦学机理 全氟聚酸润滑剂最重要的性能就是其摩擦学性能，尤其是在超高低温下，荷载下 能表现出优异的边界润滑性能，有人在文献M中分别用四球、falex.reichert> amsler>srv、te77等试验机械作了摩擦磨损试验，系统测试了y系列的全氟聚酸油 摩擦学性能，结果显示了在极压负载条件下具有一种优良的润滑性能，而在一般条件 下其润滑效果并不比普通烧类润滑剂明显。v.d.agostino[6]也在研究中发现150℃ 条件下，pfpe对铁轴承的润滑效果要比矿物油的好，在150℃,pv=0.4nm/ms时，pfpe 润滑的铁轴承的寿命超过了150小时没有毁坏，比mpif的规定长出了5到6倍。这 也说明了pfpe在苛刻条件下具有的边界润滑性能。