一文读懂“化学老顽童”——含氟聚合物

平头哥了解到，从2019年底到现在，5G发展带动的含氟聚合物新材料的发展，被市场所广泛关注。在蒙特利尔条约的约束下，含氟制冷剂行业的发展已经受到全球限制，而依托现有含氟制冷剂延伸的含氟聚合物，却成为了含氟制冷剂下游产业链延伸的重要方向。

氟化学品主要包括无机氟盐、氟化氢、氯氟烃及氟聚物，其中含氟树脂和加工品，包括氟橡胶、氟树脂等产品，是氟化学品的终端下游产品，也是新材料领域发展重要方向。

图1：含氟聚合物类型及性能对比

含氟聚合物是指高分子聚合物中与C-C键相连接的氢原子全部或部分被氟原子所取代的一类聚合物，由于氟原子具有较低的极化率、最强的负电性，较小的范德华半径，因而与其他常规聚合物相比，含C-F基团的氟聚物常具有多方面的优异性，如优异的耐热性、耐化学腐蚀性、耐候性、耐溶剂性、低可燃性、高透光性、低磨擦性、低折射率、低表面能、低吸湿性和超强的耐氧化性等。

图2：氟聚物类型及代表产品

含氟聚合物结构复杂、种类繁多、用途广泛，通常分为三种：氟树脂、氟橡胶和其他氟制品。含氟聚合物占据了氟化工行业氟消耗总量的20%。自1938年美国科学家Plunkett合成出聚四氟乙烯以来，到目前已工业化生产并进行市场销售的产品有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(又称聚全氟乙丙烯，FEP)、四氟乙烯-六氟乙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)和聚三氟氯乙烯(PCTFE)等10余种品种100多个牌号。

图3：含氟聚合物的发展历史（图片来源：《有机氟工业》2019年第3期，《含氟聚合物技术与市场需求分析》，王学军）

基于含氟聚合物的优异性能，在汽车工业、化学工业、电力工业、食品工业、航空航天和建筑等传统产业的改造提升方面发挥着重要作用。从下游应用来看：1）化学工业是氟树脂最大的消费领域，主要利用了氟树脂耐腐蚀、耐高低温的优良性能；2）其次是机械行业，氟树脂被加工为各种零部件；3）电子电气行业消费的氟树脂量也比较大，主要是利用了氟树脂优良的介电性能;4）涂料工业消费的氟树脂数量也越来越多，主要是利用了其化学和物理的稳定性以及自清洁性。此外，纺织、炊具、医疗器械等方面也消费一定数量的氟树脂。

图4：氟化工产业链主要产品流程图

图5：含氟聚合物主要产品结构及性能介绍

除了传统的应用领域之外，随着各种新兴的应用场景的发展，氟聚物和氟树脂开始广泛应用于高端装备制造、电子信息、新能源、节能环保等战略新兴领域。

图6：聚物在新兴产业的重点应用领域（图片来源：《化学工业》第 36 卷第 4 期，《全球氟材料发展现状及趋势》，赵立群）

除了传统的应用领域之外，随着各种新兴的应用场景的发展，氟聚物和氟树脂开始广泛应用于高端装备制造、电子信息、新能源、节能环保等战略新兴领域。在5G信息产业中，氟聚物广泛应用在高速通信电缆，如同轴电缆等。在新能源领域，氟聚物应用在背光板、前板膜、电池粘结剂等。

根据调查，2019 年全球含氟聚合物市场规模超过100 亿美元，其中总产能超过60万吨/年，其中主要是PTFE产能占比最大，超过55%的市场份额。

图7：全球主要氟聚物消费规模占比

平头哥认为，含氟聚合物在其特殊的材料性能，以及在5G发展的大背景下，越来越受到大家的关注，也将成为未来新材料领域的明星产品。