聚四氟乙烯其超強的性能主要取決于它的化學結構,在它的結構中,隻有碳碳鍵和氟碳鍵。我們知道碳碳鍵很強,氟碳鍵則更強,是已知的最強鍵,确保了氟碳化合物的穩定性。這種穩定性我們可以擴展用到其他地方,比如表面活性劑
我們知道,含碳表面活性劑之所以能體現出超低的表面張力,乃是因為甲基的表面張力超低,有機矽表面活性劑的表面張力更低,實際是因為矽氧鍵的柔韌性,所以能将更多的甲基朝向外面。所以,有機矽的性能并沒有起到革命性的提升。
而含氟表面活性劑完全不一樣,氟是電負性最強的元素,電子在氟化合物的腦子裡,就是“你的就是我的,我的還是我的”,使得氟原子非常難以被極化,氟碳鍊極性比碳氫鍊小。因此,含氟表面活性劑各分子之間的範德華力很弱,這使得它的表面張力尤其低。一般含碳表面活性劑的表面張力達到30,有機矽最低可以達到21,而含氟表面活性劑最低可以達到15。
1949年,美國3M公司合成了一種新型化合物:全氟辛基磺酸(PFOS),并用于他們的品牌:斯科奇嘉德防油防水劑(Scotchgard),一時間紅遍全美。使用了Scotchgard防水劑的服裝表面可以産生“荷葉效應”,不沾水也不沾油,水滴或者油滴在處理後的服裝上面,就好像露珠在荷葉上一樣。從此含氟表面活性劑開始成為各個追求創新的化學公司研發的焦點。
1999年,美國環境保護署開始對PFOS的毒性展開調查,原來,這些含氟表面活性劑持久性極強,是最難分解的有機污染物之一,在濃硫酸中煮一小時也不分解。它們很容易在動物體内沉積,據美國環保署、歐洲、日本及我國研究機構的研究結果表明:PFOS及其衍生物通過呼吸道吸入和飲用水、食物的攝入等途徑,而很難被生物體排出,尤其最終富集于人體、生物體中的血、肝、腎、腦中。看來太穩定的東西也不好啊。
2000年,3M公司和幾家美國公司宣布停産PFOS、PFOA等含氟産品,現在這些含氟類産品還在世界範圍内生産,主要生産地是咱們中國。
【歐美發達國家現在似乎有點精神過敏,凡是有可能對人體産生傷害的,一律禁止。這是審慎的态度還是喪失了一些發展機會,值得思考。】
看起來氟化工的名聲不太好,雖然有很多的新發明,但是幾乎是出來一個被槍斃一個,氟利昂、PFOS姑且不論,就連不粘鍋也受到了質疑。這其中有一些是誤解,有一些是真正對環境的破壞。我要說,這是人類發展的必經階段,還是那句話,我們不可能回到過去了,發展中遇到的問題隻能用繼續發展來解決。當然,總結過往的經驗是必要的。
其實,氟化學品已經在更多的領域發揮着重要作用呢,它們就在我們身邊。
【新能源汽車的出現對锂電池提出了更高的要求,六氟磷酸锂電解液目前很火爆。】
【氟西汀,又一種含氟藥物,用于治療抑郁症。】
我國的氟化工在過去十幾年裡發展非常迅速,産品産能已經超過600萬噸/年,産量占全球近55%,銷售額占全球約33%。但是問題也很大,一方面出現了産能過剩,氟化氫和氟化鋁等産品表觀消費量甚至不足産能規模的一半;另一方面,我國的氟化工還是聚焦在生産低端的基礎原材料,高端新興産品匮乏,因此附加值不高;更潛在的危機是,發達國家禁止生産的氟化學品,我們仍然在繼續生産,相關法律法規嚴重跟不上,因為我們知道,這些産品是遲早要被禁用的。
我國的氟化工發展如此迅速,主要是依托我國浙江省的螢石資源,前面我們提到過這個段子:“世界螢石在中國,中國螢石在浙江,浙江螢石在金華,金華螢石在武義。”
現在我們認識到,正是這些“似乎”随處可見的螢石資源,導緻我們的氟化工項目蜂擁而上,造成了産能過剩。我們還發現,全球範圍内,螢石是一種稀缺資源,一些發達國家早已停止開采螢石礦。所幸的是,現在浙江省已經禁止開采螢石礦。
我們希望,我們的開發是一種有序的健康的發展。雖說市場是個好東西,可以自由調控。但是,新建設-市場淘汰-再建設,這個過程中又有多少的資源浪費呢?
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