PVDF de familie Fluorocarbon

November 03, 2024

Familia de rășină cu fluor de formă cristalină PVDF, proprietăți de bază, metodă de sinteză, zone de aplicare și producători majori

I. Introducerea PVDF

Rășina de fluorură de poliviniliden (PVDF) este un produs fluoropolimer important și este a doua cea mai mare producție și utilizarea materialelor plastice care conțin fluor.PVDF rășina este obținută din homopolimerizare sau copolimerizare a fluorului de viniliden (VDF), cu o masă moleculară relativă de (40 ~ 2) milioane.PVDF Rășină combină caracteristicile rășinilor fluorine și rășinilor cu scop general și are performanțe excelente de procesare, rezistență la intemperii, rezistență la coroziune, izolație, piezoelectricitate și dielectricitate, etc. , și este utilizat pe scară largă la fabricarea de rășini cu fluor, rășina PVDF are o procesabilitate excelentă, intemedere, rezistență la coroziune, izolație, piezoelectricitate și dielectricitate.

Lanțul principal de PVDF are o structură alternativă a grupului CH2 și CF2, care influențează PVDF să aibă unele dintre proprietățile excelente ale polietilenului (-CH2-CH2-) N și politetrafluoroetilen (-CF2-CF2-) N, etc. Gradele disponibile comercial de rășină PVDF sunt disponibile într -o gamă largă de dimensiuni. Unele grade disponibile comercial de PVDF sunt copolimeri ai VDF și o cantitate mică de alți monomeri care conțin fluor (în general mai puțin de 6%), utilizarea monomerilor care conțin fluor, cum ar fi HFP, CTFE și TFE, etc. Monomeri, astfel încât polimerul are unele proprietăți diferite față de homopolimeri, cum ar fi îmbunătățirea moale a PVDF, astfel încât să fie mai potrivit pentru procesarea sârmei și a cablurilor.

În al doilea rând, forma cristalină a PVDF

Homopolimerii cu fluor de poliviniliden (PVDF) sunt polimeri semi-cristalini al căror grad de cristalinitate variază de la 50% la 70% în funcție de metoda de producție și de istoricul termodinamic al procesului. Gradul de cristalinitate afectează foarte mult rigiditatea, rezistența mecanică și rezistența la impact a polimerilor PVDF. Alți factori care afectează proprietățile PVDF includ greutatea moleculară și distribuția acesteia, neregulile în lanțurile de carbon de carbon ale polimerului și morfologia cristalină. Similar cu alte poliolefine liniare, forma cristalină a polimerilor PVDF este formată din zăbrele stratificate și forme sferice. Diferența de dimensiune și distribuție între cele două pentru dimensiuni diferite ale produselor PVDF este determinată de metoda de polimerizare.

Cristalizarea PVDF prezintă un fenomen policristalin omogen complex care nu este observat în alți polimeri cunoscuți. Există patru forme cristaline diferite: α, β, γ și δ. Cinci forme cristaline au fost, de asemenea, raportate în literatura de specialitate, și anume α, β, γ, δ și ε. Aceste forme cristaline sunt prezente în raporturi diferite, iar factorii care afectează raportul acestor structuri cristaline includ: presiunea, rezistența câmpului electric, cristalizarea topită controlată, precipitațiile de la solvenți și prezența sau absența speciilor cristaline în timpul cristalizării. α și β sunt cele mai frecvente forme cristaline în situații practice. morfologie. De obicei, starea cristalină α este formată în timpul procesării normale a topiturii, starea cristalină β crește de la deformarea mecanică a eșantionului prelucrat cu topire, starea cristalină γ este generată în condiții speciale, iar starea cristalină Δ este cauzată de denaturarea unei faze sub un câmp electric ridicat. Densitatea PVDF este de 1,98 g/cm3 pentru toate cazurile α-cristaline și 1,68 g/cm3 pentru PVDF amorfe, astfel încât atunci când densitatea unui produs PVDF tipic disponibil comercial este de 1,75 până la 1,78 g/cm3, acest lucru indică faptul că gradul său este gradul său de cristalinitate este de aproximativ 40%.

În al treilea rând, performanța de bază a PVDF

(1) Proprietăți mecanice

PVDF are proprietăți mecanice excelente. În comparație cu polimerii perfluorocarbonici, deformarea elastică sub sarcină (adică rezistența la fluaj) este mult mai bună, viața flexării repetate este mai lungă, iar rezistența la îmbătrânire este, de asemenea, îmbunătățită. Rezistența mecanică este îmbunătățită semnificativ prin tratamentul direcțional. Umplerea unei cantități mici de mărgele de sticlă sau fibre de carbon poate îmbunătăți rezistența polimerului de bază.PVDF Proprietățile mecanice sunt următoarele.

PVDF (fluorură de poliviniliden) are proprietăți mecanice excelente, iar parametrii proprietății mecanice sunt următoarele:

Rezistența la tracțiune: rezistența la tracțiune a PVDF este de până la 50MPa, aproape de două ori mai mare decât a PTFE (politetrafluoroetilen) 1.

Modul de tracțiune: la o viteză de tracțiune de 5 mm/min, modulul de tracțiune al PVDF este 2280MPA2.

Rezistența la randament la tracțiune: la o viteză de tracțiune de 50mm/min, rezistența la randament la tracțiune a PVDF este de 59mpA2.

Alungirea la pauză: la o rată de tracțiune de 50mm/min, alungirea la pauza PVDF este de 60%2.

Rezistența la flexie: rezistența la flexie a PVDF este cuprinsă între 48 și 62 MPA3.

Modulul flexibil al elasticității: modulul flexibil al PVDF este cuprins între 1,4 și 1,8 GPA3.

Rezistența la compresie: rezistența la compresie a PVDF este cuprinsă între 69 și 103 MPA3.

Forța impactului: puterea de impact a PVDF este 211J-M -¹3.

Spectacole	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Constantă dielectrică (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Pierdere dielectrică	0,03 ~ 0,05	0,005 ~ 0,02	0,03 ~ 0,05	0,09 ~ 0,11
Rezistență la volum/ω.m				2x10-12
Rezistență dielectrică Grosime/0,003175m Thichness/0,000203m				260 1300

(2) Proprietăți electrice

Valorile proprietăților electrice ale homopolimerului PVDF fără niciun umplutură și netratat sunt enumerate în tabelul 2, unde valorile variază considerabil cu răcirea și post-tratamentul, care determină polimerul să aibă diferite forme cristaline. Pentru exemplarele care au fost tratate în diferite condiții la puncte electrice foarte mari (polarizare) orientate pentru a obține o morfologie cristalină polarizată direcțional, au fost măsurate constante dielectrice de până la 17.

Proprietățile dielectrice unice ale PVDF și ale fenomenului policristalin omogen conferă acestui polimer activitate piezoelectrică și termoelectrică ridicată. Relația dintre fenomenele ferroelectrice ale PVDF, inclusiv proprietățile piezoelectrice și termoelectrice și alte proprietăți electrice a fost discutată în mod specific în referințe. The high dielectric constant structure obtained and the complex homogeneous polycrystalline phenomena along with the high dielectric loss factor make it impossible to use PVDF as an insulating material for conductors exposed to high-frequency currents, since the insulating material would heat up in this case and may chiar se topește. Pe de altă parte, PVDF poate fi topit cu ușurință cu ajutorul radiofrecvenței sau încălzirii electrolitice, iar această caracteristică este utilizată în anumite procese sau conexiuni. Iradierea cu energie ridicată-legături încrucișate PVDF, crescând astfel rezistența mecanică. Această proprietate este, de asemenea, unică în rândul polimenților de poliolefină, pe măsură ce alți polimeri se degradează atunci când sunt expuși la iradierea energetică ridicată.

(3) Proprietăți chimice

PVDF are, de asemenea, proprietăți chimice excelente și este rezistent la majoritatea acizilor anorganici, bazelor slabe, halogenilor și agenților oxidanți chiar și la temperaturi ridicate, precum și la compuși alifatici și aromatici organici și solvenți clorați. Cu toate acestea, bazele puternice, amine, esteri și cetone pot determina umflarea PVDF, înmuiată sau chiar se dizolvă în funcție de condiții. Anumiți esteri și cetone pot fi utilizate ca co-soluționare pentru a dizolva PVDF. Un astfel de sistem permite acoperirii topite să se dizolve pe măsură ce temperatura crește, ceea ce duce la o laminare bună.

PVDF este unul dintre puținii polimeri semi-cristalini care este compatibil cu alți polimeri, în special rășini acrilice și metacrilice. Forma cristalină, proprietățile și performanța acestor polimeri amestecați sunt dependenți de structura și compoziția polimerilor adăugați, precum și de compoziția PVDF. De exemplu, poliacrilatul etilic este complet miscibil cu PVDF, în timp ce poliacrilatul izopropil și congenerii săi nu sunt. Atunci când selectați o potrivire, este important să aveți un efect dipol puternic pentru a obține compatibilitate cu PVDF, în timp ce fluorura polivinil nu este compatibilă cu fluorura de poliviniliden.