PVDF de la família de fluorocarbon

November 03, 2024

Família de resina fluor de forma cristal·lina PVDF, propietats bàsiques, mètode de síntesi, àrees d'aplicació i principals fabricants

I. Introducció de PVDF

La resina de fluorur de polivinilidè (PVDF) és un producte fluoropolímer important i és la segona producció i ús més gran de plàstics que contenen fluor. La resina PVDF està feta a partir d’homopolimerització o copolimerització de fluorur de viniliden (VDF), amb una massa molecular relativa de (40 ~ ~ ~ 2) Million.PVDF La resina combina les característiques de les resines de fluor i les resines de propòsit general, i té un excel·lent rendiment de processament, resistència al temps, resistència a la corrosió, aïllament, piezoelectricitat i dielectricitat, etc. La resina PVDF també s’utilitza àmpliament en la fabricació de resins de fluor , i s'utilitza àmpliament en la fabricació de resines de fluor, la resina PVDF té una excel·lent processabilitat, capacitat de llibertat, resistència a la corrosió, aïllament, piezoelectricitat i dielectricitat.

La cadena principal de PVDF té una estructura alterna de CH2 i CF2-, que influeix en PVDF per tenir algunes de les excel·lents propietats de polietilè (-CH2-ch2-) n i politetrafluoroetilè (-CF2-CF2-) n, etc. Les notes comercials disponibles de resina PVDF estan disponibles en una àmplia gamma de mides. Alguns graus de PVDF disponibles comercialment són copolímers de VDF i una petita quantitat d’altres monòmers que contenen fluor (generalment menys del 6%), l’ús de monòmers que contenen fluor com HFP, CTFE i TFE, etc., l’addició de copolimerització Monòmers de manera que el polímer té algunes propietats diferents dels homopolímers, com ara per millorar la suavitat del PVDF, de manera que sigui més adequat per al processament de cable i cable.

En segon lloc, la forma cristal·lina de PVDF

Els homopolímers de fluorur de polivinilidè (PVDF) són polímers semi-cristal·lins el grau de cristalinitat varia del 50% al 70% segons el mètode de producció i la història termodinàmica del procés. El grau de cristalinitat afecta molt la rigidesa, la resistència mecànica i la resistència a l’impacte dels polímers PVDF. Altres factors que afecten les propietats del PVDF són el pes molecular i la seva distribució, les irregularitats a les cadenes de carboni de carboni del polímer i la morfologia cristal·lina. De forma similar a altres poliolefines lineals, la forma cristal·lina dels polímers PVDF consisteix en gelosies en capes i formes esfèriques. La diferència de mida i distribució entre tots dos per a diferents mides dels productes PVDF es determina mitjançant el mètode de polimerització.

La cristal·lització de PVDF presenta un fenomen policristal·lí homogeni complex que no es veu en altres polímers coneguts. Hi ha quatre formes cristal·lines diferents: α, β, γ i Δ. També s’han reportat cinc formes cristal·lines a la literatura, a saber, α, β, γ, Δ i ε. Aquestes formes cristal·lines estan presents en diferents relacions i els factors que afecten la relació d’aquestes estructures cristal·lines inclouen: pressió, força de camp elèctric, cristal·lització de fosa controlada, precipitació de dissolvents i la presència o absència d’espècies cristal·lines durant la cristal·lització. α i β són les formes cristal·lines més comunes en situacions pràctiques. Morfologia. Normalment, l’estat cristal·lí α es forma durant el processament normal de fusió, l’estat cristal·lí β creix a partir de la deformació mecànica de la mostra processada de fusió, l’estat cristal·lí γ es genera en condicions especials i l’estat cristal·lí Δ és causat per la distorsió d’una fase d’una fase Sota un camp elèctric alt. La densitat de PVDF és d’1,98 g/cm3 per a tots els casos α-cristal·lins, i 1,68 g/cm3 per a PVDF amorf de cristalinitat és al voltant del 40%.

En tercer lloc, el rendiment bàsic de PVDF

(1) Propietats mecàniques

El PVDF té excel·lents propietats mecàniques. En comparació amb els polímers de perfluorocarbon, la deformació elàstica sota càrrega (és a dir, la resistència al fluix) és molt millor, la vida de flexió repetida és més llarga i la resistència envellida també es millora. La força mecànica es millora significativament mitjançant el tractament direccional. Omplir una petita quantitat de perles de vidre o fibres de carboni pot millorar la força del polímer base.PVDF Les propietats mecàniques són les següents.

El PVDF (fluorur de polivinilidè) té excel·lents propietats mecàniques i els seus paràmetres de propietat mecànica són els següents:

Força de tracció: La resistència a la tracció de PVDF és de fins a 50mpa, gairebé el doble de la PTFE (politetrafluoroetilè) 1.

Mòdul de tracció: a una velocitat de tracció de 5mm/min, el mòdul de tracció de PVDF és de 2280mpa2.

Força de rendiment a la tracció: a una velocitat de tracció de 50mm/min, la força de rendiment de tracció de PVDF és de 59mpa2.

Allargament a la pausa: a un ritme de tracció de 50mm/min, l’allargament a la ruptura de PVDF és del 60%2.

Força de flexió: la força de flexió del PVDF és entre 48 i 62 MPa3.

Mòdul de flexió de l'elasticitat: el mòdul de flexió de PVDF es troba entre 1,4 i 1,8 GPA3.

Força de compressió: la força de compressió de PVDF és entre 69 i 103 MPa3.

Força d’impacte: la força d’impacte del PVDF és 211J-M-lux.

Actuacions	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Constant dielèctrica (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Pèrdua dielèctrica	0,03 ~ 0,05	0,005 ~ 0,02	0,03 ~ 0,05	0,09 ~ 0,11
Resistència al volum/ω.m				2x10-12
Força dielèctrica Gruix/0,003175m Thichness/0,000203m				260 1300

(2) Propietats elèctriques

Els valors de les propietats elèctriques de l’homopolímer PVDF sense cap farciment i no es tracta es mostren a la taula 2, on els valors varien considerablement amb la refrigeració i el post-tractament, que determinen que el polímer té diferents formes cristal·lines. Per als exemplars tractats en diverses condicions amb forces de camp elèctric molt elevades (polarització) orientades a obtenir una morfologia cristal·lina polaritzada direcalment, es van mesurar constants dielèctriques fins a 17.

Les propietats dielèctriques úniques del PVDF i el fenomen policristal·lí homogeni donen a aquest polímer alt activitat piezoelèctrica i termoelèctrica. La relació entre els fenòmens ferroelèctrics de PVDF, incloses les propietats piezoelèctriques i termoelèctriques, i altres propietats elèctriques, s'ha discutit específicament a les referències. L’elevada estructura constant dielèctrica obtinguda i els complexos fenòmens policristal·lins homogenis homogenis, juntament amb l’elevat factor de pèrdua dielèctrica, fan impossible utilitzar PVDF com a material aïllant per als conductors exposats a corrents d’alta freqüència, ja que el material aïllant s’escalfaria en aquest cas i pot fins i tot es fonen. D'altra banda, el PVDF es pot fondre fàcilment mitjançant la radiofreqüència o la calefacció d'electròlits, i aquesta característica s'utilitza en determinats processos o connexions. La irradiació d’alta energia es reticula PVDF, augmentant així la seva força mecànica. Aquesta propietat també és única entre els polímers de poliolefina, ja que altres polímers es degraden quan s’exposen a una irradiació energètica alta.

(3) Propietats químiques

El PVDF també té excel·lents propietats químiques i és resistent a la majoria d’àcids inorgànics, bases febles, halògens i agents oxidants fins i tot a temperatures elevades, així com a compostos alifàtics i aromàtics orgànics i dissolvents clorats. Tot i això, bases fortes, amines, èsters i cetones poden fer que el PVDF s’infli, es suavitzi o fins i tot es dissolgui segons les condicions. Alguns èsters i cetones es poden utilitzar com a co-solvents per dissoldre PVDF. Aquest sistema permet que el recobriment fos es dissolgui a mesura que augmenta la temperatura, donant lloc a una bona laminació.

El PVDF és un dels pocs polímers semi-cristal·lins que és compatible amb altres polímers, en particular les resines acríliques i metacríliques. La forma cristal·lina, les propietats i el rendiment d’aquests polímers barrejats depenen de l’estructura i la composició dels polímers afegits, així com de la composició del PVDF. Per exemple, el poliacrilat d’etil és completament miscible amb PVDF, mentre que el poliacrilat d’isopropil i els seus congèners no ho són. Quan seleccioneu una coincidència, és important tenir un fort efecte dipol per obtenir compatibilitat amb PVDF, mentre que el fluorur de polivinil no és compatible amb el fluorur de polivinilidè.