Çfarë duhet të dimë për materialet PVDF (fluori poliviniliden)

Emri PVDF mund të tingëllojë pak i çuditshëm, por ka një gamë të gjerë aplikimesh në jetën tonë.

Emri i tij është fluoridi poliviniliden, dhe gjithashtu ka pseudonime si fluoridi poliviniliden, fluorid poliviniliden, rrëshirë fluori poliviniliden, rrëshirë fluoridi polivinilideni, etj. Për sa i përket pamjes, zakonisht është një pluhur ose kokrrizë e bardhë.

Poli (fluorid vinyliden), i shkurtuar si PVDF, kryesisht i referohet homopolimerëve të fluorit të vinylidenit ose kopolimerëve të fluorit të vinylidenit dhe një sasi të vogël të monomerëve të tjerë që përmbajnë fluorin, i cili ndërthur karakteristikat e rreshtave të fluorit dhe rreshtave të përgjithshme të qëllimeve, dhe gjithashtu ka Piezoelektrike, dielektrike dhe veti të tjera të veçanta, të tilla si termoelektrike, etj. Produkti i dytë më i madh në prodhimin e plastikës që përmban fluorin me një kapacitet global prodhimi prej 10,000 tonë, përveç rezistencës së mirë kimike, rezistencës së lartë të temperaturës, rezistencës ndaj oksidimit , Rezistenca e motit dhe rezistenca ndaj rrezatimit, ajo gjithashtu ka piezoelektrike, dielektrik, termoelektrik dhe veti të tjera të veçanta.

Struktura kimike e fluorocarbonit është e kombinuar me një lidhje fluorin-karboni, dhe kjo strukturë me veti të lidhura të shkurtër formon lidhjen më të qëndrueshme dhe më të fortë me jonet e hidrogjenit. Prandaj, veshjet fluorocarbon kanë veti të veçanta fizike dhe kimike, jo vetëm që ka një rezistencë të fortë të konsumit dhe rezistencë ndaj ndikimit, por edhe në mjedisin jashtëzakonisht të ashpër dhe të ashpër ka një rezistencë të lartë ndaj zbehjes dhe performancës ultravjollcë.

Vetitë fizike

PVDF përdoret kryesisht aty ku kërkohet pastërti ekstreme, si dhe rezistencë ndaj tretësve dhe acideve dhe bazave. PVDF ka një densitet më të ulët (1.78 g/cm) sesa fluoropolimerë të tjerë si PTFE.

PVDF mund të përdoret për të prodhuar tuba, fletë, film, substrat dhe xhaketa izoluese për kabllot. Mund të jetë gjithashtu i formuar ose i bashkuar me injeksion, dhe përdoret gjerësisht në industritë kimike, gjysmëpërçuese, farmaceutike dhe mbrojtëse, ku mund të përdoret, për shembull, për të bërë bateri litium-jon. Përveç kësaj, ajo mund të bëhet në shkuma të qelizave të mbyllura të ndërlidhura, të cilat përdoren gjithnjë e më shumë në aplikimet e hapësirës ajrore.

Notat e imëta të pluhurit të PVDF, të tilla si Kynar 500 PVDF dhe Hylar 5000 PVDF, mund të përdoren për veshje metalike të nivelit të lartë. Këto veshje kanë një shkëlqim jashtëzakonisht të lartë dhe stabilitet të ngjyrave. Këto veshje mund të gjenden në shumë ndërtesa të famshme si Twin Peaks Tower dhe Taipei 101. Përdoret gjithashtu në ndërtesat tregtare dhe çatitë metalike të shtruara me banesa.

Filmat PVDF mund të përdoren për të imobilizuar proteinat në analizat perëndimore të blotimit për shkak të afinitetit të tyre jo specifik për aminoacidet.

Në vitin 1969, studiuesit zbuluan se PVDF ka një efekt të fortë piezoelektrik: koeficienti piezoelektrik i polarizuar (d.m.th. më e madhe se vlera përkatëse për polimeret që gjenden në atë kohë.

PVDF ka një temperaturë të tranzicionit të qelqit (TG) prej rreth -35 ° C dhe një kristalitet të zakonisht 50-60%. Për të shpërndarë vetitë piezoelektrike në material, materiali zakonisht shtrihet mekanikisht në drejtim të zinxhirëve molekularë dhe më pas polarizohet nën tension.pvdf është në dispozicion në një shumëllojshmëri të fazave të ngurta: faza α (tgtg '), faza β (TTTT ), dhe faza γ (tttgtttg '). Dallimi midis këtyre fazave është nëse zinxhiri molekular është cis (t) ose trans (G.) PVDF bëhet një polimer ferroelektrik kur polarizohet dhe ka veti të mira piezoelektrike dhe piroelektrike. Këto prona lejojnë që ajo të përdoret në prodhimin e sensorëve dhe baterive, siç janë disa nga sensorët e rinj termografikë të kamerës që përdorin filma PVDF.

Për dallim nga disa materiale të tjera piezoelektrike, të tilla si PZT, PVDF ka një vlerë negative D33. Në terma fizikë, kjo do të thotë që ndërsa materialet e tjera zgjerohen në një fushë elektrike, kontratat PVDF dhe anasjelltas.

Karakteristikat kryesore

PVDF prodhohet në përgjithësi nga polimerizimi i pezullimit ose polimerizimi i emulsionit të fluorit të vinylidenit, ekuacioni i reagimit është: ch₂ = cf₂-(ch₂cf₂) n.

Për sa i përket vetive fizike, PVDF ka një densitet relativ prej 1.76 deri 1.79, një pikë shkrirjeje prej 160 ° C deri në 170 ° C, mund të përdoret në një gamë të gjerë të temperaturave nga -60 ° C deri +150 ° C, dhe është i tretshëm në tretës të fortë polarë si dimethylacetamide.

PVDF ka shumë prona të jashtëzakonshme. Së pari, ajo ka rezistencë të mirë të nxehtësisë dhe mban stabilitetin edhe në temperatura të larta. Së dyti, ajo ka një stabilitet të shkëlqyeshëm kimik dhe është rezistent ndaj një game të gjerë kimikatesh. Rezistenca e motit, rezistenca UV dhe rezistenca ndaj rrezatimit me energji të lartë janë gjithashtu të shkëlqyera. Përveç kësaj, PVDF ka një polaritet të lartë, një konstantë të lartë dielektrike dhe një tangjent të lartë të humbjes dielektrike.

Për sa i përket përpunimit, PVDF është relativisht e thjeshtë, dhe mund të zbatohen metodat e formimit të zakonshëm, nxjerrjes dhe injektimit.

Për sa i përket kushteve të formimit, tharja nuk kërkohet për paketën origjinale; Temperatura e injektimit zakonisht kontrollohet në 180-230 ℃; Temperatura e mykut është 60-90 ℃; Temperatura e nxjerrjes është 180-265 ℃; dhe temperatura e kokës së vdes është 66-140.

Për ruajtje, PVDF duhet të ruhet në 5-30 ℃ në një mjedis të pastër dhe të thatë për të parandaluar që papastërtitë e tilla si pluhuri dhe lagështia nga përzierja. Transporti duhet të trajtohet si mallra jo të rrezikshme, dhe nxehtësia, lagështia ose dridhja e dhunshme duhet të shmanget gjatë procesit.

PVDF luan një rol jetësor në shumë fusha

Në fushën petrokimike, për shkak të rezistencës së tij të mirë kimike, përpunueshmërisë së shkëlqyeshme dhe lodhjes së shkëlqyeshme dhe rezistencës së zvarritjes, ajo është bërë një nga zgjedhjet ideale për të gjithë ose pompat e rreshtuara, valvulat, tubacionet, pajisjet e tubacionit, tanket dhe shkëmbyesit e nxehtësisë në lëng Sistemi i trajtimit të pajisjeve petrokimike.

PVDF përdoret gjithashtu në fushat elektrike dhe elektronike. Me stabilitetin e mirë kimik dhe vetitë e izolimit elektrik, përdoret gjerësisht në industrinë e gjysmëpërçuesit për ruajtjen dhe transportimin e kimikateve me pastërti të lartë në pajisjet që plotësojnë kërkesat e retardantëve TOC dhe flakë.

PVDF është gjithashtu një nga lëndët e para kryesore për veshjet fluorocarbon, të cilat tani janë në gjeneratën e tyre të gjashtë. Këto veshje përdoren në stacionet e energjisë, aeroportet, autostradat, ndërtesat me ngritje të lartë dhe vendet e tjera për shkak të rezistencës së tyre superiore të motit, gjë që lejon që ata të përdoren jashtë për një kohë të gjatë pa mirëmbajtje.

Për më tepër, rrëshira PVDF gjithashtu mund të përzihet me modifikimin tjetër të rrëshirës. Për shembull, materialet e përbëra të marra nga përzierja me rrëshirë ABS janë përdorur gjerësisht në ndërtim, dekorimin e automobilave, predha të pajisjeve dhe fusha të tjera.

PVDF gjithashtu ka disa veti dhe përdorime të veçanta

Për shembull, ajo ka piezoelektrike, termoelektrike dhe funksione të tjera, mund të bëhet në një larmi formash komplekse të sensorëve, materialeve mjekësore. Në sekuencat e proteinave, membrana PVDF është një alternative ideale për membranën nitroceluloze, e cila mund të lidh proteina dhe të ndajë fragmente të vogla të proteinave.

Ata duhet të jenë të paracaktuar me metanol anhidër para përdorimit për të aktivizuar grupet e ngarkuara pozitivisht në sipërfaqen e tyre, gjë që i bën ata më të lehtë të lidhen me proteinat e ngarkuara negativisht. Buferi i transferimit pa metanol mund të përdoret për të transferuar membranat PVDF të paracaktuar.

Zona të aplikimit

PVDF shpesh përdoret si një xhaketë izoluese për tela elektrikë për shkak të vetive të shumta të shkëlqyera të tij të shkëlqyera si elasticiteti, pesha e ulët, përçueshmëria termike e ulët, rezistenca e lartë kimike dhe rezistenca e nxehtësisë. Teli i hollë me 30 matës, i cili shpesh përdoret në qarqet me plagë teli, dhe bordet e qarkut të shtypur shpesh izolohen me PVDF. Kabllot me izolim PVDF shpesh quhen [Teli Kynar "nën emrin e markës tregtare të PVDF.

Për shkak të vetive të tij piezoelektrike, PVDF shpesh përdoret në prodhimin e vargjeve të sensorëve prekës, matësve të tendosjeve të lira dhe dhënësve të lehtë audio.

PVDF është gjithashtu lidhësi standard për elektrodat e përbëra për bateritë litium: PVDF e tretur në N-metil-2-pirrolidon (NMP) me një gravitet specifik prej 1-2% është i përzier me grafit, silikon, kallaji, materiale aktive të ruajtjes së litiumit siç janë LICOO2, LIMN2O4 ose LIFEPO4, dhe aditivë përçues si nanofibrat e zeza të karbonit ose karboni. Slurry derdhet më pas në kolektorin metalik dhe NMP është avulluar për të formuar një elektrodë të përbërë ose elektrodë ngjitëse elektrolit ose litiumit.

Në fushën biomjekësore, filmat PVDF shpesh përdoren për imunoblotting, ku proteinat janë elektroforezuar. Për shkak se PVDF është rezistent ndaj gërryerjes së tretësit, filmi i përdorur në analizë mund të zhvishet lehtësisht dhe të ripërdoret për të zbuluar proteina të tjera.PVDF filmat gjithashtu mund të përdoren për të bërë pajisje të filtrimit të membranës së shiringave ose të llojeve të rrotave. Nxehtësia dhe rezistenca kimike e materialit dhe vetitë e ulëta të lidhjes së proteinave lejojnë që ajo të përdoret si një filtër sterilizues në përgatitjen e farmaceutikëve, dhe si një filtër në përgatitjen e mostrave për analiza të tilla si HPLC, duke parandaluar dëmtimin e pajisjeve të shtrenjta nga sasitë e vogla të lëndëve të grimcave në këto mostra.

PVDF përdoret gjithashtu për të bërë linjën e peshkimit të monofilamentit të specialitetit si një alternative për monofilamentin tradicional të najlonit. Sipërfaqja e saj e fortë e bën atë më rezistent ndaj gërryerjes nga dhëmbët e mprehtë të peshkut, dhe dendësia e tij optike është më e ulët se najloni, duke e bërë linjën më pak të dukshme për syrin e mprehtë të peshkut. Alsoshtë gjithashtu më i dendur se najloni, duke lejuar që linja të zhytet më shpejt drejt peshkut.

Shndërruesit e PVDF janë më të përshtatshëm për testimin dinamik modal sesa dhënësit piezoresistivë gjysmëpërçues dhe kanë avantazhe në integrimin strukturor mbi dhënësit piezoceramic. Për shkak të kostos më të ulët dhe pajtueshmërisë më të madhe, dhënësit aktivë që përdorin PVDF janë të rëndësishëm për zhvillimet e ardhshme në monitorimin strukturor të shëndetit.

Fusha e Re e Energjisë tani është një nga drejtimet më të rëndësishme të aplikimit

Në fushën e automjeteve të reja të energjisë, PVDF (polivinilidene fluoride) luan një rol të rëndësishëm.

Kryesisht shërben si lidhës pozitiv dhe material i veshjes së diafragmës. Me rritjen e shpejtë të shitjeve të automjeteve elektrike, kërkesa për bateri litium po rritet në mënyrë eksplozive.

PVDF është bërë një nga materialet kryesore të domosdoshme në zinxhirin e industrisë së baterive litium për shkak të rezistencës së tij të shkëlqyeshme kimike, izolimit elektrik dhe karakteristikave të tjera.

Si lidhës anodë, PVDF është e vështirë të zëvendësohet në një afat të shkurtër.

Bateria e litiumit ka kërkesa të larta për performancën e lidhësit, i cili duhet të jetë në gjendje të infiltrohet nga elektroliti organik dhe t'i rezistojë erozionit të tij, jo të tretur, të tretur më pak dhe të mbajë performancë të mirë të lidhjes nën mjedisin e elektrolitit organik, dhe në të njëjtën kohë, Stabiliteti i tij elektrokimik duhet të jetë i shkëlqyeshëm, dhe tensioni i dekompozimit duhet të jetë mbi 4.5V.

Me stabilitet të shkëlqyeshëm kimik dhe rezistencë ndaj korrozionit, PVDF mund t'i rezistojë në mënyrë efektive erozionit të elektrolitit tretës organik polar, dhe ka performancë të mirë të lidhjes, kështu që përdoret gjerësisht në lidhësin e katodës së baterive litium, e cila përbën deri në 90% aktualisht.

Për të përmirësuar në mënyrë efektive densitetin e energjisë, lidhësi i baterisë litium duhet të përdoret në sasi të vogël dhe efekt të mirë të lidhjes. Për të siguruar një performancë të shkëlqyeshme të lidhjes, PVDF e klasës së baterisë në përgjithësi duhet të ketë një peshë të lartë molekulare, zakonisht më shumë se 1.1 milion, dhe lidhësi kërkohet të ketë një përmbajtje të ulët uji.

Për më tepër, për të siguruar konsistencën e baterive litium-jon, prodhuesit e baterive kërkojnë një shkallë të lartë konsistence në performancën e grupeve të ndryshme të PVDF të blera.

Përmbledh

PVDF është një material me performancë të shkëlqyeshme dhe aplikim të gjerë. Me përparimin dhe zhvillimin e vazhdueshëm të shkencës dhe teknologjisë, fushat e tij të aplikimit mund të zgjerohen dhe thellohen më tej. Sidoqoftë, në procesin e përdorimit, është e rëndësishme të kuptohen plotësisht karakteristikat e tij dhe rreziqet e mundshme për të siguruar funksionin e tij të sigurt dhe efektiv.