PVDF e familjes fluorocarbon

November 03, 2024

Familja me rrëshirë fluorine të formës kristaline PVDF, vetitë themelore, metodën e sintezës, zonat e aplikimit dhe prodhuesit kryesorë

I. Hyrje e PVDF

Rrëshira e fluorit të polivinilidenit (PVDF) është një produkt i rëndësishëm fluoropolimer, dhe është prodhimi dhe përdorimi i dytë më i madh i rrëshirës plastike që përmbajnë fluorin.pvdf është bërë nga homopolimerizimi ose kopolimerizimi i fluorit vinylidene (VDF), me një masë molekulare relative të (40 ~ (40 ~ 2) milion.pvdf Rrëshira kombinon karakteristikat e rrëshirave të fluorit dhe rrëshirave me qëllime të përgjithshme, dhe ka performancë të shkëlqyeshme të përpunimit, rezistencë ndaj motit, rezistencë ndaj korrozionit, izolim, piezoelektrik dhe dielektrik, etj. Rrëshira PVDF përdoret gjithashtu gjerësisht në prodhimin e rrëshirave të fluorit të rrëshirave fluorine. , dhe përdoret gjerësisht në prodhimin e rrëshirave të fluorit, rrëshira PVDF ka një përpunueshmëri të shkëlqyeshme, motueshmëri, rezistencë ndaj korrozionit, izolim, piezoelektrik dhe dielektricitet.

Zinxhiri kryesor i PVDF ka një strukturë alternative të grupit CH2- dhe CF2, e cila ndikon në PVDF për të pasur disa nga vetitë e shkëlqyera të polietilenit (-CH2-CH2-) N dhe polytetrafluoroethylene (-CF2-CF2-) n, etj. Notat e disponueshme komerciale të rrëshirës PVDF janë në dispozicion në një gamë të gjerë të madhësive. Disa nota të disponueshme komerciale të PVDF janë kopolimerë të VDF dhe një sasi e vogël e monomerëve të tjerë që përmbajnë fluor (përgjithësisht më pak se 6%), përdorimi i monomerëve që përmbajnë fluorin si HFP, CTFE dhe TFE, etj., Shtimi i kopolimizimit monomerë në mënyrë që polimeri të ketë disa veti të ndryshme nga homopolimerët, të tilla që të përmirësojnë butësinë e PVDF, në mënyrë që të jetë më i përshtatshëm për përpunimin e telit dhe kabllove.

Së dyti, forma kristaline e PVDF

Homopolimerët e fluorit të polivinilidenit (PVDF) janë polimere gjysmë kristalore, shkalla e kristalitetit të të cilave ndryshon nga 50% në 70% në varësi të metodës së prodhimit dhe historisë termodinamike të procesit. Shkalla e kristalitetit ndikon shumë në ngurtësinë, forcën mekanike dhe rezistencën e ndikimit të polimereve PVDF. Faktorë të tjerë që ndikojnë në vetitë e PVDF përfshijnë peshën molekulare dhe shpërndarjen e tij, parregullsi në zinxhirët e karbonit të karbonit të polimerit dhe morfologjinë kristalore. Ngjashëm me pololefinat e tjera lineare, forma kristalore e polimereve PVDF përbëhet nga grilë me shtresa dhe forma sferike. Dallimi në madhësi dhe shpërndarje midis të dyve për madhësi të ndryshme të produkteve PVDF përcaktohet me metodën e polimerizimit.

Kristalizimi i PVDF shfaq një fenomen kompleks polikristaline homogjene që nuk shihet në polimere të tjera të njohura. Ekzistojnë katër forma të ndryshme kristaline: α, β, γ, dhe δ. Pesë forma kristaline janë raportuar gjithashtu në literaturë, përkatësisht α, β, γ, δ dhe ε. Këto forma kristaline janë të pranishme në raporte të ndryshme, dhe faktorët që ndikojnë në raportin e këtyre strukturave kristalore përfshijnë: presionin, forcën e fushës elektrike, kristalizimin e shkrirë të kontrolluar, reshjet nga tretësit dhe praninë ose mungesën e specieve kristalore gjatë kristalizimit. α dhe β janë format më të zakonshme kristalore në situata praktike. Morfologji. Zakonisht, gjendja kristaline α formohet gjatë përpunimit normal të shkrirjes, gjendja kristaline β rritet nga deformimi mekanik i mostrës së përpunuar të shkrirë, gjendja kristaline γ gjenerohet në kushte të veçanta, dhe gjendja kristaline Δ shkaktohet nga shtrembërimi i një faze nën një fushë të lartë elektrike. Dendësia e PVDF është 1.98 g/cm3 për të gjitha rastet α-kristaline, dhe 1.68 g/cm3 për PVDF amorfe, në mënyrë që kur dendësia e një produkti tipik të disponueshëm komercial PVDF është 1.75 deri 1.78 g/cm3, kjo tregon atë shkallë të saj e kristalitetit është rreth 40%.

Së treti, performanca themelore e PVDF

(1) Karakteristikat mekanike

PVDF ka veti të shkëlqyera mekanike. Krahasuar me polimeret perfluorokarbon, deformimi elastik nën ngarkesë (d.m.th. rezistenca e zvarritjes) është shumë më e mirë, jeta e përkuljes së përsëritur është më e gjatë, dhe rezistenca e plakjes gjithashtu është përmirësuar. Forca mekanike përmirësohet ndjeshëm nga trajtimi i drejtimit. Mbushja e një sasie të vogël të rruazave të qelqit ose fibrave të karbonit mund të përmirësojë forcën e polimerit bazë.PVDF Karakteristikat mekanike janë si më poshtë.

PVDF (fluoridi i polivinilidenit) ka veti të shkëlqyera mekanike, dhe parametrat e tij mekanikë të pronës janë si më poshtë:

Forca elastike: Forca elastike e PVDF është deri në 50MPa, pothuajse dy herë më shumë se PTFE (polytetrafluoroethylene) 1.

Moduli i tensionit: Me një normë tërheqëse prej 5 mm/min, moduli ilastik i PVDF është 2280MPA2.

Forca e rendimentit elastike: Me një normë tërheqëse prej 50 mm/min, forca e rendimentit elastike të PVDF është 59MPA2.

Zgjatja në pushim: Me një normë tërheqëse prej 50 mm/min, zgjatja në pushim të PVDF është 60%2.

Forca fleksibël: Forca fleksibël e PVDF është midis 48 dhe 62 MPA3.

Moduli fleksibël i elasticitetit: Moduli fleksibël i PVDF është midis 1.4 dhe 1.8 GPA3.

Forca e kompresimit: Forca e kompresimit të PVDF është midis 69 dhe 103 MPA3.

Forca e ndikimit: Forca e ndikimit të PVDF është 211J-M-¹3.

Shfaqje	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Konstantë dielektrike (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Humbje dielektrike	0.03 ~ 0.05	0.005 ~ 0.02	0.03 ~ 0.05	0.09 ~ 0.11
Rezistenca e vëllimit/ω.m				2x10-12
Forcë dielektrike Trashësi/0.003175m Thikness/0.000203m				260 1300

(2) Karakteristikat elektrike

Vlerat e vetive elektrike të homopolimerit PVDF pa ndonjë mbushës dhe të patrajtuar janë renditur në Tabelën 2, ku vlerat ndryshojnë në mënyrë të konsiderueshme me ftohjen dhe trajtimin pas trajtimit, të cilat përcaktojnë që polimeri të ketë forma të ndryshme kristaline. Për ekzemplarët që u trajtuan në kushte të ndryshme në forca shumë të larta të fushës elektrike (polarizim) të orientuara për të marrë një morfologji kristalore të polarizuar në mënyrë të drejtuar, u matën konstantet dielektrike sa më të larta.

Karakteristikat unike dielektrike të PVDF dhe fenomenit polikristaline homogjene i japin këtij aktiviteti të lartë polimer piezoelektrik dhe termoelektrik. Marrëdhënia midis fenomeneve ferroelektrike të PVDF, duke përfshirë vetitë piezoelektrike dhe termoelektrike, dhe vetitë e tjera elektrike është diskutuar posaçërisht në referenca. Struktura konstante e lartë dielektrike e marrë dhe fenomenet komplekse polikristaline homogjene së bashku me faktorin e humbjes dielektrike të larta e bëjnë të pamundur përdorimin e PVDF si një material izolues për përcjellësit e ekspozuar ndaj rrymave me frekuencë të lartë, pasi materiali izolues do të nxehej në këtë rast dhe mund Edhe shkrihet. Nga ana tjetër, PVDF mund të shkrihet lehtësisht me anë të radiofrekuencës ose ngrohjes së elektrolitit, dhe kjo veçori përdoret në procese ose lidhje të caktuara. Rrezatimi me energji të lartë ndërlidhjet e kryqëzuara PVDF, duke rritur kështu forcën e tij mekanike. Kjo pronë është gjithashtu unike në mesin e polimereve pololefin, pasi polimeret e tjera degradojnë kur ekspozohen ndaj rrezatimit të energjisë së lartë.

(3) Karakteristikat kimike

PVDF gjithashtu ka veti të shkëlqyera kimike dhe është rezistent ndaj shumicës së acideve inorganike, bazave të dobëta, halogjeneve dhe agjentëve oksidues edhe në temperatura të larta, si dhe komponimeve alifatike dhe aromatike organike dhe tretës të klorinuar. Sidoqoftë, bazat e forta, aminat, esteret dhe ketonet mund të bëjnë që PVDF të fryhet, të zbutet apo edhe të shpërndahet në varësi të kushteve. Disa esterë dhe ketone mund të përdoren si bashkë-solventë për të shpërndarë PVDF. Një sistem i tillë lejon që veshja e shkrirë të shpërndahet ndërsa temperatura rritet, duke rezultuar në një petëzim të mirë.

PVDF është një nga pak polimeret gjysmë kristalore që është në përputhje me polimeret e tjera, veçanërisht rrëshirat akrilike dhe metakrilike. Forma kristalore, vetitë dhe performanca e këtyre polimereve të përziera varen nga struktura dhe përbërja e polimereve të shtuara, si dhe përbërja e PVDF. Për shembull, poliakrilati etilik është plotësisht i shijshëm me PVDF, ndërsa poliakrilati izopropil dhe kongjenerët e tij nuk janë. Kur zgjidhni një ndeshje, është e rëndësishme të keni një efekt të fortë dipole për të marrë përputhshmëri me PVDF, ndërsa fluori polivinil nuk është i pajtueshëm me fluoridin e polivinilidenit.