Pvdf của họ fluorocarbon

November 03, 2024

Họ nhựa fluorine có dạng tinh thể PVDF, tính chất cơ bản, phương pháp tổng hợp, khu vực ứng dụng và các nhà sản xuất chính

I. Giới thiệu PVDF

Nhựa polyvinylidene fluoride (PVDF) là một sản phẩm fluoropolyme quan trọng, và là sản phẩm lớn thứ hai và sử dụng nhựa chứa flo.pvdf nhựa được làm từ đồng nhất hóa hoặc copolyme hóa vinylidene fluoride (VDF), với khối lượng phân tử (40 ~ 40 2) triệu.pvdf nhựa kết hợp các đặc tính của nhựa flo và nhựa đa năng, và có hiệu suất xử lý tuyệt vời, kháng thời tiết, kháng ăn mòn, cách điện, áp điện và điện môi, v.v. , và được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất nhựa flo, nhựa PVDF có khả năng xử lý tuyệt vời, khả năng thời tiết, kháng ăn mòn, cách điện, áp điện và điện môi.

Chuỗi chính của PVDF có cấu trúc nhóm CH2- và CF2- xen kẽ, ảnh hưởng đến PVDF để có một số tính chất tuyệt vời của polyetylen (-CH2-CH2-) Các loại nhựa PVDF có sẵn trên thị trường có sẵn trong một loạt các kích cỡ. Một số loại PVDF có bán trên thị trường là copolyme của VDF và một lượng nhỏ các monome chứa flo khác (thường dưới 6%), sử dụng các monome có chứa flo như HFP, CTFE và TFE, v.v. Các monome để polymer có một số tính chất khác nhau từ các homopolyme, như để cải thiện độ mềm của PVDF, để nó phù hợp hơn cho xử lý dây và cáp.

Thứ hai, dạng PVDF tinh thể

Các homopolyme polyvinylidene fluoride (PVDF) là các polyme bán tinh thể có mức độ kết tinh thay đổi từ 50% đến 70% tùy thuộc vào phương pháp sản xuất và lịch sử nhiệt động của quá trình. Mức độ kết tinh ảnh hưởng rất lớn đến độ cứng, cường độ cơ học và khả năng chống va đập của polyme PVDF. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến tính chất của PVDF bao gồm trọng lượng phân tử và sự phân bố của nó, sự bất thường trong chuỗi carbon carbon của polymer và hình thái tinh thể. Tương tự như các polyolefin tuyến tính khác, dạng tinh thể của các polyme PVDF bao gồm các mạng xếp lớp và các dạng hình cầu. Sự khác biệt về kích thước và phân phối giữa hai đối với các kích thước khác nhau của các sản phẩm PVDF được xác định bằng phương pháp trùng hợp.

Sự kết tinh của PVDF thể hiện một hiện tượng đa tinh thể đồng nhất phức tạp không thấy trong các polyme đã biết khác. Có bốn dạng tinh thể khác nhau: α,, và. Năm dạng tinh thể cũng đã được báo cáo trong tài liệu, cụ thể là α,,,, và. Các dạng tinh thể này có mặt ở các tỷ lệ khác nhau và các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ của các cấu trúc tinh thể này bao gồm: áp suất, cường độ điện trường, kết tinh tan chảy, kết tủa từ dung môi và sự hiện diện hoặc vắng mặt của các loài tinh thể trong quá trình kết tinh. α và là các dạng tinh thể phổ biến nhất trong các tình huống thực tế. hình thái. Thông thường, trạng thái tinh thể α được hình thành trong quá trình xử lý tan chảy bình thường, trạng thái tinh thể β phát triển từ biến dạng cơ học của mẫu được xử lý tan chảy, trạng thái tinh thể được tạo ra trong điều kiện đặc biệt và trạng thái tinh thể được gây ra bởi sự biến dạng của một pha dưới một điện trường cao. Mật độ của PVDF là 1,98 g/cm3 cho tất cả các trường hợp α-crystalline và 1,68 g/cm3 đối với PVDF vô định hình, do đó khi mật độ của sản phẩm PVDF có sẵn trên thị trường điển hình là 1,75 đến 1,78 g/cm3, điều này cho thấy mức độ của nó của tinh thể là khoảng 40%.

Thứ ba, hiệu suất cơ bản của PVDF

(1) Tính chất cơ học

PVDF có tính chất cơ học tuyệt vời. So với các polyme perfluorocarbon, biến dạng đàn hồi dưới tải trọng (điện trở creep) tốt hơn nhiều, tuổi thọ của uốn cong lặp đi lặp lại dài hơn và khả năng chống lão hóa cũng được cải thiện. Sức mạnh cơ học được cải thiện đáng kể bằng cách điều trị định hướng. Việc lấp đầy một lượng nhỏ hạt thủy tinh hoặc sợi carbon có thể cải thiện sức mạnh của các tính chất cơ học của polymer.pvdf như sau.

PVDF (polyvinylidene fluoride) có tính chất cơ học tuyệt vời và các tham số tính chất cơ học của nó như sau:

Độ bền kéo: Độ bền kéo của PVDF lên tới 50MPa, gần gấp đôi so với PTFE (Polytetrafluoroetylen) 1.

Mô đun kéo: Với tốc độ kéo là 5 mm/phút, mô đun kéo của PVDF là 2280MPa2.

Sức mạnh năng suất kéo: Với tốc độ kéo là 50mm/phút, cường độ năng suất kéo của PVDF là 59MPa2.

Độ giãn dài khi phá vỡ: Với tốc độ kéo 50mm/phút, độ giãn dài khi phá vỡ PVDF là 60%2.

Độ bền uốn: Độ bền uốn của PVDF nằm trong khoảng từ 48 đến 62 MPa3.

Mô đun uốn của độ đàn hồi: Mô đun uốn của PVDF nằm trong khoảng từ 1,4 đến 1,8 GPA3.

Độ bền nén: Độ bền nén của PVDF nằm trong khoảng từ 69 đến 103 MPa3.

Sức mạnh tác động: Sức mạnh tác động của PVDF là 211J-M-3.

Biểu diễn	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Hằng số điện môi (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Mất điện môi	0,03 ~ 0,05	0,005 ~ 0,02	0,03 ~ 0,05	0,09 ~ 0,11
Điện trở âm lượng/ω.M				2x10-12
Sức mạnh điện môi Độ dày/0,003175m Thichness/0,000203m				260 1300

(2) Tính chất điện

Các giá trị của tính chất điện của homopolyme PVDF mà không có chất phụ và không được xử lý được liệt kê trong Bảng 2, trong đó các giá trị thay đổi đáng kể với việc làm mát và sau xử lý, xác định polymer có các dạng tinh thể khác nhau. Đối với các mẫu vật được xử lý trong các điều kiện khác nhau ở cường độ điện trường rất cao (phân cực) được định hướng để có được một hình thái tinh thể phân cực theo hướng, hằng số điện môi cao như 17 được đo.

Các tính chất điện môi độc đáo của PVDF và hiện tượng đa tinh thể đồng nhất cho hoạt động áp điện và điện áp cao polymer này. Mối quan hệ giữa các hiện tượng sắt điện của PVDF, bao gồm các tính chất áp điện và nhiệt điện, và các tính chất điện khác đã được thảo luận cụ thể trong các tài liệu tham khảo. Cấu trúc hằng số điện môi cao thu được và hiện tượng đa tinh thể đồng nhất phức tạp cùng với yếu tố mất điện môi cao khiến không thể sử dụng PVDF như một vật liệu cách điện cho các dây dẫn tiếp xúc với dòng tần số cao, vì vật liệu cách điện sẽ nóng lên trong trường hợp này và có thể thậm chí tan chảy. Mặt khác, PVDF có thể dễ dàng bị tan chảy bằng phương pháp làm cho tần số vô tuyến hoặc gia vị, và tính năng này được sử dụng trong một số quy trình hoặc kết nối nhất định. PVDF liên kết chéo năng lượng cao, do đó làm tăng cường độ cơ học của nó. Tài sản này cũng là duy nhất trong số các polyme polyolefin, vì các polyme khác xuống cấp khi tiếp xúc với chiếu xạ năng lượng cao.

(3) Tính chất hóa học

PVDF cũng có tính chất hóa học tuyệt vời và có khả năng kháng hầu hết các axit vô cơ, bazơ yếu, halogen và chất oxy hóa ngay cả ở nhiệt độ cao, cũng như các hợp chất aliphatic và thơm hữu cơ và dung môi clo. Tuy nhiên, các cơ sở mạnh mẽ, amin, este và ketone có thể khiến PVDF sưng lên, làm mềm hoặc thậm chí hòa tan tùy thuộc vào các điều kiện. Một số este và ketone có thể được sử dụng làm đồng rắn để hòa tan PVDF. Một hệ thống như vậy cho phép lớp phủ nóng chảy hòa tan khi nhiệt độ tăng lên, dẫn đến một lớp tốt.

PVDF là một trong số ít các polyme bán tinh thể tương thích với các polyme khác, đặc biệt là nhựa acrylic và methacrylic. Dạng tinh thể, tính chất và hiệu suất của các polyme hỗn hợp này phụ thuộc vào cấu trúc và thành phần của các polyme được thêm vào, cũng như thành phần của PVDF. Ví dụ, ethyl polyacrylate hoàn toàn có thể trộn được với PVDF, trong khi isopropyl polyacrylate và các đồng loại của nó thì không. Khi chọn một trận đấu, điều quan trọng là phải có hiệu ứng lưỡng cực mạnh để có được khả năng tương thích với PVDF, trong khi polyvinyl fluoride không tương thích với polyvinylidene fluoride.