PVDF ของตระกูลฟลูออโรคาร์บอน
November 03, 2024
ฟลูออรีนเรซินตระกูลของรูปแบบผลึก PVDF คุณสมบัติพื้นฐานวิธีการสังเคราะห์พื้นที่การใช้งานและผู้ผลิตรายใหญ่
I. การแนะนำ PVDF
Polyvinylidene Fluoride (PVDF) เรซิ่นเป็นผลิตภัณฑ์ฟลูออโรโพลีเมอร์ที่สำคัญและเป็นการผลิตที่ใหญ่เป็นอันดับสองและการใช้พลาสติกที่มีฟลูออรีนที่มีส่วนผสม 2) Million.PVDF เรซินผสมผสานลักษณะของเรซินฟลูออรีนและเรซินอเนกประสงค์ทั่วไปและมีประสิทธิภาพการประมวลผลที่ยอดเยี่ยมความต้านทานต่อสภาพอากาศความต้านทานการกัดกร่อนฉนวนกันความร้อน piezoelectricity และอิเล็กทริก ฯลฯ เรซิน PVDF ยังใช้กันอย่างแพร่หลาย และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเรซินฟลูออรีนเรซิน PVDF มีความสามารถในการประมวลผลที่ยอดเยี่ยมสภาพอากาศความต้านทานการกัดกร่อนฉนวนกันความร้อน piezoelectricity และอิเล็กทริก
ห่วงโซ่หลักของ PVDF มีโครงสร้างกลุ่ม CH2- และ CF2- สลับกันซึ่งมีผลต่อ PVDF ที่จะมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของโพลีเอทิลีน (-CH2-CH2-) N และ polytetrafluoroethylene (-CF2-CF2-) n ฯลฯ เกรด PVDF เรซินที่มีวางจำหน่ายทั่วไปมีให้เลือกหลายขนาด PVDF ที่มีอยู่ทั่วไปบางเกรดคือโคพอลิเมอร์ของ VDF และโมโนเมอร์ที่มีฟลูออรีนอื่น ๆ (โดยทั่วไปน้อยกว่า 6%) การใช้โมโนเมอร์ที่มีฟลูออรีนเช่น HFP, CTFE และ TFE ฯลฯ โมโนเมอร์เพื่อให้พอลิเมอร์มีคุณสมบัติที่แตกต่างจาก homopolymers เช่นการปรับปรุงความนุ่มนวลของ PVDF เพื่อให้เหมาะสำหรับการประมวลผลลวดและสายเคเบิล
ประการที่สองรูปแบบผลึกของ PVDF
polyvinylidene fluoride (PVDF) homopolymers เป็นโพลีเมอร์กึ่งผลึกที่มีระดับผลึกแตกต่างจาก 50% ถึง 70% ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตและประวัติอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการ ระดับของผลึกมีผลต่อความแข็งแกร่งความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานต่อแรงกระแทกของโพลีเมอร์ PVDF ปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อคุณสมบัติของ PVDF ได้แก่ น้ำหนักโมเลกุลและการกระจายความผิดปกติในโซ่คาร์บอนคาร์บอนของพอลิเมอร์และสัณฐานวิทยาของผลึก เช่นเดียวกับโพลีโอเลฟินเชิงเส้นอื่น ๆ รูปแบบผลึกของโพลิเมอร์ PVDF ประกอบด้วยรูปแบบชั้นและรูปทรงทรงกลม ความแตกต่างของขนาดและการกระจายระหว่างทั้งสองสำหรับขนาดที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ PVDF นั้นถูกกำหนดโดยวิธีการโพลีเมอไรเซชัน
การตกผลึกของ PVDF แสดงปรากฏการณ์ polycrystalline ที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ซับซ้อนที่ไม่เคยเห็นในโพลีเมอร์อื่น ๆ ที่รู้จัก มีรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันสี่แบบ: α, β, γและΔ มีการรายงานรูปแบบผลึกห้าแบบในวรรณคดี ได้แก่ α, β, γ, Δและε รูปแบบผลึกเหล่านี้มีอยู่ในอัตราส่วนที่แตกต่างกันและปัจจัยที่มีผลต่ออัตราส่วนของโครงสร้างผลึกเหล่านี้ ได้แก่ : ความดัน, ความแรงของสนามไฟฟ้า, การตกผลึกละลาย, การตกตะกอน, การตกตะกอนจากตัวทำละลายและการมีหรือไม่มีชนิดผลึกในระหว่างการตกผลึก αและβเป็นรูปแบบผลึกที่พบมากที่สุดในสถานการณ์ที่ใช้งานได้จริง สัณฐานวิทยา โดยปกติแล้วสถานะผลึกαจะเกิดขึ้นในระหว่างการประมวลผลการหลอมเหลวปกติสถานะผลึกβจะเติบโตจากการเสียรูปเชิงกลของตัวอย่างที่ผ่านการหลอมเหลวสถานะผลึกγจะถูกสร้างขึ้นภายใต้สภาวะพิเศษและสถานะผลึกΔเกิดจากการบิดเบือนของเฟสหนึ่งเฟสเฟสหนึ่งเฟส ภายใต้สนามไฟฟ้าสูง ความหนาแน่นของ PVDF คือ 1.98 g/cm3 สำหรับกรณีผลึกαทั้งหมดและ 1.68 g/cm3 สำหรับ PVDF amorphous ดังนั้นเมื่อความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ PVDF ที่มีจำหน่ายทั่วไปคือ 1.75 ถึง 1.78 g/cm3 ของผลึกประมาณ 40%
ประการที่สามประสิทธิภาพพื้นฐานของ PVDF
(1) คุณสมบัติเชิงกล
PVDF มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม เมื่อเทียบกับโพลีเมอร์ perfluorocarbon การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นภายใต้ภาระ (เช่นความต้านทานคืบคืบ) ดีกว่ามากชีวิตของการงอซ้ำอีกต่อไปนั้นยาวขึ้นและความต้านทานต่อวัยก็ดีขึ้นเช่นกัน ความแข็งแรงทางกลดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยการรักษาทิศทาง การเติมลูกปัดแก้วหรือเส้นใยคาร์บอนจำนวนเล็กน้อยสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของพอลิเมอร์ฐาน PVDF คุณสมบัติเชิงกลมีดังนี้
PVDF (polyvinylidene fluoride) มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและพารามิเตอร์คุณสมบัติเชิงกลของมันมีดังนี้:
ความต้านทานแรงดึง: ความต้านทานแรงดึงของ PVDF สูงถึง 50MPa เกือบสองเท่าของ PTFE (polytetrafluoroethylene) 1
โมดูลัสแรงดึง: ในอัตราแรงดึง 5 มม./นาทีโมดูลัสแรงดึงของ PVDF คือ 2280MPA2
ความแข็งแรงของผลผลิตแรงดึง: ที่อัตราแรงดึง 50 มม./นาทีความแข็งแรงของผลผลิตแรงดึงของ PVDF คือ 59MPA2
การยืดตัวเมื่อหยุดพัก: ในอัตราแรงดึง 50 มม./นาทีการยืดตัวที่การหยุดพักของ PVDF คือ 60%2
ความแข็งแรงของการดัดงอ: ความแข็งแรงของ PVDF อยู่ระหว่าง 48 และ 62 MPa3
โมดูลัสดัดงอของความยืดหยุ่น: โมดูลัสดัดงอของ PVDF อยู่ระหว่าง 1.4 และ 1.8 GPA3
ความแข็งแรงของการบีบอัด: ความแข็งแรงของการบีบอัดของ PVDF อยู่ระหว่าง 69 และ 103 MPA3
ความแข็งแรงของผลกระทบ: ความแข็งแรงของผลกระทบของ PVDF คือ 211J-M-¹3
| การแสดง | 60Hz | 10-3 Hz | 10-6Hz | 10-9Hz |
| ค่าคงที่อิเล็กทริก (25 ° C) | 9 ~ 10 | 8 ~ 9 | 8 ~ 9 | 3 ~ 4 |
| การสูญเสียอิเล็กทริก | 0.03 ~ 0.05 | 0.005 ~ 0.02 | 0.03 ~ 0.05 | 0.09 ~ 0.11 |
| ความต้านทานปริมาตร/Ω.m | | | | 2x10-12 |
ความแข็งแรงของอิเล็กทริก ความหนา/0.003175m thichness/0.000203m | | | | 260 1300 |
(2) คุณสมบัติทางไฟฟ้า
ค่าของคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ homopolymer PVDF โดยไม่มีฟิลเลอร์และไม่ได้รับการรักษาอยู่ในตารางที่ 2 ซึ่งค่าแตกต่างกันมากกับการระบายความร้อนและการรักษาหลังการรักษาซึ่งกำหนดพอลิเมอร์ให้มีรูปแบบผลึกที่แตกต่างกัน สำหรับตัวอย่างที่ได้รับการรักษาภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ ที่ความแรงของสนามไฟฟ้าสูงมาก (โพลาไรเซชัน) ที่มุ่งเน้นเพื่อให้ได้สัณฐานวิทยาผลึกโพลาไรซ์แบบทิศทางทิศทางค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงถึง 17 ถูกวัด
คุณสมบัติอิเล็กทริกที่เป็นเอกลักษณ์ของ PVDF และปรากฏการณ์ polycrystalline ที่เป็นเนื้อเดียวกันให้โพลีเมอร์สูง piezoelectric และกิจกรรมเทอร์โมอิเล็กทริก ความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์ ferroelectric ของ PVDF รวมถึงคุณสมบัติ piezoelectric และ thermoelectric และคุณสมบัติทางไฟฟ้าอื่น ๆ ได้ถูกกล่าวถึงโดยเฉพาะในการอ้างอิง โครงสร้างคงที่ไดอิเล็กตริกสูงที่ได้รับและปรากฏการณ์ polycrystalline ที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ซับซ้อนพร้อมกับปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริกสูงทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ PVDF เป็นวัสดุฉนวนสำหรับตัวนำที่สัมผัสกับกระแสไฟฟ้าความถี่สูงเนื่องจากวัสดุฉนวนจะร้อนขึ้นในกรณีนี้ แม้แต่ละลาย ในทางกลับกัน PVDF สามารถละลายได้ง่ายโดยใช้คลื่นความถี่วิทยุหรือความร้อนด้วยอิเล็กโทรไลต์และคุณสมบัตินี้ใช้ในกระบวนการหรือการเชื่อมต่อบางอย่าง การฉายรังสีที่มีพลังงานสูง Cross-Links PVDF ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล คุณสมบัตินี้ยังไม่ซ้ำกันในหมู่โพลีโอเลฟินพอลิเมอร์เนื่องจากโพลีเมอร์อื่น ๆ จะลดลงเมื่อสัมผัสกับการฉายรังสีพลังงานสูง
(3) คุณสมบัติทางเคมี
PVDF ยังมีคุณสมบัติทางเคมีที่ยอดเยี่ยมและทนต่อกรดอนินทรีย์ส่วนใหญ่ฐานที่อ่อนแอ halogens และสารออกซิไดซ์แม้ที่อุณหภูมิสูงเช่นเดียวกับสารประกอบอะลิฟาติกอินทรีย์และอะโรมาติกและตัวทำละลายคลอรีน อย่างไรก็ตามฐานที่แข็งแกร่งเอมีนเอสเตอร์และคีโตนสามารถทำให้ PVDF บวมอ่อนลงหรือละลายขึ้นอยู่กับเงื่อนไข เอสเทอร์และคีโตนบางชนิดสามารถใช้เป็นตัวทำละลายร่วมเพื่อละลาย PVDF ระบบดังกล่าวช่วยให้การเคลือบหลอมเหลวละลายเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นทำให้เกิดการเคลือบที่ดี
PVDF เป็นหนึ่งในพอลิเมอร์กึ่งผลึกที่เข้ากันได้กับโพลีเมอร์อื่น ๆ โดยเฉพาะเรซินอะคริลิคและเมทาคริลิค รูปแบบผลึกคุณสมบัติและประสิทธิภาพของโพลีเมอร์ผสมเหล่านี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและองค์ประกอบของโพลีเมอร์ที่เพิ่มเข้ามารวมถึงองค์ประกอบของ PVDF ตัวอย่างเช่น ethyl polyacrylate สามารถผสมกับ PVDF ได้อย่างสมบูรณ์ในขณะที่ isopropyl polyacrylate และ congeners ไม่ได้ เมื่อเลือกการแข่งขันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีเอฟเฟกต์ไดโพลที่แข็งแกร่งเพื่อให้ได้ความเข้ากันได้กับ PVDF ในขณะที่ฟลูออไรด์โพลีไวนิลไม่สามารถใช้งานได้กับฟลูออไรด์โพลีไวนิลดีน
