PVDF da família de fluorocarbono

November 03, 2024

Família de resina fluorina de forma cristalina de PVDF, propriedades básicas, método de síntese, áreas de aplicação e principais fabricantes

I. Introdução de PVDF

A resina de fluoreto de polivinilideno (PVDF) é um importante produto de fluoropolímero e é a segunda maior produção e uso de plásticos contendo flúor. A resina de pvdf é feita de homopolimerização ou copolimerização de fluoreto de vinilideno (VDF), com uma massa molarcular relativa de (40 ~ 2) MOLLE. e é amplamente utilizado na fabricação de resinas de flúor, a resina de PVDF possui excelente processabilidade, clima, resistência à corrosão, isolamento, piezoeletricidade e dieletricidade.

A principal cadeia de PVDF possui uma estrutura alternada do grupo CH2 e CF2, que influencia o PVDF a ter algumas das excelentes propriedades de polietileno (-CH2-CH2-) N e politetrafluoroetileno (-cf2-cf2-) n, etc. Alguns Os graus de resina de PVDF disponíveis no mercado estão disponíveis em uma ampla gama de tamanhos. Alguns graus de PVDF disponíveis comercialmente são disponíveis de VDF e uma pequena quantidade de outros monômeros contendo flúor (geralmente menos de 6%), o uso de monômeros contendo fluorina, como HFP, CTFE e TFE, etc., a adição de copolimerização Os monômeros para que o polímero tenha algumas propriedades diferentes dos homopolímeros, como melhorar a suavidade do PVDF, para que seja mais adequado para o processamento de fios e cabos.

Segundo, a forma cristalina de PVDF

Os homopolímeros de fluoreto de polivinilideno (PVDF) são polímeros semi-cristalinos cujo grau de cristalinidade varia de 50% a 70%, dependendo do método de produção e da história termodinâmica do processo. O grau de cristalinidade afeta muito a rigidez, a resistência mecânica e a resistência ao impacto dos polímeros de PVDF. Outros fatores que afetam as propriedades do PVDF incluem peso molecular e sua distribuição, irregularidades nas cadeias carbono-carbono do polímero e morfologia cristalina. Semelhante a outras poliolefinas lineares, a forma cristalina de polímeros de PVDF consiste em redes em camadas e formas esféricas. A diferença de tamanho e distribuição entre os dois para diferentes tamanhos dos produtos PVDF é determinada pelo método de polimerização.

A cristalização do PVDF exibe um complexo fenômeno policristalino homogêneo não visto em outros polímeros conhecidos. Existem quatro formas cristalinas diferentes: α, β, γ e δ. Cinco formas cristalinas também foram relatadas na literatura, a saber α, β, γ, δ e ε. Essas formas cristalinas estão presentes em diferentes proporções, e fatores que afetam a proporção dessas estruturas cristalinas incluem: pressão, força do campo elétrico, cristalização controlada por fusão, precipitação de solventes e presença ou ausência de espécies cristalinas durante a cristalização. α e β são as formas cristalinas mais comuns em situações práticas. morfologia. Geralmente, o estado cristalino α é formado durante o processamento normal de fusão, o estado cristalino β cresce a partir da deformação mecânica da amostra processada por fusão, o estado cristalino γ é gerado em condições especiais e o estado cristalino δ é causado por distorção de uma fase sob um campo elétrico alto. A densidade de PVDF é de 1,98 g/cm3 para todos os casos de cristalina α e 1,68 g/cm3 para PVDF amorfo, de modo que, quando a densidade de um produto de PVDF comercialmente disponível de 1,75 a 1,78 g/cm3, indica que seu grau de cristalinidade é de cerca de 40%.

Terceiro, o desempenho básico do PVDF

(1) Propriedades mecânicas

O PVDF possui excelentes propriedades mecânicas. Comparado aos polímeros de perfluorocarbono, a deformação elástica sob carga (ou seja, resistência à fluência) é muito melhor, a vida da flexão repetida é mais longa e a resistência ao envelhecimento também é melhorada. A força mecânica é significativamente melhorada pelo tratamento direcional. O preenchimento de uma pequena quantidade de contas de vidro ou fibras de carbono pode melhorar a força do polímero de base. As propriedades mecânicas de pvdf são as seguintes.

O PVDF (fluoreto de polivinilideno) possui excelentes propriedades mecânicas, e seus parâmetros de propriedade mecânica são os seguintes:

Resistência à tração: A resistência à tração do PVDF é de até 50MPa, quase duas vezes a de PTFE (politetrafluoroetileno) 1.

Módulo de tração: a uma taxa de tração de 5 mm/min, o módulo de tração de PVDF é 2280mpa2.

Resistência à tração: a uma taxa de tração de 50 mm/min, a resistência ao escoamento de tração do PVDF é de 59mpa2.

Alongamento no intervalo: a uma taxa de tração de 50 mm/min, o alongamento no intervalo de PVDF é de 60%2.

Resistência à flexão: A resistência à flexão do PVDF está entre 48 e 62 MPA3.

Módulo de elasticidade flexural: o módulo de flexão do PVDF está entre 1,4 e 1,8 GPa3.

Força de compressão: A força de compressão do PVDF está entre 69 e 103 MPA3.

Força de impacto: A força de impacto do PVDF é 211J-M-tal3.

Performances	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Constante dielétrica (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Perda dielétrica	0,03 ~ 0,05	0,005 ~ 0,02	0,03 ~ 0,05	0,09 ~ 0,11
Resistência ao volume/ω.m				2x10-12
Força dielétrica Espessura/0,003175m Thichness/0,000203m				260 1300

(2) Propriedades elétricas

Os valores das propriedades elétricas do homopolímero de PVDF sem qualquer preenchimento e não tratado estão listados na Tabela 2, onde os valores variam consideravelmente com o resfriamento e o pós-tratamento, que determinam que o polímero possui formas cristalinas diferentes. Para espécimes que foram tratados sob várias condições com forças de campo elétrico muito altas (polarização) orientadas para obter uma morfologia cristalina polarizada direcionalmente, foram medidas constantes dielétricas de até 17.

As propriedades dielétricas únicas do PVDF e o fenômeno policristalino homogêneo dão a essa atividade piezoelétrica e termoelétrica de polímero. A relação entre os fenômenos ferroelétricos do PVDF, incluindo propriedades piezoelétricas e termoelétricas, e outras propriedades elétricas foi discutida especificamente nas referências. A alta estrutura constante dielétrica obtida e o complexo fenômeno policristalino homogêneo, juntamente com o alto fator de perda dielétrica, tornam impossível o uso de PVDF como material isolante para condutores expostos a correntes de alta frequência, uma vez que o material isolante esquentaria neste caso e pode até derreter. Por outro lado, o PVDF pode ser facilmente derretido por meio de radiofreqüência ou aquecimento de eletrólitos, e esse recurso é usado em determinados processos ou conexões. A irradiação de alta energia reticula o PVDF, aumentando assim sua força mecânica. Essa propriedade também é única entre os polímeros de poliolefina, à medida que outros polímeros se degradam quando expostos à irradiação de alta energia.

(3) Propriedades químicas

O PVDF também possui excelentes propriedades químicas e é resistente à maioria dos ácidos inorgânicos, bases fracas, halogênios e agentes oxidantes, mesmo em altas temperaturas, bem como com compostos alifáticos e aromáticos orgânicos e solventes clorados. No entanto, bases fortes, aminas, ésteres e cetonas podem fazer com que o PVDF incha, suavize ou até dissolva, dependendo das condições. Certos ésteres e cetonas podem ser usados como co-solventes para dissolver o PVDF. Esse sistema permite que o revestimento fundido se dissolva à medida que a temperatura aumenta, resultando em uma boa laminação.

O PVDF é um dos poucos polímeros semi-cristalinos que são compatíveis com outros polímeros, particularmente resinas acrílicas e metacrílicas. A forma cristalina, as propriedades e o desempenho desses polímeros misturados dependem da estrutura e da composição dos polímeros adicionados, bem como da composição do PVDF. Por exemplo, o poliacrilato de etila é completamente miscível com o PVDF, enquanto o poliacrilato de isopropil e seus congêneres não são. Ao selecionar uma correspondência, é importante ter um forte efeito dipolo para obter compatibilidade com o PVDF, enquanto o fluoreto de polivinil não é compatível com fluoreto de polivinilideno.