PVDF de la familia de fluorocarbono

November 03, 2024

Familia de resina fluorina de forma cristalina de PVDF, propiedades básicas, método de síntesis, áreas de aplicación y principales fabricantes

I. Introducción de PVDF

La resina de fluoruro de polivinilideno (PVDF) es un importante producto de fluoropolímero, y es la segunda producción y uso más grande de plásticos que contienen flúor. 2) millones. La resina VDF combina las características de las resinas fluorinas y las resinas de uso general, y tiene un excelente rendimiento de procesamiento, resistencia a la intemperie, resistencia a la corrosión, aislamiento, piezoelectricidad y dielectricidad, etc. y se usa ampliamente en la fabricación de resinas de fluorina, la resina PVDF tiene una excelente procesabilidad, resistencia, resistencia a la corrosión, aislamiento, piezoelectricidad y dielectricidad.

La cadena principal de PVDF tiene una estructura alterna de grupo CH2 y CF2-CF2, que influye en PVDF para tener algunas de las excelentes propiedades de polietileno (-CH2-CH2-) N y politetrafluoroetileno (-CF2-CF2-), etc., etc. Algunos Los grados disponibles comercialmente de resina PVDF están disponibles en una amplia gama de tamaños. Algunos grados de PVDF disponibles comercialmente son copolímeros de VDF y una pequeña cantidad de otros monómeros que contienen flúor (generalmente menos del 6%), el uso de monómeros que contienen flúor como HFP, CTFE y TFE, etc., la adición de copolimerización Monómeros para que el polímero tenga algunas propiedades diferentes de los homopolímeros, como mejorar la suavidad del PVDF, de modo que sea más adecuado para el procesamiento de alambre y cables.

Segundo, la forma cristalina de PVDF

Los homopolímeros de fluoruro de polivinilideno (PVDF) son polímeros semicristalinos cuyo grado de cristalinidad varía de 50% a 70% dependiendo del método de producción y la historia termodinámica del proceso. El grado de cristalinidad afecta en gran medida la rigidez, la resistencia mecánica y la resistencia al impacto de los polímeros de PVDF. Otros factores que afectan las propiedades de PVDF incluyen peso molecular y su distribución, irregularidades en las cadenas de carbono-carbono del polímero y la morfología cristalina. Similar a otras poliolefinas lineales, la forma cristalina de los polímeros de PVDF consiste en redes en capas y formas esféricas. La diferencia de tamaño y distribución entre los dos para diferentes tamaños de productos PVDF está determinada por el método de polimerización.

La cristalización de PVDF exhibe un fenómeno policristalino homogéneo complejo que no se ve en otros polímeros conocidos. Hay cuatro formas cristalinas diferentes: α, β, γ y δ. También se han informado cinco formas cristalinas en la literatura, a saber, α, β, γ, δ y ε. Estas formas cristalinas están presentes en diferentes proporciones, y los factores que afectan la proporción de estas estructuras cristalinas incluyen: presión, resistencia al campo eléctrico, cristalización de fusión controlada, precipitación de solventes y la presencia o ausencia de especies cristalinas durante la cristalización. α y β son las formas cristalinas más comunes en situaciones prácticas. morfología. Por lo general, el estado cristalino α se forma durante el procesamiento normal de la masa fundida, el estado cristalino β crece a partir de la deformación mecánica de la muestra procesada por fusión, el estado cristalino γ se genera en condiciones especiales, y el estado cristalino δ es causado por la distorsión de una fase bajo un campo eléctrico alto. La densidad de PVDF es de 1.98 g/cm3 para todos los casos α-cristalinos, y 1.68 g/cm3 para PVDF amorfo, de modo que cuando la densidad de un producto PVDF típico disponible comercialmente es 1.75 a 1.78 g/cm3, esto indica que su grado es su grado de cristalinidad es de aproximadamente el 40%.

Tercero, el rendimiento básico de PVDF

(1) Propiedades mecánicas

PVDF tiene excelentes propiedades mecánicas. En comparación con los polímeros de perfluorocarbono, la deformación elástica bajo carga (es decir, resistencia a la fluencia) es mucho mejor, la vida de flexión repetida es más larga y la resistencia al envejecimiento también mejora. La resistencia mecánica se mejora significativamente por el tratamiento direccional. Llenar una pequeña cantidad de cuentas de vidrio o fibras de carbono puede mejorar la resistencia del polímero base. Las propiedades mecánicas de VPDF son las siguientes.

PVDF (fluoruro de polivinilideno) tiene excelentes propiedades mecánicas, y sus parámetros de propiedad mecánica son los siguientes:

Resistencia a la tracción: la resistencia a la tracción de PVDF es de hasta 50 mPa, casi el doble de la de PTFE (politetrafluoroetileno) 1.

Módulo de tracción: a una velocidad de tracción de 5 mm/min, el módulo de tracción de PVDF es 2280MPA2.

Resistencia al rendimiento de la tracción: a una velocidad de tracción de 50 mm/min, la resistencia al rendimiento de la tracción de PVDF es de 59MPA2.

Elongación en el descanso: a una tasa de tracción de 50 mm/min, el alargamiento al descanso de PVDF es del 60%2.

Resistencia a la flexión: la resistencia a la flexión de PVDF está entre 48 y 62 MPA3.

Módulo de flexión de elasticidad: el módulo de flexión de PVDF está entre 1.4 y 1.8 GPA3.

Resistencia a la compresión: la resistencia a la compresión de PVDF está entre 69 y 103 MPA3.

Fuerza de impacto: la resistencia al impacto de PVDF es 211J-M-S-bly3.

Actuaciones	60Hz	10-3 Hz	10-6Hz	10-9Hz
Constante dieléctrica (25 ° C)	9 ~ 10	8 ~ 9	8 ~ 9	3 ~ 4
Pérdida dieléctrica	0.03 ~ 0.05	0.005 ~ 0.02	0.03 ~ 0.05	0.09 ~ 0.11
Resistencia de volumen/Ω.M				2x10-12
Resistencia dieléctrica Espesor/0.003175m Thichness/0.000203m				260 1300

(2) Propiedades eléctricas

Los valores de las propiedades eléctricas del homopolímero de PVDF sin ningún relleno y no tratados se enumeran en la Tabla 2, donde los valores varían considerablemente con el enfriamiento y el posterior al tratamiento, que determinan que el polímero tiene diferentes formas cristalinas. Para muestras que fueron tratadas en varias condiciones a muy altas resistencias a las fuerzas de campo eléctricas (polarización) orientadas para obtener una morfología cristalina polarizada direccional, se midieron constantes dieléctricas tan altas como 17.

Las propiedades dieléctricas únicas de PVDF y el fenómeno policristalino homogéneo dan esta actividad piezoeléctrica y termoeléctrica alta de polímero. La relación entre los fenómenos ferroeléctricos de PVDF, incluidas las propiedades piezoeléctricas y termoeléctricas, y otras propiedades eléctricas se ha discutido específicamente en las referencias. La estructura constante dieléctrica alta obtenida y los fenómenos policristalinos homogéneos complejos junto con el factor de pérdida dieléctrica alta hacen que sea imposible usar PVDF como material aislante para conductores expuestos a corrientes de alta frecuencia, ya que el material aislante se calentaría en este caso y puede que pueda incluso derretir. Por otro lado, PVDF se puede fundir fácilmente mediante radiofrecuencia o calentamiento de electrolitos, y esta característica se usa en ciertos procesos o conexiones. La irradiación de alta energía se envía PVDF, aumentando así su resistencia mecánica. Esta propiedad también es única entre los polímeros de poliolefina, ya que otros polímeros se degradan cuando se exponen a una alta irradiación de energía.

(3) Propiedades químicas

PVDF también tiene excelentes propiedades químicas y es resistente a la mayoría de los ácidos inorgánicos, bases débiles, halógenos y agentes oxidantes incluso a altas temperaturas, así como a compuestos alifáticos y aromáticos orgánicos y solventes clorados. Sin embargo, las bases fuertes, las aminas, los ésteres y las cetonas pueden hacer que el PVDF se hinche, se ablande o incluso se disuelva según las condiciones. Ciertos ésteres y cetonas pueden usarse como co-solventes para disolver PVDF. Tal sistema permite que el recubrimiento fundido se disuelva a medida que aumenta la temperatura, lo que resulta en una buena laminación.

PVDF es uno de los pocos polímeros semicristalinos que es compatible con otros polímeros, particularmente las resinas acrílicas y metacrílicas. La forma cristalina, las propiedades y el rendimiento de estos polímeros combinados dependen de la estructura y la composición de los polímeros agregados, así como de la composición del PVDF. Por ejemplo, el poliacrilato de etilo es completamente miscible con PVDF, mientras que el poliacrilato de isopropilo y sus congéneres no lo son. Al seleccionar una coincidencia, es importante tener un fuerte efecto dipolo para obtener compatibilidad con PVDF, mientras que el fluoruro de polivinilo no es compatible con el fluoruro de polivinilideno.