


PVDF的性能
聚偏氟乙烯是一种半结晶性线性聚合物,由偏氟乙烯单体均聚而成的含氟聚合物,目前工业上聚合方法主要是悬浮聚合和乳液聚合两种。由于PVDF分子链的结构规整度高,并且氟原子半径比较小,碳碳单键可以通过内旋转使得氟原子和氢原子在空间的几何排布呈现多样化,亦即分子链段表现出不同的构象,造成PVDF具有较多的晶相,迄今报道有α、β、γ、δ及ε等5种晶型,但目前对ε相的报道仍然很少。
图1 α、γ和β相PVDF的分子链的构象
由于PVDF具有良好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和对电解液游良好的亲和性,主要应用于锂电池、光伏、涂料、注塑、水处理膜等领域,是含氟塑料中产量第二位大产品。其物理性能见表1
表1.PVDF的物理力学性能



PVDF的加工
PVDF的熔点(165~180℃)与分解温度(350)相差100℃以上,热稳定性高,因而其具有良好的加工性能,但是导热性较差,溶体粘度又高,因此在选择加工设备时应充分考虑。PVDF通常可采用模压、挤出、注塑、浇铸等成型加工方式,其成型温度为200~280℃,避免长期高温而分解碳化。
1.挤出成型:采用挤出成型可将PVDF制成薄膜、片材、管、棒和电源绝缘套等,一般要求树脂有较好的熔融流动性和较好的稳定性。
2.注塑:低分子量级的PVDF熔融流动速度高,可以用喷射注塑的加工方法进行加工,其优点是生产效率高,劳动强度低,制品外观好。
3.浇铸:浇注成型是以二甲基乙酰胺为溶剂,将PVDF配置成固含量为20%溶液,流延在铝箔上,经过205~315摄氏度热熔后,用水急冷即可制成厚0.05~0.075mm的连续强韧膜。
4.模压成型:分子量50万以上的PVDF熔融流动性差,成型稳定性好。PVDF树脂主要采用普通模压成型和传递模压成型两种加工方式,主要用于生产壁厚大的制品,如:耐腐蚀厚板、管件、泵、阀门、容器等。


PVDF的应用
1.功能型保护膜:表面保护膜主要用于光伏太阳能电池封装材料、汽车贴膜等
2.锂电池材料:PVDF是锂离子电池正极粘黏剂的重要组成部分,对电池的性能指标、安全性和良品率起决定性的作用。
3.滤膜:PVDF可制成的微孔膜、超滤膜、反渗膜等,现已广泛应用于食品、制药、化学试剂、生物工程以及环境工程等领域。
4.滤布:有针织布、无纺布、机织布等作为滤布使用其耐腐蚀性能优异,过滤效果好。
5.涂料:由于PVDF树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养,该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑。
6.压电膜:主要应用于心脏起搏器、红外传感器、防噪声头戴式电话耳机、呼吸检测器、电子摄影的色调调制机构、高保真电子小提琴。
7.PVDF还能应用于其他方面,比如:应用于自控温加热电缆;是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一;PVDF良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送;另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性,如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料,已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等;在纺织领域中,PVDF可被制成单丝、中空纤维和非织造布。