フルオロカーボンファミリーのPVDF
November 03, 2024
PVDF結晶形、基本特性、合成方法、アプリケーションエリア、主要メーカーのフッ素樹脂ファミリー
I. PVDFの導入
ポリポリビニリデンフッ化物(PVDF)樹脂は重要なフルオロポリマー製品であり、フッ素含有プラスチックの2番目に大きい生産と使用です。 2)MILLIN.PVDF樹脂フッ素樹脂と汎用樹脂の特性を組み合わせて、優れた加工性能、気象抵抗、耐性、断熱性、圧電、誘電性などを備えています。 、およびフッ素樹脂の製造に広く使用されているPVDF樹脂は、優れた加工性、風化可能性、耐食性、断熱性、圧電性、誘電性を備えています。
PVDFの主な鎖には、PVDFに影響を与え、ポリエチレン(-CH2-CH2-)Nおよびポリテトラフルオロエチレン(-CF2-CF2-)Nなどの優れた特性を持つようにPVDFに影響を与える交互のCH2およびCF2グループ構造があります。 PVDF樹脂の市販のグレードは、幅広いサイズで利用できます。 PVDFの市販のグレードの一部は、VDFの共重合体であり、他の少量のフッ素含有モノマー(一般に6%未満)であり、HFP、CTFE、TFEなどのフッ素含有モノマーの使用、共重合の添加であるポリマーには、PVDFの柔らかさを改善するなど、ホモポリマーとは異なる特性があるため、ワイヤーやケーブル処理により適しています。
第二に、PVDFの結晶型
ポリポリビニリデン(PVDF)ホモポリマーは、プロセスの生産方法と熱力学的履歴に応じて、結晶化度の程度が50%から70%まで変化する半結晶性ポリマーです。結晶性の程度は、PVDFポリマーの剛性、機械的強度、耐衝撃性に大きく影響します。 PVDFの特性に影響を与える他の要因には、分子量とその分布、ポリマーの炭素炭素鎖の不規則性、および結晶の形態が含まれます。他の線形ポリオレフィンと同様に、PVDFポリマーの結晶型は、層状格子と球形の形で構成されています。 PVDF製品の異なるサイズの2つのサイズと分布の違いは、重合方法によって決定されます。
PVDFの結晶化は、他の既知のポリマーでは見られない複雑な均質な多結晶現象を示します。 α、β、γ、およびδの4つの異なる結晶型があります。文献では、α、β、γ、δ、およびεなど、5つの結晶型も報告されています。これらの結晶型は異なる比率で存在し、これらの結晶構造の比率に影響する要因には、圧力、電界強度、制御された溶融結晶化、溶媒からの沈殿、結晶化中の結晶種の存在または欠如が含まれます。 αとβは、実際の状況で最も一般的な結晶型です。形態。通常、α結晶状態は正常な溶融処理中に形成され、β結晶状態は溶融処理サンプルの機械的変形から成長し、γ結晶状態は特別な条件下で生成され、δ結晶状態は1相の歪みによって引き起こされます高い電界の下。 PVDFの密度は、すべてのα結晶症例では1.98 g/cm3、アモルファスPVDFの場合は1.68 g/cm3であるため、典型的に利用可能なPVDF産物の密度が1.75〜1.78 g/cm3である場合、これは次の度を示しています。結晶化度は約40%です。
第三に、PVDFの基本パフォーマンス
(1)機械的特性
PVDFには優れた機械的特性があります。パーフルオロカーボンポリマーと比較して、負荷下の弾性変形(すなわちクリープ抵抗)ははるかに優れており、繰り返される屈曲の寿命が長く、老化抵抗も改善されます。機械的強度は、方向性処理によって大幅に改善されます。少量のガラスビーズまたは炭素繊維を充填すると、ベースポリマーの強度が向上する可能性があります。PVDF機械的特性は次のとおりです。
PVDF(ポリビニリデンフッ化物)には優れた機械的特性があり、その機械的特性パラメーターは次のとおりです。
引張強度:PVDFの引張強度は最大50mPaで、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のほぼ2倍です1。
引張弾性率:5mm/minの引張速度では、PVDFの引張弾性率は2280MPA2です。
引張降伏強度:50mm/minの引張速度では、PVDFの引張電力強度は59MPa2です。
休憩時の伸長:50mm/minの引張速度で、PVDFの破壊時の伸長は60%2です。
曲げ強度:PVDFの曲げ強度は48〜62 MPA3です。
弾性の曲げ弾性率:PVDFの曲げ弾性率は1.4〜1.8 GPA3です。
圧縮強度:PVDFの圧縮強度は69〜103 MPA3です。
衝撃強度:PVDFの衝撃強度は211J-M-¹3です。
パフォーマンス | 60Hz | 10-3 Hz | 10-6Hz | 10-9Hz |
誘電率(25°C) | 9〜10 | 8〜9 | 8〜9 | 3〜4 |
誘電損失 | 0.03〜0.05 | 0.005〜0.02 | 0.03〜0.05 | 0.09〜0.11 |
体積抵抗/ω.m | | | | 2x10-12 |
誘電強度 厚さ/0.003175m チッチネス/0.000203m | | | | 260 1300 |
(2)電気的特性
フィラーのないPVDFホモポリマーの電気特性の値は、表2にリストされています。ここでは、値は冷却と治療後によってかなり異なり、ポリマーが異なる結晶型を持つことを決定します。方向的に偏光結晶形態を取得するために配向した非常に高い電界強度(偏光)でさまざまな条件下で処理された標本の場合、17までの高誘電体定数が測定されました。
PVDFのユニークな誘電特性と均一な多結晶現象により、このポリマーの高い圧電および熱電気活性が得られます。圧電および熱電特性を含むPVDFの強誘電現象、およびその他の電気特性の関係は、参照で具体的に説明されています。得られた高誘電率構造と複雑な均一な多結晶現象と高誘電体損失因子は、高周波電流にさらされた導体の絶縁材料としてPVDFを使用することを不可能にします。溶けさえします。一方、PVDFは、無線周波数または電解質加熱によって簡単に溶かすことができ、この機能は特定のプロセスまたは接続で使用されます。高エネルギー照射架橋PVDFは、その機械的強度を高めます。この特性は、高エネルギー照射にさらされると他のポリマーが分解するため、ポリオレフィンポリマーの間でもユニークです。
(3)化学的特性
PVDFは優れた化学的性質も備えており、ほとんどの無機酸、弱い塩基、ハロゲン、酸化剤、高温でも酸化剤、および有機脂肪族および芳香族化合物および塩素化溶媒に耐性があります。ただし、強い塩基、アミン、エステル、ケトンは、条件に応じてPVDFを膨張させたり、柔らかくしたり、溶けたりすることさえあります。特定のエステルとケトンは、PVDFを溶解するための共溶媒として使用できます。このようなシステムにより、温度が上昇するにつれて溶融コーティングが溶解し、良好な積層をもたらすことができます。
PVDFは、他のポリマー、特にアクリルおよびメタクリル樹脂と互換性がある数少ない半結晶ポリマーの1つです。これらのブレンドポリマーの結晶形、特性、および性能は、追加されたポリマーの構造と組成、ならびにPVDFの組成に依存します。たとえば、エチルポリアクリレートはPVDFと完全に混和しますが、イソプロピルポリアクリレートとその同族体はそうではありません。一致を選択するときは、ポリフッ化ビニルとフッ化物ビニリデンと互換性がないのに対し、PVDFとの互換性を得るために強力な双極子効果を持つことが重要です。