ГЛАВНОЕ

Союз переработчиков пластмасс

ПОЛИМЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ: газета, купить и продать оборудование, цены на полимеры, изделия из пластмасс, книги, маркетинг, вакансии
стать партнером


Рейтинг@Mail.ru

Медиаплан 2018

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ

Что такое поливинилиденфторид (PVDF, ПВДФ, фторопласт). Подробное руководство

Тема: Сырье

В последние годы отмечается значительное повышение интереса к такому полимеру, как поливинилиденфторид (ПВДФ, PVDF, фторопласт). Этот интерес объясняется тем, что полимер обладает высокими пьезоэлектрическими свойствами по сравнению с любым другим коммерческим полимером.

Полимер широко используется в высокотехнологических сферах, таких как производство оборудования для химических процессов, электроники и электрических приборов, энергетика и специальные сферы.

Что такое ПВДФ  (PVDF)

ПВДФ (PVF2, (PVDF) или поливинилиденфторид, или поливинилидендифторид) является полукристаллическим, высокочистым термопластичным фторполимером. Он может эксплуатироваться при температурах до 150 °C. ПВДФ обладает хорошим сочетанием следующих свойств:
-хорошая химическая стойкость;
-высокая механическая прочность;
-пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства;
-хорошая перерабатываемость.

Преимущества материала, такие как нерастворимость и хорошие электрические свойства, объясняются разной полярностью чередующихся групп CH2 и CF2, расположенных вдоль полимерной цепи.

ПВДФ хорошо перерабатывается из расплава, и изделия из него могут формоваться методами литья под давлением и компрессионного формования. В результате этого материал часто используется в оборудовании для химических производств (насосы, клапаны, трубы, трубки и фитинги, датчики, исполнительные механизмы и т.д.).

Материал применяется во многих электронных компонентах, особенно в качестве материала для оболочки в кабелях, используемых в устройствах для передачи голоса и видео, а также в системах сигнализации. ПВДФ плохо горит и выделяет мало дыма, что является основным фактором, позволяющим использовать его в указанных сферах.

ПВДФ все чаще используется в качестве связующего при производстве катодов и анодов для литий-ионных батарей, а также в качестве аккумуляторного сепаратора в литий-ионных полимерных системах.

ПВДФ начинает использоваться и в новых сферах, таких как производство мембран для топливных ячеек, а также компонентов интерьера самолетов и офисного оборудования.

Благодаря хорошей комбинации свойств и перерабатываемости ПВДФ стал вторым по объему использования фторполимером (после ПТФЭ).

ПВДФ реализуется в коммерческих масштабах в виде марок с широким диапазоном значений показателя текучести расплава и с различными добавками, что позволяет улучшить его переработку или свойства конечного изделия. Сегодня ПВДФ реализуется под множеством различных брендов.

Как производится ПВДФ

ПВДФ (гомополимеры и сополимеры) обычно синтезируется по процессу свободнорадикальной полимеризации из 1,1-дифторэтилена (CH2=CF2). Полимеризация происходит в суспензии или эмульсии при температуре от 10 до 150°C и давлении 10–300 атм. Получаемый материал затем перерабатывается в пленки или листы.

Хлоротрифтороэтилен (ХТФЭ) или гексафторопропен (ГФП) — это сомономеры, наиболее часто используемые при получении сополимерных марок ПВДФ.

Сополимеры ПВДФ с ГФП характеризуются повышенной гибкостью по сравнению с гомополимерными марками ПВДФ.

Сополимеры с ХТФЭ являются одними из наиболее гибких ПВДФ-продуктов, которые также имеют хорошие низкотемпературные свойства и низкую усадку.

Сополимеры хорошо подходят для процессов производства кабелей и трубок, которые должны обладать повышенной гибкостью.

Свойства ПВДФ

Кристаллическая структура
Обычно ПВДФ является частично кристаллизующимся полимером, в котором содержится примерно 50% аморфной фазы. Он характеризуется регулярной структурой — большинство звеньев ВДФ соединяются друг с другом по принципу «голова к хвосту» и лишь незначительное количество — по принципу «голова к голове».

Этот фторполимер существует в четырех возможных конформациях, которые получили названия α-, β-, γ-, δ-фазы.

Связи C–F являются полярными, и максимальный дипольный момент достигается в том случае, если все диполи полимерной молекулы располагаются в одном и том же направлении. Такая структура соответствует β-фазе ПВДФ. Оптимальные пьезоэлектрические характеристики полимера достигаются в том случае, если он содержит β-фазу.

Дипольные моменты α-кристаллитов ориентируются в обратном направлении, в результате чего достигается нулевая степень поляризации.

Химическая стойкость
Химическая инертность фторполимеров может существенно различаться. Так, ПТФЭ, ФЭП, ПФА и МФА обладают высокой инертностью, в то время как широкий диапазон химических продуктов, в частности частично фторированные полимеры, такие как ХТФЭ (или ПХТФЭ) и ЭХТФЭ, ее не имеют.

При повышенных температурах ПВДФ может растворяться в органических растворителях, таких как сложные эфиры и амины, что позволяет наносить ПВДФ на детали химического оборудования и архитектурные панели в качестве коррозионно-стойкого покрытия.

Изделия, изготовленные из ПВДФ, обладают высокой стойкостью к действию минеральных и органических кислот, алифатических и ароматических углеводородов, спиртов и галогенсодержащих растворителей.

Электрические и пьезоэлектрические свойства ПВДФ
ПВДФ используется в основном при производстве изоляции для кабелей и проводов. Это объясняется тем, что материал обладает высокой диэлектрической постоянной и коэффициентом рассеяния.

Однако особенные электрические свойства позволяют получать из ПВДФ пленки, обладающие пьезоэлектрическими и пироэлектрическими свойствами.

Такие пленки получаются методом экструзии, и материал в них находится в β-фазной конформации. Обе поверхности пленки металлизируются, после чего подвергаются воздействию высокого напряжения, за счет чего они остаются в постоянно поляризованном состоянии.

Такие пленки генерируют высокое напряжение при растяжении или сжатии (пьезоэлектрические свойства) или нагреваются (пироэлектрические свойства) до температуры, приближенной к температуре плавления. Полимерные пленки также проявляют ферроэлектрические свойства.

Применение ПВДФ

Применение ПВДФВ энергопотребляющих отраслях, автомобилестроении, военной авиации и нефтехимической отрасли существует потребность в уплотнителях, футеровках, прокладках и других изделиях, стойких к действию коррозионных материалов. Такие изделия можно получать из ПВДФ.

Электрические приборы и электронные приборы: материал используется для получения изоляции проводов/оболочек кабелей для сфер авиастроения и производства электроники, промышленных систем управления мощностью, высокотемпературных проводов и т.д.

Оборудование химических производств: термоусадочные или гибкие трубы, полученные из ПВДФ, широко используются в системах транспортировки воды высокой чистоты, химических материалов и автомобильного топлива и т.д. Материал в больших масштабах используется в качестве футеровки для труб и клапанов.

Пьезоэлектрические пленки используются в очень чувствительных преобразователях в различных сферах применения. Такие пленки имеют высокую прочность, гибкость и малую массу, поэтому из них могут получаться уникальные структуры, и при этом они могут склеиваться с помощью коммерчески доступных адгезивов.

ПВДФ также широко используется в оборудования для фильтрации и сепарации (фильтры, мембраны, корпуса).

Материал может также использоваться при получении пьезоэлектрических датчиков и датчиков профиля лазерного луча в современных сферах применения.

Мембраны из ПВДФ могут применяться в качестве сепараторов в литий-ионных батареях, поскольку они обладают хорошей химической стойкостью и термостойкостью. Такие мембраны обладают хорошей механической прочностью, имеют достаточный размер пор и характеристики прерывания.

Что такое ПВДФ-мембрана

ПВДФ является одним из материалов, который наиболее широко используется при производстве мембран. Благодаря уникальным свойствам интерес к этому материалу постоянно повышается.

Такие свойства, как термостойкость, химическая стойкость и перерабатываемость (при формовании мембран) позволяют эффективно использовать ПВДФ при получении биомедицинских мембран и мембран для обработки сточных вод.

Благодаря таким особенностям ПВДФ-мембраны сегодня находят широкое применение:
— напорные системы обработки воды и сточных вод (например, микрофильтрация, ультрафильтрация и мембранный биореактор);
— работа мембранных контакторов (например, мембранная дистилляция, абсорбция и удаление кислотного газа, удаление летучих органических соединений).

Сегодня большая часть коммерческих мембран получается методом инверсии фаз. Это объясняется в основном тем, что в этом случае упрощается и повышается гибкость производственных процессов (а следовательно, снижается себестоимость производства).

Однако существует и ряд недостатков, присущих ПВДФ-мембранам, — это смачивание или загрязнение. Такие проблемы могут быть легко решены за счет повышения шероховатости поверхности или увеличения гидрофильной природы мембраны. Тем не менее полностью исключить вероятность возникновения таких проблем невозможно даже после модифицирования.

Полимер также используется при получении ионообменных мембран.

Переработка ПВДФ

Марки ПВДФ могут иметь различную вязкость расплава. Полимер поставляется в виде порошка или гранул. Он может перерабатываться с помощью методов, применимых по отношению к стандартным термопластам:
-экструзия;
-литье под давлением, компрессионное и трансферное формование;
-механическая обработка.

Перед переработкой материал обычно не требуется сушить.

Необходимо соблюдать осторожность для исключения появления застойных зон, в которых расплав полимера может накапливаться и термически разлагаться при слишком продолжительном пребывании его в оборудовании.

Температура переработки: 190–280 °C.

Литье под давлением:
— температура расплава должна находиться в диапазоне 200–270 °C;
— рекомендуется поддерживать температуру формы на уровне 50–95 °C;
относительно высокая вязкость расплава ПВДФ повышает важность правильной конструкции литьевой оснастки;
— при выборе концепций следует учитывать усадку (3–4%) литьевых изделий после формования.

Экструзия:
— в экструзии следует уделять внимание устранению мертвых зон, в которых может начинаться разложение полимера;
— температура экструзии: от 230 до 290 °C;
— при экструзии ПВДФ в материал не нужно вводить процессинговые добавки, смазки или термостабилизаторы;
— рекомендуется выбирать величину соотношения L/D как минимум 20.

Источник: SpecialСhem

СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [144]     Изделия [76]   
 Оборудование [41]     Сырье [108]   
 Обзоры рынков [169]     Интервью [85]   
 Репортаж [25]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел/Факс: +7 (495) 645-24-17
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо






ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Ваша главная цель размещения объявлений на Торговой площадке?

результаты


Проводится с 12.03 по 31.05.2019

Получаем результат...
Онлайн магазин книг

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
База полимеров
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама

Информация доступна зарегистрированным пользователям после авторизации