Apa yang harus kita ketahui mengenai bahan PVDF (polyvinylidene fluoride)

Nama PVDF mungkin terdengar sedikit pelik, tetapi ia mempunyai pelbagai aplikasi dalam kehidupan kita.

Namanya adalah fluorida polyvinylidene, dan ia juga mempunyai alias seperti polyvinylidene fluoride, fluorida polyvinylidene, resin fluorida polyvinylidene, resin fluorida polyvinylidene, dan sebagainya. Dari segi penampilan, biasanya serbuk putih atau granul.

Poli (vinilidena fluorida), disingkat sebagai PVDF, terutamanya merujuk kepada homopolimer fluorida vinilidena atau kopolimer fluorida viniliden piezoelectricity, dielektrik dan sifat khas lain, seperti thermoelectricity, dan lain-lain. Ia adalah produk kedua terbesar dalam pengeluaran plastik yang mengandungi fluorin dengan kapasiti pengeluaran global sebanyak 10,000 tan, sebagai tambahan kepada rintangan kimia yang baik, rintangan suhu tinggi, rintangan pengoksidaan , Rintangan cuaca dan rintangan radiasi, ia juga mempunyai piezoelektrik, dielektrik, thermoelectricity dan sifat khas lain.

Struktur kimia fluorokarbon digabungkan dengan ikatan fluorin-karbon, dan struktur ini dengan sifat ikatan pendek membentuk ikatan yang paling stabil dan kuat dengan ion hidrogen. Oleh itu, lapisan fluorokarbon mempunyai sifat fizikal dan kimia khas, bukan sahaja mempunyai rintangan haus yang kuat dan rintangan impak, tetapi juga dalam persekitaran yang sangat keras dan keras mempunyai rintangan yang tinggi terhadap prestasi pudar dan ultraviolet.

Ciri-ciri fizikal

PVDF terutamanya digunakan di mana kesucian melampau diperlukan, serta penentangan terhadap pelarut dan asid dan pangkalan. PVDF mempunyai ketumpatan yang lebih rendah (1.78 g/cm) daripada fluoropolimer lain seperti PTFE.

PVDF boleh digunakan untuk menghasilkan tiub, lembaran, filem, substrat, dan jaket penebat untuk kabel. Ia juga boleh menjadi suntikan yang dibentuk atau dikimpal, dan digunakan secara meluas dalam industri kimia, semikonduktor, farmaseutikal, dan pertahanan, di mana ia boleh digunakan, sebagai contoh, untuk membuat bateri lithium-ion. Di samping itu, ia boleh dibuat ke dalam buih sel tertutup yang berkaitan dengan silang, yang semakin digunakan dalam aplikasi aeroangkasa.

Gred serbuk halus PVDF, seperti Kynar 500 PVDF dan Hylar 5000 PVDF, boleh digunakan untuk salutan logam mewah. Lapisan ini mempunyai gloss dan kestabilan warna yang sangat tinggi. Lapisan ini boleh didapati di banyak bangunan terkenal seperti Twin Peaks Tower dan Taipei 101. Ia juga digunakan di bangunan komersial dan bumbung logam berturap kediaman.

Filem PVDF boleh digunakan untuk melancarkan protein dalam ujian pembengkakan Barat kerana pertalian tidak khusus untuk asid amino.

Pada tahun 1969, para penyelidik mendapati bahawa PVDF mempunyai kesan piezoelektrik yang kuat: pekali piezoelektrik polarisasi (iaitu, dimasukkan ke dalam medan elektrik yang kuat untuk menghasilkan momen dipole bersih) adalah 6-7 pc/n, yang lebih dari 10 kali Lebih besar daripada nilai yang sepadan untuk polimer yang terdapat pada masa itu.

PVDF mempunyai suhu peralihan kaca (TG) kira -kira -35 ° C dan kristal biasanya 50-60%. Untuk memberikan sifat piezoelektrik kepada bahan, bahan biasanya secara mekanikal diregangkan ke arah rantai molekul dan kemudian terpolarisasi di bawah ketegangan.pvdf boleh didapati dalam pelbagai fasa pepejal: fasa α (TGTG ' ) ), dan fasa γ (tttgtttg '). Perbezaan antara fasa ini adalah sama ada rantaian molekul adalah CIS (T) atau trans (G.) PVDF menjadi polimer ferroelektrik apabila polarisasi dan mempunyai sifat piezoelektrik dan pyroelektrik yang baik. Ciri -ciri ini membolehkannya digunakan dalam pengeluaran sensor dan bateri, seperti beberapa sensor kamera thermographic baru yang menggunakan filem PVDF.

Tidak seperti beberapa bahan piezoelektrik lain, seperti PZT, PVDF mempunyai nilai D33 negatif. Dalam istilah fizikal, ini bermakna bahawa walaupun bahan -bahan lain berkembang di medan elektrik, kontrak PVDF dan sebaliknya.

Sifat utama

PVDF biasanya dihasilkan oleh pempolimeran penggantungan atau pempolimeran emulsi vinilidena fluorida, persamaan tindak balas adalah: ch₂ = cf₂-(ch₂cf₂) n.

Dari segi sifat fizikal, PVDF mempunyai ketumpatan relatif 1.76 hingga 1.79, titik lebur 160 ° C hingga 170 ° C, boleh digunakan dalam pelbagai suhu dari -60 ° C hingga +150 ° C, dan adalah larut dalam pelarut kutub yang kuat seperti dimetilacetamide.

PVDF mempunyai banyak sifat cemerlang. Pertama, ia mempunyai rintangan haba yang baik dan mengekalkan kestabilan walaupun pada suhu tinggi. Kedua, ia mempunyai kestabilan kimia yang sangat baik dan tahan terhadap pelbagai bahan kimia. Rintangan cuaca, rintangan UV dan rintangan terhadap radiasi tenaga tinggi juga sangat baik. Di samping itu, PVDF mempunyai polariti yang tinggi, pemalar dielektrik yang tinggi, dan tangen sudut kehilangan dielektrik yang tinggi.

Dari segi pemprosesan, PVDF adalah kaedah pencetakan, penyemperitan, dan suntikan umum yang agak mudah, dan biasa boleh digunakan.

Dari segi keadaan pencetakan, pengeringan tidak diperlukan untuk pakej asal; Suhu suntikan biasanya dikawal pada 180-230 ℃; Suhu acuan ialah 60-90 ℃; Suhu penyemperitan ialah 180-265 ℃; dan suhu kepala mati ialah 66-140 ℃.

Untuk penyimpanan, PVDF perlu disimpan pada 5-30 ℃ dalam persekitaran yang bersih dan kering untuk mencegah kekotoran seperti habuk dan kelembapan dari pencampuran. Pengangkutan hendaklah dianggap sebagai barangan yang tidak berbahaya, dan haba, kelembapan atau getaran ganas harus dielakkan semasa proses.

PVDF memainkan peranan penting dalam banyak bidang

Di dalam bidang petrokimia, kerana rintangan kimia yang baik, proses yang sangat baik dan keletihan yang sangat baik dan rintangan rayap, ia telah menjadi salah satu pilihan yang ideal untuk pam, injap, saluran paip, saluran paip, tangki dan penukar haba dalam bendalir dalam bendalir dalam bendalir dalam bendalir dalam bendalir dalam bendal Sistem pengendalian peralatan petrokimia.

PVDF juga digunakan dalam medan elektrik dan elektronik. Dengan kestabilan kimia yang baik dan sifat penebat elektrik, ia digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor untuk penyimpanan dan pengangkutan bahan kimia kemelut tinggi dalam peralatan yang memenuhi keperluan TOC dan api.

PVDF juga merupakan salah satu bahan mentah utama untuk salutan fluorokarbon, yang kini berada dalam generasi keenam mereka. Lapisan ini digunakan di stesen janakuasa, lapangan terbang, lebuh raya, bangunan bertingkat tinggi dan tempat lain kerana rintangan cuaca yang unggul, yang membolehkan mereka digunakan di luar rumah untuk masa yang lama tanpa penyelenggaraan.

Di samping itu, resin PVDF juga boleh dicampur dengan pengubahsuaian resin lain. Sebagai contoh, bahan komposit yang diperolehi dengan menggabungkan dengan resin ABS telah digunakan secara meluas dalam pembinaan, hiasan kereta, kerang perkakas dan bidang lain.

PVDF juga mempunyai beberapa sifat dan kegunaan khas

Sebagai contoh, ia mempunyai piezoelectricity, thermoelectricity dan fungsi lain, boleh dijadikan pelbagai bentuk sensor kompleks, bahan perubatan. Dalam penjujukan protein, membran PVDF adalah alternatif yang ideal untuk membran nitrocellulose, yang boleh mengikat protein dan memisahkan serpihan kecil protein.

Mereka perlu dipersiapkan dengan metanol anhydrous sebelum digunakan untuk mengaktifkan kumpulan yang dikenakan positif di permukaan mereka, yang menjadikan mereka lebih mudah untuk mengikat protein yang dikenakan secara negatif. Penampan pemindahan bebas metanol boleh digunakan untuk memindahkan membran PVDF pretreated.

Kawasan permohonan

PVDF sering digunakan sebagai jaket penebat untuk wayar elektrik kerana pelbagai sifat cemerlangnya seperti keanjalan, berat badan yang rendah, kekonduksian terma yang rendah, rintangan kimia yang tinggi, dan rintangan haba. Kawat nipis 30-gauge, yang sering digunakan dalam litar litar dawai, dan papan litar bercetak sering dilindungi dengan PVDF. Kabel dengan penebat PVDF sering dipanggil [Kynar Wire "di bawah nama tanda dagangan PVDF.

Kerana sifat piezoelektriknya, PVDF sering digunakan dalam pengeluaran array sensor sentuhan, alat pengukur terikan murah, dan transduser audio ringan.

PVDF juga merupakan pengikat standard untuk elektrod komposit untuk bateri litium: PVDF dibubarkan dalam N-metil-2-pyrrolidone (NMP) dengan graviti tertentu 1-2% bercampur dengan grafit, silikon, timah, bahan penyimpanan lithium aktif seperti LICOO2, LIMN2O4 atau LIFEPO4, dan bahan tambahan konduktif seperti karbon hitam atau nanofibers karbon. Bubur itu kemudian dicurahkan ke pengumpul logam dan NMP disejat untuk membentuk elektrod komposit atau tampal elektrod.pvdf boleh digunakan dalam aplikasi ini kerana ia secara kimia tidak aktif dalam potensi potensi pengisian bateri dan pelepasan dan tidak bertindak balas dengan elektrolit atau litium.

Dalam bidang bioperubatan, filem PVDF sering digunakan untuk immunoblotting, di mana protein adalah elektroforesis. Kerana PVDF tahan terhadap kakisan pelarut, filem yang digunakan dalam ujian itu dapat dikupas dengan mudah dan digunakan semula untuk mengesan protein lain.pvdf filem juga boleh digunakan untuk membuat peranti penapisan membran suntikan atau roda. Rintangan haba dan kimia bahan dan sifat mengikat protein rendah membolehkan ia digunakan sebagai penapis sterilisasi dalam penyediaan farmaseutikal, dan sebagai penapis dalam penyediaan sampel untuk analisis seperti HPLC, menghalang peralatan mahal daripada rosak oleh jumlah kecil bahan partikulat dalam sampel ini.

PVDF juga digunakan untuk membuat garis memancing monofilamen khusus sebagai alternatif kepada monofilamen nilon tradisional. Permukaannya yang keras menjadikannya lebih tahan terhadap lelasan dari gigi ikan yang tajam, dan ketumpatan optiknya lebih rendah daripada nilon, menjadikan garis kurang dapat dilihat dengan mata ikan. Ia juga lebih padat daripada nilon, yang membolehkan garis tenggelam lebih cepat ke arah ikan.

Transduser PVDF lebih sesuai untuk ujian modal dinamik daripada transduser piezoresistif semikonduktor dan mempunyai kelebihan dalam integrasi struktur ke atas transduser piezoceramic. Oleh kerana kos yang lebih rendah dan keserasian yang lebih besar, transduser aktif yang menggunakan PVDF adalah penting untuk perkembangan masa depan dalam pemantauan kesihatan struktur.

Bidang Tenaga Baru kini merupakan salah satu arahan aplikasi yang paling penting

Dalam bidang kenderaan tenaga baru, PVDF (polyvinylidene fluoride) memainkan peranan penting.

Ia terutamanya berfungsi sebagai pengikat positif dan bahan salutan diafragma. Dengan pertumbuhan pesat jualan kenderaan elektrik, permintaan untuk bateri litium berkembang secara meletup.

PVDF telah menjadi salah satu bahan utama yang sangat diperlukan dalam rantaian industri bateri lithium kerana rintangan kimia yang sangat baik, penebat elektrik dan ciri -ciri lain.

Sebagai pengikat anod, PVDF sukar diganti dalam jangka pendek.

Bateri lithium mempunyai keperluan yang tinggi terhadap prestasi pengikat, yang sepatutnya dapat disusup oleh elektrolit organik dan menentang hakisannya, tidak dibubarkan, kurang dibubarkan, dan mengekalkan prestasi ikatan yang baik di bawah persekitaran elektrolit organik, dan pada masa yang sama, Kestabilan elektrokimia harus sangat baik, dan voltan penguraian perlu melebihi 4.5V.

Dengan kestabilan kimia yang sangat baik dan rintangan kakisan, PVDF secara berkesan dapat menahan hakisan elektrolit pelarut organik kutub, dan mempunyai prestasi ikatan yang baik, jadi ia digunakan secara meluas dalam pengikat katod bateri lithium, yang menyumbang sehingga 90% pada masa ini.

Untuk meningkatkan ketumpatan tenaga dengan berkesan, pengikat bateri lithium perlu digunakan dalam jumlah yang kecil dan kesan ikatan yang baik. Untuk memastikan prestasi ikatan yang sangat baik, PVDF gred bateri umumnya perlu mempunyai berat molekul yang tinggi, biasanya lebih daripada 1.1 juta, dan pengikat diperlukan untuk mempunyai kandungan air yang rendah.

Di samping itu, untuk memastikan konsistensi bateri lithium-ion, pengeluar bateri memerlukan tahap konsistensi yang tinggi dalam prestasi kumpulan yang berbeza dari PVDF yang dibeli.

Meringkaskan

PVDF adalah bahan dengan prestasi yang sangat baik dan aplikasi yang luas. Dengan kemajuan dan perkembangan sains dan teknologi yang berterusan, kawasan aplikasinya mungkin diperluaskan dan semakin mendalam. Walau bagaimanapun, dalam proses penggunaan, adalah penting untuk memahami sepenuhnya ciri -cirinya dan kemungkinan risiko untuk memastikan fungsi yang selamat dan berkesan.