PVDF(聚偏氟乙烯)是一種半結晶性含氟聚合物,由偏氟乙烯(VDF)單體聚合而成,具有獨特的化學和物理特性,被廣泛應用于多個工業領域,是高端工業領域的關鍵材料之一。
Ⅰ、特點
PVDF(聚偏氟乙烯),主鏈擁有交替的 CH2-和CF2-基團結構,分為均聚物和共聚物,可以熔融加工。受主鏈結構的影響,PVDF兼有聚乙烯(-CH2-CH2-)n和聚四氟乙烯(-CF2-CF2-)n的某些優良性質, 但又表現出獨特的性能。其核心性能如下:
化學穩定性:耐強酸、強堿、有機溶劑及鹵素(除強氧化性酸)。
耐溫性:長期使用溫度 -40°C~150°C,短期可承受更高溫度。
機械性能:高拉伸強度(40~55 MPa)、耐磨、抗蠕變。
電性能:高介電常數(ε≈8~12)、低介電損耗,兼具壓電/熱電效應。
環境耐受性:耐紫外線、γ射線輻射。
阻燃性:UL94 V-0等級。
密度:1.78 g/cm³
低表面能,抗污染。
Ⅱ、化學結構與形態
分子式:重復單元為 -CHS22;-CFS22;-,氟原子與氫原子交替排列,形成高極性和部分柔韌性的鏈結構。
結構特點:交替的氟原子和氫原子賦予其高極性和強分子間作用力,同時保留部分柔韌性。
結晶度:半結晶性聚合物,結晶度通常為35%~70%(可調控),并可通過加工條件調控,賦予材料剛性與韌性平衡。
Ⅲ、合成工藝
主流方法:
乳液聚合:水相體系,引發劑如過硫酸鹽。
懸浮聚合:需高壓反應釜,適合高純度樹脂。
原料單體:偏氟乙烯(VDF)單體,需高純度以避免副反應。
工藝流程:
1. 引發體系:過硫酸鹽等水溶性引發劑,或有機過氧化物。
2. 反應條件:溫度60~100°C,壓力2~10 MPa,水作為介質。
3. 后處理:凝聚、洗滌、干燥,得到粉末或顆粒狀樹脂。
共聚改性:可與六氟丙烯(HFP)等單體共聚以改善加工性或柔韌性。
Ⅳ、主要應用領域
新能源:鋰電粘結劑、隔膜涂層(高純度、低金屬離子需求);
化工防腐:管道、閥門、儲罐襯里;
光伏與建筑:太陽能背板膜、超耐候建筑涂料;
電子電氣:線纜絕緣層、半導體高純設備;
醫用材料:生物相容性膜材料。
Ⅴ、制造商及主要牌號
全球范圍內,PVDF樹脂主要生產商包括Arkema、Solvay、東岳集團、Kureha Corporation、三愛富新材、中化藍天、浙江孚諾林、巨化股份、昊華科技、聯創股份、3M等,其中前五大廠商占有大約78.9%的市場份額。
Ⅵ、總結
PVDF樹脂以其獨特的氟原子結構,在耐化學腐蝕、耐高溫、電性能等方面表現卓越,是新能源、高端制造的核心材料。隨著國內技術突破,其應用場景持續擴展,未來在綠色能源和電子領域潛力巨大。
■ 免責聲明:文章內容轉載自“先進功能材料”,是根據專業書籍、學術期刊以及網絡公開資料整理而來,相關的內容的版權歸源作者所有,轉載目的在于作為分享與傳遞信息。如有涉及版權等問題請聯系我們。
■ 如有其他問題或者需求,請致電聯系。