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聚偏二氟乙烯

含氟聚合物晶体结构物理性质化学性质应用领域合成方法聚偏二氟乙烯试剂级价格

聚偏二氟乙烯

CAS号:
英文名:Polyvinylenedifluoride
中文名:聚偏二氟乙烯
CBNumber:CB61094941
分子式:
分子量:0
MOL File:Mol file

聚偏二氟乙烯性质、用途与生产工艺

含氟聚合物聚偏二氟乙烯（PVDF）是一种高度非反应性的热塑性含氟聚合物，具有高度惰性、坚韧且稳定的特性。通过1,1-二氟乙烯的聚合反应合成。它有多个商标名，比如KF、Hylar、Kynar和Solef。PVDF以其低密度（1.78 g/cm³）和卓越的抗溶剂及耐酸碱腐蚀性在含氟聚合物中脱颖而出。其出色的整体性能，如耐化学性、高结晶度和热稳定性，使其成为市场上备受认可的抗辐射塑料之一。

PVDF在各个领域都有广泛应用，例如化学工业、电子领域以及医疗器械等。通过添加剂和熔体流动速率的调整，PVDF的加工能力和特定应用的性能可以得到进一步提升。随着技术的发展，PVDF在未来的应用前景将持续扩大。这种材料巧妙融合了氟树脂的卓越性能与通用树脂的实用性，不仅展现出卓越的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐候以及耐射线辐射等特性，还独具压电、介电、热电等非凡功能，从而成为继聚四氟乙烯之后，市场上第二大热门的氟树脂产品。
晶体结构 PVDF是一种典型的半结晶聚合物。50%无定形。它具有高度规则的结构，大多数VDF单元都是头尾相连的，单体单元的比例极低。这种氟塑料存在于四种可能构象命名为α，β，γ和δ阶段。C-F键是极性的，当聚合物的所有偶极子朝着相同的方向排列时，得到最高的偶极矩，对应于聚合物的β相。β相是聚合物压电特性的理想相。α晶体的偶极矩向相反方向取向，形成零净极化。

【PVDF的α相和β相结构 (资料来源：中北大学化学学会)】
物理性质聚偏二氟乙烯（PVDF）是一种半结晶结构的高度惰性、坚韧且稳定的热塑性含氟聚合物。它的熔点为 175°C，使用温度高达 150°C。
与其他氟聚合物（PTFE/PFA/FEP）相比：①PVDF 熔点最低，在载荷作用下具有最高的热偏转温度。②PVDF具有较高的结晶度和表面张力性能。③PVDF显示低渗透气体和液体。④PVDF的透气性受结晶程度和结晶部位改性的影响。
与ETFE和ECTFE相比，PVDF具有类似的特性。拉伸模量高但冲击强度较低。HFP或CTFE的改性降低了模量，但提高了伸长率和冲击强度。
当暴露在火焰中时，PVDF是不可燃的。而且没有滴水。它是自动熄灭-它是符合TL V0。氧合指数为44%。它还具有良好的抗紫外线能力。
化学性质 PVDF是市场上最好的抗辐射塑料之一，仅次于PEEK和聚酰胺，兼具氟树脂和通用树脂的特性，其树脂本身具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能。该聚合物在高温下与胺类和酯类等有机溶剂混合，使其足以用作化学加工设备的耐腐蚀玻璃。PVDF 表现出部分对有机酸、脂肪族和芳族烃、醇类和卤化溶剂的优异耐受性。然而，它对强碱和酮的耐受性较差。
应用领域 PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域。由于良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，PVDF是石油化工设备流体处理系统整体或衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF的应用范围广泛，堪称“多面手”。不但从管材、板材、薄膜到线缆的绝缘外皮，PVDF都能轻松应对；而且它还能进行注射成型或焊接，被广泛应用于化工、半导体、制药和国防工业。比如在锂离子电池的制造中，PVDF就是不可或缺的材料。此外，它还能制成交叉链接闭孔泡沫，越来越多地应用于航空航天领域。
合成方法 PVDF树脂是通过自由基聚合1,1-二氟乙烯（CH2=CF2）而制得的。该聚合过程在10-150°C的温度和10-300大气压的乳液中进行。聚合完成后，材料可被制成薄膜、棒材、管材和片材等形式。生产PVDF聚合物的常见方法包括使用三氟氯乙烯（CTFE）或六氟丙烯（HFP）。与PVDF均聚物相比，由HFP制成的PVDF共聚物具有更高的柔韧性。而由CTFE制成的共聚物则比由HFP制成的聚合物更具优势，因为它们具有更好的弹性模量、低收缩率和出色的低温性能。