聚偏二氟乙烯 用途与合成方法
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。 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)】 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。 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。 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。 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。
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。 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)】 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。 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。 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。 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。
