聚偏氟乙烯的晶体结构
聚偏氟乙烯的晶体结构
顾明浩1,张 军13,王晓琳2
(11南京工业大学材料科学与工程学院,南京 210009;21清华大学化学工程系,北京 100084)
摘要:介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型
之间的相互转换。同时简单介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的
影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。
关键词:聚偏氟乙烯;晶体结构;α晶型;β晶型;γ晶型
引言
聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的压电性、焦电性、高机械性、高绝缘性和耐冲击性,应用非常广泛,从简单的绝缘体、半导体到压电薄膜和快离子导体膜,这主要由于PVDF晶型多样性的结果。PVDF常见的晶体结构主要有三种:β(Ⅰ)、α(Ⅱ)、γ(Ⅲ)。其中α晶型最为常见,β晶型因其优良的压电性能受到广泛的关注。γ晶型为极性,一般产生于高温熔融结晶。PVDF三种晶型在不同的条件下产生,又在一定的条件下相互转变,因而PVDF因为晶型晶体结构的不同而显示不同的性能,本文就PVDF三种主要晶型的产生条件和不同环境因素对三种晶型的影响进行了具体阐述。
1 PVDF的主要晶体结构
111 α晶型
α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=01496nm,b=01964nm,c=01462nm[1]。α晶型的构型为TG TG′,并且由于α晶型链偶极子极性相反,所以不显极性[2]。
11111 α晶型的产生 在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。在与环己酮[3]、二甲基甲酰胺[4]、氯苯[4]形成的溶液中结晶也可以得到α晶型的PVDF。
11112 结晶温度对α晶型的影响 结晶温度的高低直接影响结晶速度,要得到完善的单晶,结晶温度必须足够高,或者过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够快,以保证分子链的规整排列和堆砌[5]。同时结晶温度对聚合物晶体结构也有影响,在不同的结晶温度下,聚合物大分子链以不同的构型排列,呈现出不同的晶体结构。
对于α晶型的PVDF在不同温度的结晶行为,可通过偏光显微镜观察其球晶生长情况,在120℃～160℃结晶,随着结晶温度的升高,球晶数量减少,球晶尺寸增大,球晶的生长速率增加,而成核速率相应减少。当温度从160℃升高到170℃,球晶数量逐渐变小,以致几乎为零,但当结晶温度大于170℃,又出现球晶,是γ晶型。说明当结晶温度高于160℃,α晶型消失,所以PVDF在160℃下熔融结晶,产生α晶型。从220℃熔融,以40℃Πmin降温速率,通过DSC发现结晶峰值温度在130℃,说明α晶型最快结晶温度在130℃[6]。
Pawel等[7]发现PVDF在155℃结晶只有α晶型存在,当结晶温度在160℃以上,α晶型和γ′晶型同时存在(当在高温下,当α晶型转变为γ晶型时,此时的γ晶型称为γ′晶型),在更高的温度下,只有γ晶
基金项目:江苏省高校无机及其复合新材料重点实验室资助项目;
作者简介:顾明浩(19812),江苏南通人,男,硕士研究生,主要从事热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究;
3通讯联系人.
型。所以,α晶型PVDF在高温结晶时可以转变为γ晶型,此结果与上述结论吻合。
11113 热历史对α晶型的影响 对于半结晶的高聚物,如聚碳酸酯、乙烯2辛烯共聚物、聚醚醚酮等,通过一定的热处理后,会出现低温结晶峰,一般称为聚合物的次结晶(secondary crystals)。Alizadeh和Marand 等[8,9]认为这是介于低温熔融温度(T low
)和高温熔融温度(T high m)间的不稳定结晶的形成。将α晶型的
m
PVDF在三种温度23℃、60℃、100℃下退火,通过DSC发现PVDF不同程度地出现低温结晶峰。退火温度越低,在同一时间下结晶峰越向低温靠近;在同一退火温度下,随着退火时间的增加,结晶峰变得越发明显,并向高温区偏移[10]。将不同退火温度下的退火时间与结晶峰值做图,发现与Marand[9]等推断的公式一致,即T low
-T x=A(T x)+B(T x)ln(t x)
m
T low m:退火峰值温度;T x:退火温度;t x:退火时间。
Neidh fer等[10]发现斜率B(T x)随着T x的增加而线性减少,将其外推到零得到T co=155℃,这与热活化过程矛盾,但与Marand等[8]的次结晶动力学机理一致,这证明了退火峰是低吸热峰与退火形成的PVDF次结晶的熔融有关。
而Marega等[11]在120～155℃对PVDF进行退火,通过DSC发现双熔融峰,随着退火温度的增加,低温熔融峰向高温熔融峰靠近,低温熔融焓增加,PVDF的结晶度增加,但高温熔融峰的变化不大。而宽角X 射线衍射(W AXS)实验显示上述退火过程虽然产生双熔融峰,却只发现α晶型,因此双熔融峰并不能说明有超过一种的晶型存在。所以退火作用是导致结晶区中片晶厚度的增加,使得结晶更加完善。低温熔融峰被认为是退火过程中的初始结晶,而高温熔融峰则是热处理过程的重结晶。
11114 链缺陷对α晶型的影响 PVDF中广泛存在分子链的缺陷,在自由基聚合反应中,单体偏氟乙烯(CF2=CH2)以反式生长而不是在同一方向上生长。从而导致头2头(Head2Head,HH)键的缺陷(-CF2—CF2—)以及尾2尾(T ail2T ail,TT)键缺陷(—CH2—CH2—),对于PVDF大分子链,头2头键一般与尾2尾键相连,所以链缺陷单元由HHTT序列构成,缺陷单元一般不会超过整个链结构单元的315～6m ol%。当缺陷单元在11m ol%以下,利于α晶型的生长,而超过11m ol%,则利于β晶型的生长[12]。当HHTT占1114～1311m ol%,PVDF中α和β晶型的同时存在,HHTT超过1515m ol%,只有β晶型[13]。β晶型的含量与HHTT的量和结晶温度成正比。
2 β晶型
β晶型为正交晶系,晶胞参数为a=01858nm,b=01491nm,c=01256nm。β晶型构型为全反式TTT,晶胞中含有极性的锯齿形链[14],所以β晶型显极性,是β型PVDF显示较强的电性能原因所在。
211 β晶型的产生
一般通过机械拉伸α晶型的PVDF,产生晶型的转变,可以得到β晶型的PVDF,这种转变很大程度上受机械形变(mechanical deformation)的影响[15,16]。由于其晶胞中含有反式链,显示出较强的压电性和较高的机械性能,所以β型的PVDF被广泛运用于传感器和控制机构。β晶型的PVDF还可以在其它多种条件下产生。
21111 附生结晶 附生结晶为一种结晶物质在另一种晶体基底上的取向结晶,实际上是一种表面诱导的取向结晶现象[17]。Lovinger[18]在180℃下将011%PVDF与DMF形成溶液,以溴化钾为基底,观察到PVDF的附生现象。通过光学显微镜发现,在K Br基底上,PVDF分子链沿卤化物[110]方向上形成片晶,呈现交错的草席状织构,并证其实晶型为β晶型。
21112 溶液结晶 PVDF与其良溶剂在室温下形成的均匀溶液,在一定的温度范围内会形成β晶型。
G reg orio等[6]通过红外光谱发现20%的PVDF在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中结晶,60℃时产生β晶型。随着温度的升高,β晶型的含量逐渐降低,并向α晶型转变。
21113 高压熔融结晶 β型的PVDF也可以在室温常压下,通过机械拉伸得到,但是拉伸后PVDF薄膜厚度较薄,含有许多G T构型的链结构缺陷,所以结晶度和压电性能都偏低,而在高温高压下产生的PVDF 却有较高的压电性能。Matsushige和T akemura等[19]首先在400MP的高压下,得到伸直链β型片晶,发现
在大气环境压力下,熔点为207℃,比折叠链的β晶型的熔点高17℃,比折叠链的α晶型高31℃。T akeshi 等[20]在温度277℃～287℃,压力在150MPa～500MPa的条件下研究PVDF的结晶行为和形态,发现β晶型在六方相或亚稳的六方相中生长,并且显示出较小的热降解。
21114 共聚结晶 偏氟乙烯单体与其它单体进行共聚合得到的共聚物显示较强的压电性能,并且共聚物中的组成影响PVDF的晶型。例如在偏氟乙烯(VDF)Π三氟乙烯(T rFE)形成的无规共聚物中,当VDF含量为55m ol%,在65℃时材料显示铁电(Ferroelectric)相转变[21]。转变温度随着VDF含量的增加而升高[22]。VDFΠT rFE共聚物的转变机理在于低温的所有反式构型链在转变温度之上转变为TG和TTTG的旋光异构体[22]。此外,有文献报道[23]在偏氟乙烯与四氟乙烯的共聚物中当四氟乙烯的含量超过7m ol%时,PVDF由α晶型转变为β晶型。
212 退火对β型PVDF的影响
β型的PVDF要显示其优良的电性能,需要PVDF有较高的结晶度。退火是提高材料热稳定性和提高结晶度的热处理方式,所以退火是提高β型PVDF的结晶度和电性能的最有效的方法之一。T akase 等[24]研究退火对拉伸型β2PVDF的影响,发现随着退火温度的提高,PVDF的介电常数和结晶度增加,材料的电性能提高,压电应力和应变常数明显增加,剩余极化强度从56mCΠm2增加到85mCΠm2。但材料的弹性模量反而减少,说明传统的弹性模型不能解释高温退火拉伸PVDF材料的结构形态。
Nakamura等[25]探讨退火对固相挤出β2PVDF的影响,结果发现,当退火温度为190℃,并没有发现α晶型,这是由于固相挤出是在高温下进行,α晶型已经熔融,没有足够的晶核来形成α晶型。在160℃退火只观察到很少量的α晶型。随着退火温度的增加,剩余极化强度增加到100mCΠm2,材料模量增加到1413G Pa,薄膜取向度达到01998。
所以对两种工艺而言,尤其对固相挤出而言,退火使得β晶型的含量得以增加,提高了材料的结晶度,从而提高PVDF的电性能和机械性能。
213 β型PVDF的制备
β型PVDF显示出较强的压电性和焦电性,所谓压电性是在机械作用的压力或张力影响下,因变形效应而呈现的荷电性质,焦电性是温度变化时,在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为焦电性。所以对于制备β型PVDF在过去十年中一直受到广泛的关注。β型的PVDF可以通过冷拉伸、固相挤出以及碾磨三种工艺,将PVDF由α晶型转变为β晶型。通过冷拉伸得到的β型的PVDF显示出较低的压电性能,这是由于冷拉造成低结晶度和低规整的链方向性。所以制备高结晶度、高方向性的β晶型PVDF是近年来研究的热点,这是β晶型PVDF发挥其优良的电性能关键所在。
21311 拉伸 拉伸温度和拉伸比是制备β型PVDF的两个重要条件。Lando等[14]最早研究拉伸β型PVDF,发现拉伸温度对PVDF薄膜的形态有很大影响,在50℃拉伸,只有β晶型存在,当温度为120℃～160℃,出现α晶型和β晶型的混合体,且α晶型的含量随着拉伸温度的升高而增加。McG rath等[26]发现拉伸比对PVDF晶型的转变有很大的影响,随着拉伸比的提高,β晶型的含量增加,α晶型的含量减少,并且PVDF的压电性和焦电性与也随着拉伸比的增加而提高。拉伸比为617时,焦电性和压电性与自然拉伸相比,都提高118倍。研究拉伸导致相变的机理[27]认为晶型的转变产生于拉伸形变阶段,此时材料的中心出现细颈(necking)现象。但随着拉伸温度的升高,材料的屈服点,也就是细颈现象变得不明显,从而在高温下也显示不出晶型的转变。所以在高温拉伸下,不发生晶型地转变,而在冷拉伸下,产生α晶型向β晶型的转变。但冷拉伸得到的β晶型也有其自身缺点,由于冷拉得到的PVDF结晶度较低,取向度较低,显示出较低的压电性能。
21312 固相挤出 由于冷拉伸得到的β型的PVDF结晶度较低,要制备高方向性、高结晶度的PVDF比较有难度。一般的PVDF存在结构的缺陷,聚合物链中含有一些头2头键合或尾2尾键合。Nakamura等[28]通过固相共挤凝胶膜的方法制备了高方向性的β型PVDF薄膜(20μm),挤出温度为160℃,挤出比为拉伸比为8,得到结晶度为55%～76%,取向度为01993的薄膜,该薄膜有较好的机械性能,在拉伸方向上,挤出模量为813G Pa,拉伸强度0184G Pa,而高结晶度和高方向性带来的是较好的焦电性和压电性。与传统β
型的PVDF相比,方形滞后圈(square hysteresis loop)显得更突出,剩余极化强度(remnant polarization)提高115倍。
Nakamura等[29]在上述基础上,研究了挤出拉伸比对β型PVDF的影响,结果发现随着挤出拉伸比的增加,初始α型PVDF的凝胶薄膜逐渐转变为β型。当挤出拉伸比增加到9时,α型PVDF完全转化为β型,动态杨式模量增加到1015G Pa,压电性和焦电性也明显增加,结晶度提高到73%～80%。最终得到的β型PVDF薄膜的机械性能和电性能与传统β型PVDF相比都得到大幅度提高。
21313 碾磨 机械碾磨广泛运用于金属以及陶瓷材料,而运用于聚合物材料的报道较少。通过碾磨可以对半结晶的高聚物的形态产生很大的改变,不仅可以改变结晶度,也可以改变晶型。Daniel等[30]首先运用碾磨的方法得到β型PVDF粉末,并发现碾磨导致α型PVDF转变为β型,碾磨后的PVDF粉末有较窄的粒径分布,在低于熔融温度下压膜不会造成结晶度的降低以及晶型的变化。随着进一步的碾磨, PVDF粉末的结晶度下降,但碾磨是在粉末级别上是生产β型PVDF较好的工艺。
3 γ晶型
311 γ晶型的晶胞结构
γ晶型由于其晶胞结构有许多争论,一直受到关注。Hasegawa等[31]用非取向的PVDF以确定γ晶型的结构,发现γ晶型链的构型与β晶型几乎一致,为全反式结构,γ晶型的晶胞为单斜,晶胞参数为a= 01866nm,b=01493nm,c=01258nm,晶面夹角β=97°与β晶型的晶胞参数稍有不同。Bartenev等[32]在200atm的压力下发现另一种γ晶型,它的链结构为螺旋形,但是晶胞参数却与β晶型相似。Weinhold 等[33]从溶液中成功得到高方向性、高分子量的γ晶型的PVDF,并推算出γ晶型的晶胞参数,a= 01497nm,b=01966nm,c=01918nm,发现a、b值与α晶型的a、b相差不大,c值是α晶型c值的两倍。上述Weinhold等发现的γ晶型,通过光学衍射实验分析高温熔融结晶的γ晶型得到证实[34],Weinhold等又以X射线衍射,通过分析溶液制备的PVDF,也证实上述的晶胞结构的存在[35]。Lovinger[36]通过X射线衍射观察PVDF的单晶,得到γ晶型的晶胞参数为a=01496nm,b=01967nm,c=01920nm,晶面夹角β= 93°,与Weinhold等发现的γ晶型的晶胞参数略有不同。
312 γ晶型的产生
31211 高温熔融结晶 γ晶型一般产生于高温结晶,Lovinger等[36]在200℃～220℃的高温范围将PVDFΠ二甲基甲酰胺(DMF)熔融30min,在160℃～165℃范围对PVDF进行重结晶,得到γ晶型的PVDF。31212 热处理 Lovinger[37]在高温下对α晶型的PVDF在160℃～165℃进行退火,得到γ晶型,。在不同环境压力下对β晶型的PVDF进行热处理也能产生γ晶型[38]。
31213 溶液结晶 PVDF与二甲基亚砜(DMS O)、二甲基乙酰胺(DMA)、二甲基甲酰胺(DMF)形成的溶液,在高温熔融结晶,也发现γ晶型[6]。
313 结晶温度对γ晶型的影响
γ晶型一般在高温结晶下产生,但与α晶型不同,α晶型在160℃下结晶产生,而γ晶型的产生需要在比之更高的结晶温度。在150℃～155℃,通过光学显微镜发现只存在强双折射以及紧密的条带状α晶型。155～160℃间,出现球晶尺寸较小、双折射较弱的γ晶型,α晶型也同时存在,随着温度进一步升高,α晶型熔融消失,γ晶型球晶尺寸变大。G ianotti等通过光学显微镜发现PVDF高于150℃结晶,产生两种结晶结构,一种为强双折射的紧密的环状结构,另一种为弱双折射的较为分散的环状结构[39],Prest等[40]发现G ianotti所提的第一种结晶结构在172℃开始消失,随着温度的升高,它的双折射现象仍然保留,第二种球晶结构在178℃开始失去双折射现象。G reg orio等[39]研究PVDF的结晶行为,结果发现,在155℃以上PVDF在光学显微镜中呈现环形、非环形以及两者的混合晶型。通过红外证实环形晶型为α晶型,是PVDF在低于155℃温度结晶形成,而非环形晶型为γ晶型,随着温度的升高,γ晶型的含量增加,即高温导致α晶型向γ晶型的转变。DSC发现γ晶型的熔点高于α晶型,可以证实γ晶型是高温下由α晶型转变而来。
4 PVDF其它晶体结构
由于PVDF结晶受温度以及时间影响,还受不同结晶环境(溶液,压力等)的影响,PVDF呈现出许多晶体结构,除了常见的α、β、γ晶型,在特定的环境下,还可能产生其它晶型。对非极性的α型PVDF进行强磁场处理,得到极性的δ晶型[41],这种转变伴随着分子链构型的物理旋转[42]。Lovinger[36]探讨PVDF 在NaCl表面进行附生结晶,推断存在类似γ晶型的相反极性的ε晶型存在,Lovinger[43]为证实ε晶型的存在,将PVDF在磁场下进行磁化,在160～180℃的高温下对PVDF进行退火处理,发现ε晶型。
5 PVDF晶体结构多样性在相分离制备微孔膜中的运用
PVDF的化学稳定性良好,室温下不受酸、碱等强氧化剂和卤素腐蚀。由于其上述优点,PVDF微滤膜以其疏水性已成功地应用于油水分离、废水处理、工业气体过滤等场合。制备PVDF微孔膜有浸没沉淀法和热致相分离法,前者需要给PVDF在较低温度下选择合适的溶剂,后者需要在高温下选择合适的稀释剂,不管是溶剂还是稀释剂,它们与PVDF相溶影响PVDF的结晶结构,影响最终微孔膜的微孔结构以及聚合物的结晶形态。二甲基甲酰胺(DMF)、N2甲基吡咯烷酮(NMP)和磷酸三乙酯(TEP)是浸没沉淀法制备PVDF合适的溶剂,以DMF为溶剂,微孔膜主要存在β晶型,同时含有少量的γ晶型,膜表面有许多球状聚集体,膜横断面上层存在较大的指状微孔,下层为规整的蜂窝状微孔结构。以NMP为溶剂,微孔膜主要存在α和γ晶型,膜表面和横断面存在大而不规则的空洞。以TEP为溶剂,微孔膜主要存在α和β晶型,相对DMF和NMP形成更加规整的微孔结构[44]。以热致相分离法制备PVDF微孔膜时,由于PVDF较强的结晶趋势,容易形成含有球晶的微孔结构,球晶间形成较大的空洞[45]。作者选择DMP为PVDF的稀释剂,通过热致相分离法制备PVDF微孔膜,微孔膜主要是α晶型,微孔膜中存在大量的球晶,球晶上有许多微孔,球晶间存在大量空洞[46],这种球晶形态并不是微孔膜的理想结构,由于不同溶剂和稀释剂与PVDF相互作用在一定条件下产生不同的晶体结构,所以可以通过选择不同的溶剂和稀释剂来改变PVDF的结晶结构,从而改变微孔膜的结构和聚合物的结晶形态,以达到理想的微孔膜结构。由于不同晶型的PVDF材料所显示的性能不同,也可以通过改变PVDF结晶结构改变膜材料的性能。
6 结论
PVDF主要的晶体结构有α、β、γ三种晶型,三种晶型的产生受温度、压力、热处理方式的影响,其中β晶型由于显示明显的焦电性和压电性,近十年来收到很大的关注。由于PVDF晶体结构的多样性,已经广泛运用于绝缘体、半导体、导体以及快离子导电膜,同时通过选择不同的溶剂和稀释剂控制PVDF的结晶结构,从而控制微孔膜的结构和聚合物的结晶形态,改变微孔膜材料的性能,所以对PVDF不同晶体结构的控制是拓宽PVDF运用的关键所在。
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Crystal Structure of Poly(vinylidene fluoride)
G U Ming2hao1,ZH ANGJun13,W ANG X iao2lin2
(1College o f Materials Science and Engineering,Nanjing Univer sity o f Technology,Nanjing210009,China;
2Department o f Chemical Engineering,Tsinghua Univer sity,Beijing100084,China)
Abstract:Three main crystal phases of poly(vinylidene fluoride):α,βandγphases were reviewed in this pa2 per.The article focused on the effects of different conditions on PVDF crystal phases and the transition in three crystal phases.The other crystal phases were als o introduced.It is necessary to develop the application of PVDF materials by its’crystal polym orphism.
K ey w ords:P oly(vinylidene fluoride);Crystal phase;αphase;βphase;γphase
聚偏氟乙烯树脂在涂料中的应用
聚偏氟乙烯树脂在涂料中的应用 吴君毅 张 炯 粟小理 (上海三爱富新材料股份有限公司,上海200241) 1 概述 近年来,随着国民经济的快速发展,以聚四氟乙烯(PTFE )、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟烷烯烷基乙基醚(FE VE)为主的含氟树脂制成的涂料用量有了较大的增长。这些氟树脂涂料各有各的用途。本文所要讨论的PVDF 涂料多应用于建筑领域,用其涂覆的各色金属板(铝合金、镀锌钢、不锈钢等)可用于建筑的外墙、屋顶及内装饰,现已成为替代瓷砖和玻璃幕墙的重要材料。PVDF 涂料具有长期使用不褪色(参见图1)、耐候性及耐化学品性优良、韧性好、极佳的耐粉化和耐污性等特点。这些特点都是其他有机涂料所无法比拟的。就用图1中色差性能仅次于PVDF 的有机硅丙烯酸和聚酯体系涂料与PVDF 涂料的性能做个比较,结果参见表1 。 图1 经过长时间F l o ri da 暴晒对不同涂料的色差影响[1] 表1 有机硅丙烯酸和聚酯体系涂料与PV DF 涂料之间的性能比较[1] 性能有机硅丙烯酸和聚酯体系 PVDF 保用年限2~12\20保光保色性良优漆膜附着力一般~良优漆膜柔韧性一般~良优耐温热性 一般~良优耐沾污和化学介质性 一般~良优户外耐候性一般~良优压花性一般~良优耐磨性良优 从表1中可以发现,PVDF 涂料相对于其他有机涂料而言有着优异的性能。P VDF 涂料的这些优异特性主要是由于聚偏氟乙烯树脂具有大量的C-F 键,它的键能是116kC al/m o,l 远大于C -H,C -O,也大于S i-O 和S i-C 键,从而表现出了相当大的结构稳定性。 2 涂料用聚偏氟乙烯树脂2.1 主要生产厂家的产品 目前市场上专供涂料的PVDF 树脂主要有A r ke m a 公司的Kynar 500和So l v ay 公司的H y lar 5000。其中H y lar 5000又分为H ylar 5000LG (低光泽度)和H y l a r 5000HG(高光泽度)两个牌号。目前市场上使用较多的是H y lar 5000LG 。而A rke m a 公司则在Kynar 500之外还有Kynar 500p l u s ,这个牌号的PVDF 的各个指标接近H y l a r 5000HG 。这两家公司对涂料厂家有着严格的认证制度,只有厂家提供的涂料性能通过相关测试后才会得到认证,并按照一定量购买他们的产品,这给涂料厂家设置一个较高的门槛,但同时也在一定程度上保证了PVDF 涂料的质量,规范了PVDF 涂料的市场。目前国内得到认证的厂家非常有限,那些没有获得认证的涂料厂家只能从其他的P VDF 树脂厂家购买相应的涂 料级PVDF 。目前而言,国内只有上海三爱富新材料股份有限公司一家可以大规模提供涂料级P VDF ,它的牌号为FR921。三爱富公司下属的上海市有机氟材料研究所于80年代开始开发各种用途的PVDF,这其中就包括用于涂料的PVDF 树脂。经过多年的产品改进,其总体性能已接近Kynar 500和H ylar 5000。表2所列的是国内外各厂家的涂料级P VDF 的主要性质。 # 27#2006年第3期 有机氟工业 O rgano -F luo ri ne Industry
PVDF聚偏氟乙烯
PVDF聚偏氟乙烯，分子式：-(C2H2F2)n- ，英文缩写poly(vinylidene fluoride)，主要 是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具和通用树 脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性（可在户外长期使用）、耐辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，化学结构中以氟一碳 化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合。PVDF亲水性较差。 PVDF膜在处理前是疏水性的膜，经过甲醇处理后，PVDF膜就成了亲水性的了。这个你在 实验中也应该看到了。 所以，只要用甲醇处理PVDF膜30s左右就可以完全的把PVDF膜从疏水性状态转变成亲水性的了，时间延长后效果都是一样的。 同时，用肉眼观察，膜表面是否还有白色的点状或者块状区域存在，没有了再浸泡到transfer buffer中15 min。用过millipore、Pall-Gelman、osmonics的PVDF膜，都是 在甲醇中浸泡1-2 MIN。millipore公司的膜说明书都说的是在甲醇中浸泡1-2min。 PVDF膜可以结合蛋白质，而且可以分离小片段的蛋白质，最初是将它用于蛋白质的序列 测定，因为在Edman试剂中会降解，所以就寻找了PVDF作为替代品，虽然PVDF膜结合蛋 白的效率没有硝酸纤维素膜高，但由于它的稳定、耐腐蚀使它成为蛋白测序理想的用品， 一直沿用至今。PVDF膜与硝酸纤维素膜一样，可以进行各种染色和化学发光检测，也有很广的适用范围。这种PVDF膜，灵敏度、分辨率和蛋白亲和力在精细工艺下比常规的膜都要高，非常适合于的检测。 但是使用PVDF膜前，一定要先用无水甲醇预处理，再在transfer buffer中平衡好才可以使用（PVDF膜用甲醇泡的目的是为了活化PVDF膜上面的正电基团，使它更容易跟带 负电的蛋白质结合）。经过预处理的PVDF膜在转膜时，可以使用不含甲醇的transfer buffer。
聚偏氟乙烯的晶体结构
聚偏氟乙烯的晶体结构 顾明浩1,张 军13,王晓琳2 (11南京工业大学材料科学与工程学院,南京 210009;21清华大学化学工程系,北京 100084) 摘要:介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型 之间的相互转换。同时简单介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的 影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。 关键词:聚偏氟乙烯;晶体结构;α晶型;β晶型;γ晶型 引言 聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的压电性、焦电性、高机械性、高绝缘性和耐冲击性,应用非常广泛,从简单的绝缘体、半导体到压电薄膜和快离子导体膜,这主要由于PVDF晶型多样性的结果。PVDF常见的晶体结构主要有三种:β(Ⅰ)、α(Ⅱ)、γ(Ⅲ)。其中α晶型最为常见,β晶型因其优良的压电性能受到广泛的关注。γ晶型为极性,一般产生于高温熔融结晶。PVDF三种晶型在不同的条件下产生,又在一定的条件下相互转变,因而PVDF因为晶型晶体结构的不同而显示不同的性能,本文就PVDF三种主要晶型的产生条件和不同环境因素对三种晶型的影响进行了具体阐述。 1 PVDF的主要晶体结构 111 α晶型 α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=01496nm,b=01964nm,c=01462nm[1]。α晶型的构型为TG TG′,并且由于α晶型链偶极子极性相反,所以不显极性[2]。 11111 α晶型的产生 在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。在与环己酮[3]、二甲基甲酰胺[4]、氯苯[4]形成的溶液中结晶也可以得到α晶型的PVDF。 11112 结晶温度对α晶型的影响 结晶温度的高低直接影响结晶速度,要得到完善的单晶,结晶温度必须足够高,或者过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够快,以保证分子链的规整排列和堆砌[5]。同时结晶温度对聚合物晶体结构也有影响,在不同的结晶温度下,聚合物大分子链以不同的构型排列,呈现出不同的晶体结构。 对于α晶型的PVDF在不同温度的结晶行为,可通过偏光显微镜观察其球晶生长情况,在120℃～160℃结晶,随着结晶温度的升高,球晶数量减少,球晶尺寸增大,球晶的生长速率增加,而成核速率相应减少。当温度从160℃升高到170℃,球晶数量逐渐变小,以致几乎为零,但当结晶温度大于170℃,又出现球晶,是γ晶型。说明当结晶温度高于160℃,α晶型消失,所以PVDF在160℃下熔融结晶,产生α晶型。从220℃熔融,以40℃Πmin降温速率,通过DSC发现结晶峰值温度在130℃,说明α晶型最快结晶温度在130℃[6]。 Pawel等[7]发现PVDF在155℃结晶只有α晶型存在,当结晶温度在160℃以上,α晶型和γ′晶型同时存在(当在高温下,当α晶型转变为γ晶型时,此时的γ晶型称为γ′晶型),在更高的温度下,只有γ晶 基金项目:江苏省高校无机及其复合新材料重点实验室资助项目; 作者简介:顾明浩(19812),江苏南通人,男,硕士研究生,主要从事热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究; 3通讯联系人.
聚偏二氯乙烯.ppt
聚偏二氯乙烯Poly(vinylidene chloride)
概述 ?聚偏二氯乙烯于1938年发现于法国，1939年美国（DOW）化学公司发 现聚偏二氯乙烯共聚物性能较好，并于次年投产，其品牌号叫赛纶 （saran）。在第二次世界大战中用作军需品，战后又制成纤维和涂料。 ?聚偏二氯乙烯可加工成单层薄膜，也可用其他材料（例如：纸，铝箔， 其他塑料）复合，在大多数情况下可溶于溶剂后作为涂覆材料。薄膜上涂有薄薄一层聚偏二氯乙烯涂层后就可大大改善其防潮，隔氧，密封性能。 ?用密度较大，有特殊气味的低沸点液体----偏二氯乙烯合成的偏二氯乙烯 合成聚偏二氯乙烯均聚物，其熔点范围很窄，质硬，软化点与分解温度接近，不易加工。常用的聚偏二氯乙烯是偏二氯乙烯（含量5%--25%）的共聚物
制造 聚偏二氯乙烯的生产方法与聚乙烯均聚物生产方法相似。一般以过氧化苯甲酰为引发剂，在40℃左右聚合的中途加入偏二氯乙烯共聚。若做纤维使用，一般含偏二氯乙烯80%--95%；若制作成薄膜使用，一般含偏氯乙烯75%--85%，生产方法采用悬浮法和乳胶法；含偏二氯乙烯75%以下的涂料粘合剂和塑料多采用乳液法聚合。 偏二氯乙烯是无色液体，有轻微氯仿气味。相对密度为1.21，熔点-122.5℃，沸点为31.5℃，其性质与氯乙烯接近，所以聚偏二氯乙烯共聚物的性质与聚氯乙烯的性质相同。
特点 ? ?共聚物：一种浅棕色透明薄膜，密度大，机械强度优 良、柔韧，但过软，不太适合于机操作。由于表面有 你粘连性，自动化包装要加入滑爽剂。 ?聚偏二氯乙烯：①柔软且具有极低的透气、透水性能， 可防止异味过重，保鲜，保香性能好，适于长期保存 食品;②耐强酸，强碱、化学药品、耐油脂性能优良。 ③自熄性。④自粘性。⑤收缩性大。⑥柔软易粘结， 操作性不良。⑦薄膜结晶性强，易开裂、穿孔。⑧耐老化性差。⑨在紫外光易分解出氯化氢，其单体也有毒性
聚偏氟乙烯的多晶型转化关系的研究进展
聚偏氟乙烯晶体结构及多晶型转化关系的研究进展 （兵器工业集团五三研究所，济南250031） 摘要：介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)两种主要的晶体结构：α晶型、β晶型，同时简要的介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素下各晶型之间的转化关系。指出PVDF压电材料在多个领域具有广阔的应用前景。 关键字：聚偏氟乙烯晶体结构晶型转化 1引言 近年来，聚偏氟乙烯（PVDF）在功能高分子材料领域引起人们的特别关注。其原因在于它具有实际应用价值的压电性，热释电性以及复杂多变的晶型结构。 PVDF是由CFCH键接成的长链分子，通常状态下为半结晶高聚物，结晶度约为50%。迄今报道有五种晶型：α、β、γ、δ及ε型[1-2]，它们在不同的条件下形成，在一定条件下（热、电场、机械及辐射能的作用）又可以相互转化[3-6]。在这五种晶型中，β晶型最为重要，作为压电及热释电应用的PVDF，主要是含有β晶型。 2 PVDF多晶型的晶体结构及其形成条件 2.1 α晶型 α晶型是PVDF最普通的结晶形式。其为单斜晶系，晶胞参数为a=0.496nm，b=0.964nm，c=0.462nm[7]。a晶型的构型为TGTG ，并且由于a晶型链偶极子极性相反，所以不显极性[8]。α晶型的ab平面结构示意图，如图１所示。 图１α晶的ab平面结构示意图 Fig 1 Projection of poly(vinylidene fluoride) chain onto the ab plane of the unit cell for polymorphic α ________________________________________________________________ ______作者简介：张军英（1978－），女（汉族），在读硕士研究生，主要从事功能材料方面的研究。通讯作者：E-mail： Tel:
聚偏二氯乙烯乳液制备工艺与性能的研究
一、聚偏二氯乙烯概述 1. 聚偏二氯乙烯性质 PVDC，学名“聚偏二氟乙烯”，化学结构式为，是一种无毒，无味，粉末状，应用较为广泛的高阻隔性材料。PVDC单位分子中含有两个氯原子，阴电性较强，并且与其他链中氢原子结合紧密。此外，它的分子结构具有很好的对称性。这些特征使其分子间的间隙很小，结晶度高，分子与分子可以较好地凝聚在一起，阻止水、氧气等小分子物质的渗透作用，阻隔性能优异[1]。 不仅如此，PVDC涂覆膜可以直接在食物包装材料上应用，并可以保味保香，防潮防霉，同时它的印刷性能优良，耐油耐腐蚀性能好[2] 。 但是由于PVDC在其软化温度下稳定性较差。高温条件下，其中存在的金属离子会加速其分解老化，因此PVDC均聚物的实际应用价值很低。而产品级的PVDC主要以共聚物的形式存在，如VDC/VC、VDC/AN和VDC/MMA等共聚物，它们被广泛的应用于涂料，容器和包装领域[3]。而根据报道PVDC树脂或胶乳作为包装材料使用已经超过50年了[4]。 2. 聚偏二氯乙烯的应用 PVDC的用途十分广泛，民用方面，可以用作食品药品的包装膜，五金制品的涂覆膜，军用方面，可用在机械零件，军用器材等各种对于防腐防锈蚀防氧化等阻隔性能要求高的产品外包装[2]。其应用领域为： (1)制备冷藏用单模高阻隔性并具有自粘性的家用保鲜膜； (2)制备高阻隔性的单膜，应用于高温杀菌处理后的肠用膜； (3)制备高收缩性的多层复合膜，用作冷鲜产品包装袋； (4)制备PVDC乳胶，涂覆在包装用塑料材料上，应用于复合基材、药物包覆膜等。并可应用于建材，防止植被生长破坏其强度； (5)PVDC材质透明，密度较大，可以通过纺丝工艺制备成高强度的丝线如钓鱼线，渔网等；耐腐蚀能好，可做成化肥包装袋、化油器中的过滤网；不透水不透气阻隔性高，可以作为液体盛放袋；耐候性好，可以制人工草坪[5]。
聚偏氟乙烯PVDF纳米纤维的制备方法
聚偏氟乙烯纳米纤维的制备 一、背景 聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其它少量含氟乙烯基单体的共聚物，属于线性结晶聚合物，PVDF树脂属于热塑性聚合物，呈白色粉末状、粒状。具有优良的耐热和耐化学性、高机械强度和韧性、高耐磨性、卓越的耐气候性、以及对紫外线和核辐射的稳定性。 聚偏氟乙烯的结构式 聚偏氟乙烯因其具有高机械强度，耐酸，耐碱，压电等优良性质，被广泛的用于电纺纤维制备电池隔膜，传感器，过滤膜等。S.S.Choi等人研究发现，将PVDF基电纺纤维膜应用在锂离子电池中，不仅可以直接作电池隔膜使用，还可以在电解液中活化作为聚合物电解质使用[1]。王永荣用PVDF纳米纤维膜制作了一个压力传感器，每个传感器由三层结构构成，包括柔性上电极、PVDF纳米纤维膜和固定的下电极构成[2]。迪肯大学的Fang等人研制了利用静电纺PVDF薄膜制成的一个能量发电机，通过桥电路将机械力产生的交流电转换成直流电，点亮了电路中的LED灯[3]。武汉理工大学的翟威釆用引入聚氨酯预聚体的方法对PVDF 电纺膜进行粘结改性,使聚氨酯预聚体反应交联后和PVDF形成半互穿性网络,从而提高PVDF 膜的力学性能[4]。 二、纳米纤维的制备 2.1仪器和试剂 仪器：静电纺丝装置(SS-2535H)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电子显微镜(SEM)试剂：聚偏氟乙烯；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，丙酮（市售，分析纯）； 2.2聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备 使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜。称取一定量的PVDF样品放入100mL磨口锥形瓶，按溶剂的DMF和丙酮按体积比3:2加入锥形瓶内配制成浓度为17%的溶液，水浴加热将其溶解。取5mL配制好的溶液进行静电纺丝。用铝箔作为接收，调节正电压为10KV，负高压1.5KV，喷射距离15cm。液滴在静电力作用下在喷针形成Taylor锥形成射流和纤维。纺丝时间为6~8h后制得聚偏氟乙烯纳米纤维膜。
聚偏氟乙烯的应用及特性
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.sodocs.net/doc/241943674.html,）聚偏氟乙烯的应用及特性 变宝网8月11日讯 聚偏氟乙烯在常态下是一种半结晶高聚物，目前已知的有5中晶型，在一定的条件下可以互相转化。 一、聚偏氟乙烯的应用 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PVDF 良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 PVDF良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF 需求增长最快的市场之一。 PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
二、聚偏氟乙烯的特性 1、PVDF具有优良的耐化学腐蚀性、优良的耐高温色变性和耐氧化性。 2、PVDF具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度。 3、PVDF具有优良的耐紫外线和高能辐射性。 4、PVDF亲水性较差。 5、可射出及押出之氟化树脂（俗称热可塑性铁氟龙）。 6、耐热性佳并有高介电强度。 更多聚偏氟乙烯相关资讯关注变宝网查阅。 本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站； 变宝网官网网址：https://www.sodocs.net/doc/241943674.html,/tags.html 网上找客户，就上变宝网！免费会员注册，免费发布需求，让属于你的客户主动找你！
聚偏氟乙烯(PVDF)的特性粘度
PVDF聚偏氟乙烯，一种化学品，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。采用PVDF 树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。 可用一般热塑性塑料加工方法成型。其突出特点是机械强度高，耐辐照性好。具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，发烟硫酸、强碱、酮、醚绵少数化学药品能使其溶胀或部分溶解，二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。 PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除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，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。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PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF 需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备
聚偏二氟乙烯(PVDF)MSDS
第一部分化学品及企业标识 化学品中文名称：聚偏二氟乙烯，或1,1-二氟乙烯的均聚物 化学品俗名或商品名：PVDF T-1 化学品英文名称：Polyvinylidene Fluoride 第二部分成分/组成信息 纯品（√）混合物（） 化学品名称：聚偏二氟乙烯 化学成分含量 CAS No. 1,1-二氟乙烯的均聚物 100% 24937-79-9 该化学品不在国家安全生产监督管理总局颁布的危险化学品名录之列，不属于危险化学品。尽管如此，本材料安全数据手册提供了一些有用的信息以便安全处理和正确使用本产品。本材料安全数据手册应当予以保存并且便于员工和其他使用产品的人查阅。 第三部分危险性概述 危险性类别：非危险品，无味白色粉末 侵入途径：吸入，食入，皮肤接触 健康危害：该产品是一种合成高分子聚合物，适用所有粉末树脂原材料的工业卫生与安全措施，而不需要对它进行特殊的处理。在正常加工条件下，本产品会释放出烟或气体。释放物的组成根据加工时间和温度而异。这些加工过程中的释放物轻微刺激眼睛、皮肤和/或呼吸系统，并且多次或长时间暴露在该释放物氛围中会引起恶心、犯困、头疼和发虚。尽管在正常操作条件下不会发生，但是如果加热到315℃以上温度，会产生危险的分解物，包括氟化氢和二氧化碳，浓度随温度和加热方式而异。 环境危害：该物质在环境中不能自然分解，除此外不对环境构成危害。 燃爆危险：具有阻燃性，没有爆炸的危险，燃烧时会释放出二氧化碳和氟化氢。 第四部分急救措施 皮肤接触：大量水冲洗。将产品从衣物上去除，清洗后再使用。若熔融的聚合物沾到皮肤上，立即用冷水冷却，不要将聚合物从皮肤剥离，进行热烫伤医疗处理。 食入：在医务人员的指导下引导呕吐，进行医疗。禁止通过口腔向失去知觉的人喂送任何东
聚偏氟乙烯涂料的研究
Vol.172004年3月功 能 高 分 子 学 报Journal of Functional Polymers No.1Mar.2004 聚偏氟乙烯涂料的研究 X 殷 红X X , 方 俊, 张启芳, 唐 凌, 王 俊 XX X (华东理工大学材料科学与工程学院,上海 200237) 摘 要: 用聚偏氟乙烯(PVDF)树脂制备了溶剂型氟碳涂料,筛选并优化了PVDF 涂料的溶剂组成。采用丙烯酸树脂对PVDF 进行改性,并研究颜填料钛白粉对涂膜性能的影响。结果表明,由甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯及邻苯二甲酸二甲酯组成的溶剂体系的涂料综合性能比较好,而丙烯酸树脂和钛白粉的加入明显地改善了PVDF 涂膜的性能。关键词: 聚偏氟乙烯;溶剂型涂料;丙烯酸树脂;钛白粉 中图分类号: TQ325.4 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2004)01-0143-06 聚偏氟乙烯(PVDF)涂料是近年来开发的一种新型建筑用途料。PVDF 涂料经高温固化后能形成性能优良的保护涂层,其涂层具有耐候、耐沾污、保色、韧性好、耐磨、耐冲击、耐化学品腐蚀等优点,是一种理想的护面材料,被广泛应用于建筑外墙装饰,地铁、隧道、化工生产区等恶劣环境下金属材料的涂装[1]。由于早期的PVDF 涂料均采用异氟尔酮(isophorone)为主要溶剂,对环境造成污染,随着各国对环保的重视,无异氟尔酮混合溶剂体系已成为目前PVDF 涂料研究的热点[2] 。国外在上世纪60年代就开 始对PVDF 涂料进行了研究 [3,4] ,主要集中于溶剂体系的调配和对P VDF 树脂的改性。但由于对技术的 垄断,相关的文献报道甚少。国内在这方面的研究起步较晚,目前所用的PVDF 涂料几乎都为进口商 品,在有机氟涂料研究领域与国外先进水平相比存在较大差距。因此,为了提高我国建筑涂料的水平,有必要加大力度研究与开发高性能的PVDF 涂料。 本文以国产PVDF 为原料制备溶剂型氟碳涂料,根据PVDF 的溶解特征,筛选并优化了无异氟尔酮的混合溶剂组成,并就丙烯酸树脂及颜填料钛白粉对涂膜性能的影响进行了研究。 1 实验部分 1.1 原料 PVDF:上海有机氟材料研究所;丙烯酸树脂(AR):上海新大化工厂;固化剂582-2:上海新大化工厂;金红石型二氧化钛(R111、HR969、HR990、R960):上海江沪钛白化工制品有限公司;甲苯:化学纯,上海菲达工贸有限公司和桥分公司;甲基异丁基酮:分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司;乙二醇乙醚乙酸酯:化学纯,中国医药集团上海化学试剂公司;2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol):化学纯,上海通洋化工有限公司;邻苯二甲酸二甲酯:化学纯,永华特种化学试剂厂。1.2 实验仪器 SDF04型实验多用分散机:江阴精细化工机械厂;40L m 线棒涂布器;JC2000A 型接触角测量仪;JSM -6360LV 型扫描电镜:日本电子(JE OL)公司;中华牌绘图铅笔(6H -6B);QFZ -ò型漆膜附着力实验仪:中国天津材料试验机厂;QCJ 型漆膜冲击器:中国天津材料试验机厂。1.3 实验过程 在500mL 马口铁罐中依次加入由甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯、Texanol 、邻苯二甲酸二甲酯组成的混合溶剂、PVDF 、丙烯酸树脂、固化剂和颜填料,在转速为1700r/min 的分散机上分散45 X XX XXX 通讯联系人 作者简介:殷红(1978-),女,江苏省兴化市人,硕士研究生,主要研究方向:氟碳涂料的研究.收稿日期:2003-07-10
聚偏氟乙烯的发展与应用
聚偏氟乙烯的发展与应用 高倩 （北京化工大学理学院应用化学系，北京，20110522） 摘要：本文从结构性质到其发展应用全面介绍了聚偏氟乙烯这一物质，重点从石油化工、电子电气和氟碳涂料三个方面来介绍聚偏氟乙烯的应用与发展现状的。 关键词：聚偏氟乙烯；应用；氟碳涂料；绝缘介质膜 1、聚偏氟乙烯的结构和性质 聚偏氟乙烯（PVDF），是由l，2-二氟乙烯(VDF)单体均聚或共聚而成的线性高分子化合物，聚合度约1500，属于热塑性氟塑料。 PVDF是一种白色粉末状结晶聚合物，密度为1．75～1．789g／cm3，吸水率小于0．04％，玻璃化温度-39℃，脆化温度-62℃以下，结晶熔点约170℃，热分解温度大于316℃，长期使用温度在-40℃～150℃之间。它不耐高浓度强碱和某些胺类化合物；可溶解于二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等少数几种极性溶剂；在较高温度下可溶解于某些酸类和酯类化合物。 PVDF具有优良的耐化学介质性能，对大多数无机酸、盐类、氧化剂、弱碱以及脂肪酸、芳香族和卤代溶剂等均有优良的抵抗性。它的耐腐蚀性能介于聚四氟乙烯（PTFE）和聚全氟乙丙烯（FEP）之间，特别是对强酸、卤素、卤素化合物及极强氧化剂等具有优异的抵抗力，是化工设备理想的防腐材料。 2、聚偏氟乙烯的应用概述 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。 首先，因PVDF对氯、溴卤素及卤素化合物有极其优异的抵抗特性，及其良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。PVDF在化工防腐蚀方面的应用，有其它氟树脂无可比拟的优点。 同时，聚偏氟乙烯膜介电常数较高，有优良的耐化学品性、耐溶剂性、抗紫外性、耐辐射性和耐候性，同时在氟树脂中它也具有最高的抗张强度和抗压缩强度以及最出色的加工性能，是膜绝缘材料的不错选择。另外，聚偏氟乙烯压电薄膜是一种新型的高分子聚合物型敏感材料，使偏氟乙烯及其共聚物成为目前研究最广泛的铁电聚合物材料，在执行器、传感器、存储器、仿真肌肉及微流控方面具有应用前景。 最后，PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等；目前在我国以偏氟乙烯为含氟单体和其他含氟单体共聚的涂料用常温固化型氟碳树脂尚未出现，在这方面具有巨大的发展空间。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS 树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 (1)化工领域：采用模压、挤如、注射成型可加工PVDF衬里或全塑阀门、泵、管道、管件、
聚偏氟乙烯(PVDF)
聚偏氟乙烯（PVDF） 百科名片 PVDF聚偏氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46% ，不燃，结晶度65%~78%，密度为1.17~1.79g/cm3,熔点为172℃,热变形温度112~145℃,长期使用温度为—40~150℃。基本化学属性： CAS号：24937-79-9 分子式：-(C2H2F2)n- 外观：白色或者透明固体 水溶性：不溶于水 1 PVDF聚偏氟乙烯 用树脂的特性，除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，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。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PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。 其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PV DF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合．因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。 2 PVDF转移膜 PVDF是一种高强度、耐腐蚀的物质，通常是用来制造水管的。PVDF膜可以结合蛋白质，而且可以分离小片段的蛋白质，最初是将它用于蛋白质的序列测定，因为硝酸纤维素膜在Edman试剂中会降解，所以就寻找了PVDF作为替代品，虽然PVDF膜结合蛋白的效率没有硝酸纤维素膜高，但由于它的稳定、耐腐蚀使它成为蛋白测序理想的用品，一直沿用至今。PVDF膜与硝酸纤维素膜一样，可以进行各种染色和化学发光检测，也有很广的适用范围。这种PVDF膜，灵敏度、分辨率和蛋白亲和力在精细工艺下比常规的膜都要高，非常适合于低分子量蛋白的检测。 但是使用PVDF膜前，一定要先用无水甲醇预处理，再在transfer buffer中平衡好才可以使用（PVDF膜用甲醇泡的目 的是为了活化PVDF膜上面的正电基团，使它更容易跟带负电的蛋白质结合）。经过预处理的PVDF膜在转膜时，可以使用不含甲醇的transfer buffer。而使用NC膜时，有的需要用无水甲醇处理，有的则不必，直接用transfer buffer平衡好就可以了。 产品介绍 PVDF是由纯度≥99.99%的偏氟乙烯（VDF）均聚而成的涂料用PVDF可熔性氟碳树脂。有70%PVDF树脂制成的氟 碳涂料经喷涂或辊涂等工艺经烘烤制成的漆膜具有无与伦比的超耐候性能及加工性能。完全符合美国建筑材料标准A AMA2605及中华人民共和国行业标准HG/T3793-2005。PVDF不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与
聚偏氟乙烯膜(PVDF)亲水性改善方法的研究进展
聚偏氟乙烯膜（PVDF）亲水性改善方法的研究进展 摘要：聚偏氟乙烯(PVDF)有价格低廉、化学和热稳定性好、机械强度高等优点，但PVDF分子链上氟原子对称分布导致了材料表面的表面能低、疏水性强，在含油废水分离过程中污染严重，从而制约了PVDF分离膜的应用，因此需要对膜材料表面进行亲水化改性处理。对于聚偏氟乙烯膜的改性主要有物理和化学两种方法，然后可用接触角、膜的纯水通量等测试对其亲疏水性表征。 关键词：聚偏氟乙烯，亲水性，接触角 1、聚偏氟乙烯简介[1] PVDF由偏氟乙烯单体CH2=CF2经悬浮聚合或乳液聚合得到，它是一种成膜性能较好的聚合物材料，使用诸如二甲基甲酞胺(DMF)、二甲基乙酞胺(DMA C)和N-甲基毗咯烷酮(NMP)等极性溶剂溶解。从PVDF分子结构分析，整体符合一般聚烯烃分子碳链的锯齿构型，氟原子替代氢原子，因为氟原子电负性大，原子半径很小，C-F键长短，其键能达到50kJ.mol-1，整个分子链呈柔性使聚合物具有一定的结晶性，表现为突出的热稳定性，熔点为170℃，热分解温度在316℃以上，连续在150℃高温以下暴露2年内不会分解。由于氟原子对称分布，整个分子显示非极性，聚合物表面能很低，仅为25J.m-3。通常太阳能中可见光---紫外光部分对有机物起破坏作用，光子波长在200--700nm之间，而C-F键能接近220nm光子在总数中所占比例极少，所以氟材料耐环境气候性好。由于性质稳定的氟原子包围在碳链四周，使PVDF具有很好的化学稳定性，在室温条件下不易被酸、碱和强氧化剂及卤素腐蚀。因PVDF能溶于一些强极性溶剂中，且具有很好的可纺制性能，它可以被用来纺丝制备中空纤维膜。聚偏氟乙烯在1961年首先在建筑领域被商品化，迄今数十年的使用中PVDF树脂的优良性能得到广泛的证明，在X射线平板印刷术、光纤、涂料等方面己被广为应用。近些年来含氟聚合物又作为一种性能优异的膜材料，在膜分离工程领域的研究应用成为人们热点关注对象。 PVDF相对于聚醚砜(PES)、聚丙烯睛(PAN)等其它膜材料，PVDF膜的特点是疏水性强，是膜蒸馏和膜吸收等分离过程的理想材料。但是，同样因其强疏水性而导致在含油废水分离时污染严重、通量减小，制约了其在此领域应用。对
PVDF聚偏氟乙烯修订版
P V D F聚偏氟乙烯集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
PVDF聚偏氟乙烯，分子式：-(C2H2F2)n-，英文缩写poly(vinylidenefluoride)，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性（可在户外长期使用）、耐辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合。P V D F亲水性较差。PVDF膜在处理前是疏水性的膜，经过甲醇处理后，PVDF膜就成了亲水性的了。这个你在实验中也应该看到了。所以，只要用甲醇处理PVDF膜30s左右就可以完全的把PVDF膜从疏水性状态转变成亲水性的了，时间延长后效果都是一样的。 同时，用肉眼观察，膜表面是否还有白色的点状或者块状区域存在，没有了再浸泡到transferbuffer中15min。用过millipore、Pall-Gelman、osmonics的PVDF膜，都是在甲醇中浸泡1-2MIN。millipore公司的膜说明书都说的是在甲醇中浸泡1-2min。 PVDF膜可以结合蛋白质，而且可以分离小片段的蛋白质，最初是将它用于蛋白质的序列测定，因为在Edman试剂中会降解，所以就寻找了PVDF作为替代品，虽然PVDF膜结合蛋白的效率没有硝酸纤维素膜高，但由于它的稳定、耐腐蚀使它成为蛋白测序理想的用品，一直沿用至今。PVDF膜与硝酸纤维素膜一样，可以进行各种染色和化学发光检测，也有很广的适用范围。这种PVDF膜，灵敏度、分辨率和蛋白亲和力在精细工艺下比常规的膜都要高，非常适合于的检测。 但是使用PVDF膜前，一定要先用无水甲醇预处理，再在transferbuffer中平衡好才可以使用（PVDF膜用甲醇泡的目的是为了活化PVDF膜上面的正电基团，使它更容易跟带负电的蛋白质结合）。经过预处理的PVDF膜在转膜时，可以使用不含甲醇的transferbuffer。电转液中SDS增加蛋白的水溶性，促进蛋白在电转液中泳动。若不加SDS，蛋白会沉淀在胶上，但SDS过多会影响蛋白与膜的吸附。 甲醇能使SDS与蛋白分离，甲醇浓度越高SDS与蛋白分离越快，但高浓度的甲醇对蛋白会有固定作用，不利于蛋白从胶里跑出来。一般来说甲醇的浓度为20%，但PVDF膜截留marker上交联的小分子颜料的能力很差，可考虑提升甲醇的浓度至25%（它对普通蛋白的转膜影响不太，颜料截留更多）；大蛋白转印可考虑降低甲醇浓度，另外SDS必须添加。甲醇的另一个作用是降温，旧的电转液由于电解质的消耗和甲醇的挥发，电转时电流或电压变化更快、温度升高也更快，因此可考虑增加额外的甲醇；这点对半干转缓冲液的意义较大，因为半干转缓冲液消耗很慢，缓冲液放置的时间较久，甲醇挥发比较严重，可临时少量补加。 转移后效果的鉴定1．染胶用考马斯亮兰染色经destain脱色后，看胶上是否还有蛋白来反映转移的效果。2．染膜有两类染液选择，可逆的和不可逆的。可逆的有ponceau-sred、FastgreenFC、CPTS等，这类染料染色后，色素可以被洗掉，膜可以用做进一步的分析用。但是不可逆的染料，如考马斯亮兰、indiaink、Amido.black10B等，染色后膜就不能用于进一步的分析。
聚偏氟乙烯树脂的合成方法
聚偏氟乙烯树脂的合成方法 1 概述 聚偏氟乙烯(PVDF)是偏氟乙烯(VDF)的均聚物或VDF与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，相对分子质量为400×103-600×103。由于结构中同时存在乙烯基和二氟乙烯基，因此PVDF同时具有通用树脂和氟树脂的特性，存在较强的耐腐蚀性、耐高温性、耐氧化性及耐气候性。已经成为氟树脂中除聚四氟乙烯(PTFE)外使用最广的第2大品种。 此外，PVDF还存在某些独特的性质：1)压电性，PVDF通常状态下为非极性α晶体，此时总偶极矩为O，不显示压电性，但在低温下拉伸可得β晶体，存在极强的压电性；2)介电性，在6～60Hz下介电常数可达6～8，电容量增量较大； 3)成型性，PVDF结晶熔点约为170℃，分解温度在316℃以上，较广的温度范围使其容易采用热塑性塑料的方法进行加工。 2 PVDF树脂的合成 PVDF树脂的主要合成方法包括乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合及超临界聚合，而乳液聚合和悬浮聚合是主要的工业化生产手段。 2.1乳液聚合法 VDF的乳液聚合实际上属于沉淀聚合，主要包括VDF单体溶解在水相中、稀水溶液聚合、PVDF从水相中沉淀出来在乳化剂的作用下形成乳胶粒3个步骤。聚合过程中加入的成分除了常规乳液聚合中的单体、水、引发剂和乳化剂外，还要加入链转移剂和石蜡。 VDF乳液聚合中的去离子水电导率要小于3μS／cm．不仅维持体系的稳定，而且保证树脂的性能和色泽，其用量一般为单体质量的5-6倍。所用的引发剂分为无机过氧化物和有机过氧化物，无机过氧化物主要为过硫酸盐类，有机过氧化物引发制备的PVDF高分子链为非离子端基，稳定性较强，最常用的为过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)，用量一般为单体质量的0．15％～1％。 乳化剂多为含氟化合物，最经典的是如全氟辛酸及盐类(PFOA)，用量一般为单体质量的0．1％～0．2％，降低了液滴之间的表面张力，防止单体液滴或乳胶粒的凝聚，但是由于具有持久的环境稳定性和高的生物累积性，被联合国列入持久性有机污染物(POPs)清单，予以禁用，其最新替代品主要集中在6种，即采用C4或C6含氟整理剂、纳米型含氟整理剂、复配型含氟整理剂、丙烯酸氟烃酯类树脂和PTFE等。 链转移剂能够在不影响聚合稳定性和反应速率的条件下通过调节用量控制其相对分子质量和相对分子质量分布。在聚合过程中，链转移剂用量过大时，熔体质量流动速率增大，特性黏度减小，PVDF相对分子质量降低；链转移剂用量过小时，虽然相对分子质量较高，但聚合反应不平稳，过程难以控制，聚合时间短．生产效率低下，常用的包括醇类、酯类、酮类及卤代烷烃，一般用量为单体质量的l％～3％。石蜡则可以起到稳定PVDF胶束的作用，避免凝聚和粘釜现象的发生。 以C 6F 13 I和IC 4 F 8 I为链转移剂的条件下通过碘转移成功进行了VDF和三氟甲 基丙烯酸(TFMA)的无皂乳液共聚，发现在不同配比下(TFMA、VDF摩尔比0：1～0．5：0．5)制备共聚产物的相对分子质量与理论值极为接近，相对分子质量分布最高为2.95，同时加入少量的TFMA能够提高聚合过程及制备乳液的稳定性。
聚偏氟乙烯(PVDF)板材市场调查报告
聚偏氟乙烯（PVDF）板材市场调查报告 一、聚偏氟乙烯（PVDF）板材概述 1.1 聚偏氟乙烯（PVDF） 一种纯热塑性含氟聚合物，由偏氟乙烯经聚合而成的高分子化合物。白色固体，密度1.78，熔点160~170℃，可在-60~150℃范围使用。能溶于强极性溶液如二甲基乙酰胺等。抗老化、耐化学药品、耐候、耐紫外线光辐射等性能均较优良。 1.2 聚偏氟乙烯（PVDF）板材 聚偏氟乙烯板，英文名称Polyvinylidene fluoride ，是用PVDF树脂经过高温挤出成板材，是一种相当纯净的聚合物，它不含紫外稳定剂、热稳定剂、软化剂、润滑剂或阻燃剂等添加剂。化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合，因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。 1.3 聚偏氟乙烯（PVDF）板材特性 - 具有优良的耐化学腐蚀性、优良的耐高温色变性和耐氧化性。 - 具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度。 - 具有优良的耐紫外线和高能辐射性。 - 具有优良的抗水解性能。 - 具有比同类的聚四氟乙烯更高的刚度和承压能力，但光滑性和电气绝缘性稍逊。 - 耐热性佳并有高介电强度。 - 对氯化物，溴化物以及能量射线均可保持稳定。 - 具有低温条件下的高强度和高韧性，可自行熄灭。
二、聚偏氟乙烯（PVDF）板市场情况 2.1 聚偏氟乙烯(PVDF)板产量统计 聚偏氟乙烯（PVDF）板在含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能约为11.7万吨。 目前，国外PVDF2017年合计生产能力约为3.67万吨/年。 国外主要PVDF生产商产能 我国PVDF树脂从2014年开始快速增长，截止2017年底全国总产能已达8.1万吨/年，约占全球总产能的69%。 中国主要PVDF生产商产能
聚偏氟乙烯(PVDF)压电膜
聚偏氟乙烯（PVDF）压电膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。锦州科信电子材料有限公司以清华大学为技术依托，成功地实现了PVDF压电膜国产化批量生产。它具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。 性能及特点： PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近，匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压电陶瓷换能器；电容值高，可以采用低淙胱杩沟囊瞧髯鞯推到邮铡?SPAN lang=EN-US>PVDF压电膜优点如下： (1) 良好的工艺性。可用现有设备进行加工； (2) 能制作大面积的敏感元件； (3) 频带响应宽(0～500MHz)； (4) 声阻抗接近于人体组织和水，所以可用于医疗诊断的敏感装置结构中； (5) 具有高冲击强度(可使用于冲击波的传感器中)； (6) 耐腐蚀性(在活性介质中使用时这种性能是必需的)； (7) 相对介电常数较低；相应较高的压电常数值d33(约比其它压电材料高一个数量级以上)和热信号灵敏度(p/ε)值； (8) 与压电陶瓷相比有更低的导热性；并能制得更薄的薄膜； (9) 柔软坚韧(PVDF的柔顺系数约为PzT的30倍,并且轻(比重只有PzT的1/4左右)；能制成所需的各种较复杂的形状(锥形、穹顶形等)，可使用在需要具有特殊定向的元件中。 总的来说：PVDF压电膜比石英、PzT等具有压电常数大，频响宽，机械强度好，耐冲击，质轻，柔韧，声阻抗易匹配，易加工成大面积，不易受水和一般化学品的污染、价格便宜等特点。它不仅在许多领域中可替代压电陶瓷材料使用，而且还可以应用在压电陶瓷材料不能使用的场合。因此它是一种极有发展前途的换能性高分子敏感材料。 PVDF压电膜品种技术规格： 1、感观要求： 项目指标 色泽有金属光泽，基本一致