Co bychom měli vědět o materiálech PVDF (polyvinyliden fluorid)

Jméno PVDF může znít trochu podivně, ale má v našich životech širokou škálu aplikací.

Jmenuje se polyvinyliden fluorid a má také aliasy jako polyvinyliden fluorid, polyvinyliden fluorid, polyvinyliden fluoridová pryskyřice, polyvinyliden fluoridová pryskyřice atd. Pokud jde o vzhled, je to obvykle bílý prášek nebo granule.

Poly (vinyliden fluorid), zkráceno jako PVDF, odkazuje hlavně na homopolymery vinylidenu fluoridu nebo kopolymerů vinylidenu fluoridu a malé množství dalších vinylových monomerů obsahujících fluorin, a také má a má také odolnost vůči fluorinu a má také zdobené oděvy fluorinu a má obecné onemocnění a má obecné ošetření a má obecné ošetření a obecně. Piezoelektrika, dielektrika a další zvláštní vlastnosti, jako je termoelektrika atd. Je to druhý největší produkt při výrobě plastů obsahujících fluorin s globální produkční kapacitou 10 000 tun, kromě dobré chemické odolnosti, odolnost proti oxidaci, oxidační odolnost proti oxidaci, oxidační odolnost , odolnost proti počasí a odolnost proti záření, má také piezoelektriku, dielektricitu, termoelektriku a další speciální vlastnosti.

Chemická struktura fluorokarbonu je kombinována s fluorinově uhlíkovou vazbou a tato struktura s krátkými vazbami tvoří nejstabilnější a nejsilnější vazbu s vodíkovými ionty. Fluorokarbonové povlaky mají proto speciální fyzikální a chemické vlastnosti, nejenže má silnou odolnost proti opotřebení, ale také v extrémně drsném a drsném prostředí má vysokou odolnost vůči blednutí a ultrafialovému výkonu.

Fyzikální vlastnosti

PVDF se používá hlavně tam, kde je vyžadována extrémní čistota, jakož i odolnost vůči rozpouštědlům a kyselinám a bázím. PVDF má nižší hustotu (1,78 g/cm) než jiné fluoropolymery, jako je PTFE.

PVDF lze použít k výrobě hadic, listu, filmu, substrátu a izolačních bund pro kabely. Může být také injekční formován nebo svařován a je široce používán v chemickém, polovodičovém, farmaceutickém a obranném průmyslu, kde může být například použita k výrobě lithium-iontových baterií. Kromě toho může být vyrobeno na zesítěné pěny s uzavřenými buňkami, které se stále více používají v leteckých aplikacích.

Pro špičkové kovové povlaky lze použít jemné práškové známky PVDF, jako je Kynar 500 PVDF a Hylar 5000 PVDF. Tyto povlaky mají extrémně vysokou stabilitu lesku a barev. Tyto povlaky lze nalézt v mnoha slavných budovách, jako jsou Twin Peaks Tower a Taipei 101. Používá se také v komerčních budovách a rezidenčních zpevněných kovových střechách.

Filmy PVDF lze použít k imobilizaci proteinů v testech Western blottingu v důsledku jejich nespecifické afinity k aminokyselinám.

V roce 1969 vědci zjistili, že PVDF má silný piezoelektrický účinek: piezoelektrický koeficient polarizovaného (tj. Vložený do silného elektrického pole pro vytvoření čistého dipólového okamžiku) byl 6-7 ks/n, což bylo více než 10krátkrátkrátkrátkrátkrátkrát, což bylo více než 10krátkrátkrátkrátkrátkrátkrát, což bylo více než 10krátkrátkrátkrátkrátkrátkrát, což bylo více než 10krát více než 10krát. větší než odpovídající hodnota pro polymery nalezené v té době.

PVDF má teplotu přechodu skleněného přechodu (TG) asi -35 ° C a krystalinitu obvykle 50-60%. Za účelem předávání piezoelektrických vlastností materiálu je materiál obvykle mechanicky natažen ve směru molekulárních řetězců a poté polarizován pod napětím. Pvdf je k dispozici v různých pevných fázích: a fáze (TGTG '), β fáze (tttt (tttt (TTTT ) a y fáze (tttgtttg '). Rozdíl mezi těmito fázemi je to, zda je molekulární řetězec cis (t) nebo trans (G.) PVDF, stává se ferroelektrickým polymerem, když je polarizován a má dobré piezoelektrické a pyroelektrické vlastnosti. Tyto vlastnosti umožňují, aby byl použit při výrobě senzorů a baterií, jako jsou některé z nových senzorů termografických fotoaparátů, které používají filmy PVDF.

Na rozdíl od některých jiných piezoelektrických materiálů, jako je PZT, má PVDF zápornou hodnotu D33. Z hlediska fyzického hlediska to znamená, že zatímco jiné materiály se rozšiřují v elektrickém poli, PVDF smlouvy a naopak.

Hlavní vlastnosti

PVDF je obecně produkován suspenzní polymerací nebo emulzní polymerací vinylidenu fluoridu, reakční rovnice je: ch₂ = cf₂-(ch₂cf₂) n.

Pokud jde o fyzikální vlastnosti, má PVDF relativní hustotu 1,76 až 1,79, bod tání 160 ° C až 170 ° C lze použít v širokém rozsahu teplot od -60 ° C do +150 ° C a je je IS a je IS Rozpustné v silných polárních rozpouštědlech, jako je dimethylacetamid.

PVDF má mnoho vynikajících vlastností. Za prvé, má dobrou tepelnou odolnost a udržuje stabilitu i při vysokých teplotách. Za druhé, má vynikající chemickou stabilitu a je odolná vůči široké škále chemikálií. Odolnost proti povětrnostním povětrnostem, odolností proti UVR a odolnost vůči vysoce energetickému záření jsou také vynikající. Kromě toho má PVDF vysokou polaritu, vysokou dielektrickou konstantu a vysokou dielektrickou ztrátu úhlu.

Pokud jde o zpracování, PVDF je relativně jednoduchý a lze použít běžné formování, vytlačování a injekční formování.

Z hlediska podmínek formování není sušení pro původní balíček vyžadováno; Teplota injekce je obvykle řízena při 180-230 ℃; teplota formy je 60-90 ℃; Teplota vytlačování je 180-265 ℃; a teplota hlavy je 66-140 ℃.

Pro skladování by měl být PVDF uložen na 5-30 ℃ v čistém a suchém prostředí, aby se zabránilo nečistotě, jako je prach a vlhkost v míchání. Přepravu by se mělo považovat za nezdravé zboží a během procesu by se mělo zabránit teplu, vlhkosti nebo násilným vibracím.

PVDF hraje zásadní roli v mnoha oborech

V petrochemickém poli se díky své dobré chemické odolnosti, vynikající zpracovatelnosti a vynikající únavě a odolnosti vůči dotvarování stala jednou z ideálních možností pro celá nebo lemovaná čerpadla, ventily, potrubí, kování potrubí, nádrže a výměníky tepla v tekutině v tekutině Manipulační systém petrochemického vybavení.

PVDF se také používá v elektrických a elektronických polích. S dobrou chemickou stabilitou a vlastnostmi elektrické izolace se v polovodičovém průmyslu široce používá pro skladování a přepravu chemikálií s vysokou čistotou v zařízeních, které splňuje požadavky na TOC a zpomalení hoření.

PVDF je také jednou z hlavních surovin pro fluorokarbonové povlaky, které jsou nyní v jejich šesté generaci. Tyto povlaky se používají v elektrárnách, letištích, dálnicích, výškách a na jiných místech kvůli jejich vynikajícímu odolnosti proti povětrnostním povětrnostem, což jim umožňuje používat venku po dlouhou dobu bez údržby.

Kromě toho lze PVDF pryskyřice také smíchat s jinou modifikací pryskyřice. Například kompozitní materiály získané smícháním s pryskyřicí ABS byly široce používány ve stavebnictví, automobilové dekoraci, skořápkách zařízení a dalších polích.

PVDF má také některé speciální vlastnosti a použití

Například má piezoelektriku, termoelektriku a další funkce, může být vyrobeno v různých komplexních tvarech senzorů, lékařských materiálů. V sekvenování proteinů je PVDF membrána ideální alternativou k nitrocelulózové membráně, která může vázat proteiny a oddělit malé fragmenty proteinů.

Před použitím musí být předem ošetřeny bezvodým methanolem k aktivaci pozitivně nabitých skupin na jejich povrchu, což je usnadňuje vázání na negativně nabité proteiny. Pro přenos předem ošetřených PVDF membrán lze použít přenosový pufr bez methanolu.

Oblasti aplikace

PVDF se často používá jako izolační bunda pro elektrické dráty kvůli jeho více vynikajícím vlastnostem, jako je elasticita, nízká hmotnost, nízká tepelná vodivost, vysoká chemická odolnost a odolnost proti teplu. Tenký 30-měřicí drát, který se často používá v drátěných obvodech, a desky z tištěných obvodů jsou často izolovány PVDF. Kabely s izolací PVDF se často nazývají [Kynar Wire "pod názvem PVDF.

Vzhledem ke svým piezoelektrickým vlastnostem se PVDF často používá při výrobě hmatových senzorových polí, levných deformačních měřidel a lehkých zvukových převodníků.

PVDF je také standardní pojivo pro kompozitní elektrody pro lithiové baterie: PVDF rozpuštěný v N-methyl-2-pyrrolidonu (NMP) se specifickou hmotností 1-2% je smíchán s grafitovým, křemíkem, cínem, aktivním lithiem, jako je například materiály lithia, jako je například materiály lithia, jako například lithiové skladovací materiály LICOO2, limn2O4 nebo LifePO4 a vodivé přísady, jako jsou uhlíková černá nebo uhlíková nanovlákna. Kaše se poté nalije na kovový sběratel a NMP se odpaří za vzniku kompozitní elektrody nebo vložení elektrody. elektrolyt nebo lithium.

V biomedicínském poli se filmy PVDF často používají pro imunoblotting, kde jsou proteiny elektroforézovány. Protože PVDF je rezistentní na korozi rozpouštědla, může být film použitý v testu snadno odlupován a znovu použit k detekci dalších proteinů. Filmy PVDF lze také použít k vytvoření membránových filtračních zařízení typu stříkačky nebo kola. Vlastnosti tepla a chemické odolnosti materiálu a nízkým proteinem umožňují jeho použití jako sterilizační filtr při přípravě léčiv a jako filtr při přípravě vzorků pro analýzy, jako je HPLC, což zabraňuje poškození drahého vybavení malým množstvím částice v těchto vzorcích.

PVDF se také používá k výrobě speciální rybářské linie monofilamentu jako alternativu k tradičnímu nylonovému monofilu. Jeho tvrdý povrch je odolnější vůči otěru z ostrých rybích zubů a jeho optická hustota je nižší než nylon, takže linie je méně viditelná pro horlivé oko ryb. Je také hustší než nylon, což umožňuje, aby se čára rychleji klesla směrem k rybám.

Převodníky PVDF jsou vhodnější pro dynamické modální testování než polovodičové piezorezistické převodníky a mají výhody ve strukturální integraci oproti piezoceramickým převodníkům. Vzhledem k nižším nákladům a větší kompatibilitě jsou aktivní převodníky využívající PVDF důležité pro budoucí vývoj v oblasti monitorování strukturálního zdraví.

Nové energetické pole je nyní jedním z nejdůležitějších pokynů aplikací

V oblasti nových energetických vozidel hraje významnou roli PVDF (polyvinyliden fluorid).

Slouží hlavně jako pozitivní potahovací materiál pořadače a membrány. S rychlým růstem prodeje elektrických vozidel roste poptávka po lithiových bateriích.

PVDF se stal jedním z nezbytných klíčových materiálů v průmyslovém řetězci lithiové baterie díky vynikající chemické odolnosti, elektrické izolaci a dalším charakteristikám.

Jako pojivo anody je PVDF obtížné v krátkodobém horizontu nahradit.

Lithiová baterie má vysoké požadavky na výkon Binderu, který by měl být schopen infiltrován organickým elektrolytem a odolávat jeho erozi, nerozpustit se, méně rozpuštěné a udržovat dobrý spojovací výkon pod prostředím ekologického elektrolytu a zároveň, a zároveň, Jeho elektrochemická stabilita by měla být vynikající a napětí rozkladu musí být nad 4,5 V.

S vynikající chemickou stabilitou a odolností proti korozi může PVDF efektivně odolat erozi elektrolytu polárního organického rozpouštědla a má dobrý výkol lepení, takže se široce používá v katodové pořadači lithium baterie, což v současnosti představuje až 90%.

Aby bylo možné efektivně zlepšit hustotu energie, musí být pojivo lithiové baterie použity v malém množství a dobrém účinku na vazbu. Aby bylo zajištěno vynikající výkony lepení, musí mít PVDF na baterii obecně vysokou molekulovou hmotnost, obvykle více než 1,1 milionu, a pojivo je povinno mít nízký obsah vody.

Kromě toho, aby byla zajištěna konzistence lithium-iontových baterií, výrobci baterií vyžadují vysokou míru konzistence při výkonu různých šarží zakoupeného PVDF.

Shrnout

PVDF je materiál s vynikajícím výkonem a širokou aplikací. S neustálým pokrokem a rozvojem vědy a technologií mohou být její oblasti aplikací dále rozšířeny a prohloubeny. V procesu používání je však důležité plně porozumět jeho charakteristikám a možným rizikům zajistit jeho bezpečnou a efektivní funkci.