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品牌: | 美國蘇威 |
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產(chǎn)地: | 美國蘇威 |
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有效期至: | 長期有效 |
發(fā)布時間: | 2023-11-24 17:31 |
最后更新: | 2023-11-24 17:31 |
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編輯 播報
PVDF主要用于對純度有極高要求,,同時需要抗溶劑及酸堿腐蝕的場合,。比起其他含氟聚合物,,比如聚四氟乙烯,,PVDF的密度較低(1.78g/cm),。
PVDF可用于生產(chǎn)管材,、板材,、薄膜,、基板以及線纜的絕緣外皮。同時,其還可進行注射成型或焊接,,廣泛用于化工,、半導(dǎo)體、制藥以及國防工業(yè),,比如它可以用于制造鋰離子電池,。此外,它還可以制成交叉鏈接閉孔泡沫,,在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛,。
精細(xì)粉末品級的PVDF,如KYNAR 500 PVDF以及HYLAR 5000 PVDF,,可以用于制造高端金屬涂料,。這種涂料具有極高的光澤度以及色澤穩(wěn)定性。在許多zhuming建筑中,,比如雙峰塔,,臺北101,都可以發(fā)現(xiàn)這種涂料的身影,。商用建筑以及住宅的鋪金屬屋面也可用到這種涂料,。
由于PVDF薄膜對于氨基酸具有非特異親和性,因而其可以在Western印跡法檢測中用于固定蛋白質(zhì),。
1969年,,研究人員發(fā)現(xiàn)PVDF具有較強的壓電效應(yīng):極化(即放入強電場產(chǎn)生凈偶極矩)薄膜的壓電系數(shù)為6-7pC/N,比當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的聚合物的相應(yīng)數(shù)值大10倍以上,。
PVDF的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)約為?35°C,,結(jié)晶度通常為50–60%。為了賦予材料壓電特性,,材料通常會先沿著分子鏈的方向被機械拉伸,,再在張力下進行極化。PVDF有多種固態(tài)相:α相(TGTG'),、β相(TTTT)以及γ相(TTTGTTTG'),。這幾種相的差別在于分子鏈?zhǔn)琼樖剑═)的還是反式(G)的。PVDF在極化后會成為鐵電聚合物,,具有良好的壓電性與熱釋電性,。這些性質(zhì)令其可以用于生產(chǎn)傳感器與電池,比如一些新型的熱圖攝影機的傳感器就用到了PVDF薄膜,。 [2]
與一些其他的壓電材料,,如PZT,不同,,PVDF的d33值是負(fù)的,。從物理意義的角度上說,,這一點意味著,當(dāng)其他材料在電場中膨脹時,,PVDF則會收縮,,反之亦然。
合成及處理編輯 播報
PVDF可以利用氣態(tài)的偏二氟乙烯單體通過自由基(或受控自由基)聚合過程合成,。后續(xù)還要進行熔鑄或溶液處理(比如溶液澆鑄,、旋涂或薄膜流延)。同時還要制備朗繆爾-布洛杰特薄膜,?;谌芤旱奶幚沓S玫降娜軇┌ǘ谆柞0芬约岸⊥T谒匀橐壕酆现?,常用含氟表面活性劑,,陰離子形式的全氟酸,來作為加工助劑,,用于增溶單體,。相較于其他含氟聚合物,聚偏二氟乙烯的熔點較低(約177°C),,因而較易進行熔化處理,。
處理后的材料通常處于不具壓電性的α相。為了使其轉(zhuǎn)化為具有壓電性的β相,,材料通常還要經(jīng)過拉伸或退火處理,。微米級厚度的PVDF薄膜可以不經(jīng)過這種處理,薄膜與基板間殘余的應(yīng)力足以令其轉(zhuǎn)化為β相,。
為了獲得壓電響應(yīng),,材料先要在強電場中進行極化。極化電場通常要大于30MV/m,。為了獲得較大的壓電響應(yīng),,較厚的薄膜(厚度大于100μm)要在極化過程中加熱,溫度在70-100°C之間,。
機械力化學(xué)中一種定量脫氟處理可以較為環(huán)保地處理PVDF廢料。 [3]
共聚物
PVDF的共聚物也可用于制作壓電材料與電致伸縮材料,。其中最常用的共聚物是偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物,,比例通常約為50:50 wt% 或65:35 wt%(相當(dāng)于56:44mol%或70:30mol%)。另一種常用的共聚物是偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物,。它們通過提高材料的結(jié)晶性來改善壓電響應(yīng),。
由于共聚物的結(jié)構(gòu)單元比純PVDF的極性小,因而上述共聚物通常結(jié)晶度也較高,。這將導(dǎo)致其壓電響應(yīng)更大:偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物的d33高達?38pC/N,,而純PVDF相應(yīng)數(shù)值為?33pC/N,。
三元共聚物
PVDF的三元共聚物可以用于制造機電致應(yīng)變材料。較為常用的PVDF基三元聚合物包括偏二氟乙烯-三氟乙烯- 三氟氯乙烯共聚物以及偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯共聚物,。這種基于弛豫鐵電體的三元共聚物可以通過向偏二氟乙烯-三氟乙烯聚合物鏈(本身是鐵電體)中隨機摻入膨松的三氟氯乙烯來制造,。這種隨機摻雜的過程會破壞鐵電體極性相的長程有序性,從而產(chǎn)生納米極性疇,。當(dāng)施加電場時,,無序的納米極性疇的構(gòu)象會變?yōu)槿词綐?gòu)象,這會導(dǎo)致材料具有較大的電致應(yīng)變和室溫下較高的的介電常數(shù)(~50),。
應(yīng)用領(lǐng)域編輯 播報
由于具有彈性,、低重量、低導(dǎo)熱性,、高耐化學(xué)腐蝕性以及耐熱性等多重優(yōu)良性質(zhì),,PVDF常用于制作電線的絕緣外皮。常用于繞線電路的細(xì)30號線以及印刷電路板常用PVDF絕緣,。具有PVDF絕緣層的線纜常以PVDF的商標(biāo)名而被稱為“Kynar線”,。
PVDF由于具有壓電特性常用于生產(chǎn)觸覺傳感器陣列、廉價的應(yīng)變儀以及輕量的音頻換能器,。
PVDF還是鋰電池復(fù)合電極的標(biāo)準(zhǔn)粘結(jié)劑:將溶于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)比重為1-2%的PVDF與石墨,、硅、錫,、LiCoO2,、LiMn2O4或是LiFePO4這樣的活性鋰存儲材料以及碳黑或碳納米纖維這樣的導(dǎo)電添加劑混合,然后將該漿料澆注在金屬集電器并蒸發(fā)掉NMP即可形成復(fù)合電極或糊電極,。PVDF之所以可以用于這個場合是因為其在電池充放電的電勢范圍內(nèi)具有化學(xué)惰性并且不會與電解質(zhì)或鋰反應(yīng),。
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,PVDF薄膜常用于免疫印跡,,蛋白質(zhì)會在上面電泳,。由于PVDF耐溶劑腐蝕,因此檢測中使用的薄膜可以輕易剝離并重復(fù)使用,,以檢測其他蛋白質(zhì),。PVDF薄膜還可以用于制作注射器式或輪式的膜過濾裝置。這種材料所具有的耐熱,、耐化學(xué)腐蝕以及低蛋白質(zhì)結(jié)合等特性令其可以在制備藥物過程中用作消毒過濾器,,并且在HPLC等分析的樣品制備過程中還可作為過濾器,防止昂貴的設(shè)備因這些樣品中少量的顆粒物質(zhì)而損壞,。