Поливинилфторид
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК поли(1-фторэтилен) [1] | |
| Другие имена поли(винилфторид) | |
| Идентификаторы | |
| Сокращения | ПВФ |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук |
|
| МеШ | поливинил+фторид |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| (С 2 Н 3 F) н | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Поливинилфторид ( ПВФ ) или –(CH 2 CHF) n – полимерный материал, в основном используемый в огнезащитных покрытиях салонов самолетов и задних листах фотоэлектрических модулей . [2] Он также используется в плащах и металлических листах. Поливинилфторид представляет собой термопластичный фторполимер с повторяющимся звеном винилфторида и по своей структуре очень похож на поливинилхлорид .
История
[ редактировать ]на основе ПВФ Пленка была впервые коммерциализирована в 1961 году компанией DuPont под названием Tedlar. [3] [4]
Полимеризация
[ редактировать ]Наиболее широко используется полимеризация VF в водных суспензиях или эмульсиях . высокие давления Требуются VF из-за нестабильности . Высокая электроотрицательность фтора полимеризацию затрудняет другими по сравнению с винилгалогенидами . [4] Температуры полимеризации кристалличность варьируются от 50 °C до 150 °C и могут влиять на , температуру плавления и разветвление продукта. Инициирование осуществляется пероксидами или азосоединениями . [3]
Резонансная стабилизация интермедиата распространяющегося ) ( VF радикала плохая, что часто приводит к обращению мономера , реакциям разветвления и передачи цепи . Наличие примесей сильно влияет на молекулярную массу и термическую стабильность продукта, так как ВФ радикал обладает высокой реакционной способностью. Это также ограничивает выбор сред полимеризации , поверхностно-активных веществ , инициаторов или других добавок. [4]
Суспензионная полимеризация
[ редактировать ]Жидкий или ВФ суспендируют воде в . стабилизируют водорастворимыми полимерами на основе целлюлозы и поливинилового спирта Неорганические соли также могут действовать как стабилизаторы. Суспензионную полимеризацию обычно инициируют ( органическими пероксидами например, диизопропилпероксидикарбонатом), но УФ-свет или ионизирующее излучение также можно использовать нет . Однако, когда радикалов , -излучение разлагает VF УФ на ацетилен и HF . [4]
Эмульсионная полимеризация
[ редактировать ]Эмульсионную полимеризацию можно проводить при значительно пониженном давлении и более низких температурах по сравнению с суспензионной полимеризацией . Улучшенный контроль процесса и отвод тепла от реакции приводят к увеличению молекулярной массы , скорости реакции и выхода . Фторированные поверхностно-активные вещества, такие как перфторкарбоновые кислоты, сохраняют высокую скорость реакции даже после 40% конверсии , они термически и химически стабильны , и их введение не ухудшает свойства ПВФ. Другие эмульгаторы ( жирных спиртов сульфаты , алкансульфонаты и т. д.) не столь эффективны. [4]
Обработка
[ редактировать ]ПВФ обычно преобразуется в тонкие пленки и покрытия . Однако из-за его водородных связей и кристалличности C для необходима температура выше 100 ° растворения ПВФ в латентных растворителях . Обработка методом экструзии расплава зависит от скрытой сольватации ПВФ в высокополярных растворителях и его последующей коалесценции . Введение добавок ( пластификаторов , пигментов , стабилизаторов и т.д.) осуществляется путем диспергирования ПВФ в скрытом растворителе . Растворитель испаряют после экструзии . [4]
Для создания биаксиально ориентированных пленок ПВФ, диспергированный в растворителе, должен перемещаться как в поперечных , так и в двухосных направлениях, что приводит к более высокой прочности на разрыв . Неориентированные пленки также слегка растягиваются после отливки . Они более податливы и формуемы и демонстрируют более высокое удлинение при разрыве, чем ориентированные пленки. [5]
Характеристики
[ редактировать ]Большинство связей в ПВФ – «голова к хвосту», и только 12–18 % связей – «голова к голове». Эти неравномерности, вероятно, являются причиной колебаний температуры плавления , которая колеблется от 185 °C до 210 °C. Кристалличность метода ПВФ колеблется от 20 до 60%, в зависимости от полимеризации и термической истории полимера . Было обнаружено, что более низкая полимеризации температура приводит к уменьшению связей «голова к головке» и, как следствие, к увеличению температуры плавления, поскольку высокорегулярные структуры демонстрируют более высокую кристалличность . Что касается стереорегулярности , то ПВФ преимущественно атакичный , но это не оказывает существенного влияния на температуру плавления . Коммерческая атактическая ПВФ пленка имеет пик температуры плавления при 190 °C. [3] [4] [5]
возникает несколько переходных фаз Ниже температуры плавления , в основном при нижней T g от -15 до -20 °C и при верхней T g в диапазоне температур от 40 до 50 °C. [6]
ПВФ нерастворим в обычных растворителях при температуре ниже 100 °C. При температуры повышении он растворяется в полярных растворителях ( амидах , кетонах и т. д.). При комнатной температуре ПВФ пленки устойчивы как к кислотам и щелочам , так и к алифатическим , ароматическим и спиртовым жидкостям . [3]
Термическая стабильность ПВФ лучше, чем у других винилгалогенидных полимеров , что свидетельствует о основной цепи расщеплении и потере HF в инертной атмосфере при 450 ° C, тогда как на воздухе потеря HF происходит при 350 ° C. [4]
Безопасность
[ редактировать ]Поскольку ПВФ обладает исключительной термической стабильностью , он намного безопаснее, чем ПВХ , который легче разлагается. высокореактивная HF-кислота , которая быстро впитывается в окружающие материалы и рассеивается. Если происходит деградация PVF, образуется [7]
Мономер высокой VF и легковоспламеняем и обладает реакционной способностью, образует взрывоопасную смесь с воздухом классифицируется как «вероятно канцерогенный для человека ». [7]
ПВФ не вызвал каких-либо кожных реакций или токсических эффектов , хотя после чрезмерного воздействия содержание фторида в моче увеличивалось. Перегрев изделий из ПВФ может привести к взаимодействию с такими добавками, как пигменты или наполнители , что может представлять собой дополнительный риск. Тедлара Некоторые составы пленок могут содержать соединения тяжелых металлов , которые могут присутствовать в пыли, образующейся в результате вторичных операций (например, шлифования ). [7]
Наружная и внутренняя отделка ПВФ не создает дополнительной опасности пожара в жилых и промышленных зданиях, поскольку угарный газ, образующийся при горении других строительных материалов . гораздо опаснее [7]
Приложение
[ редактировать ]Основным применением ПВФ являются защитные и декоративные покрытия , благодаря его термической стабильности и общей инертности по отношению к химикатам , коррозионным и красящим веществам . Существует два способа нанесения ПВФ: в виде предварительно отформованной пленки ( ламинирование ) или дисперсии ( покрытие ). Эти покрытия могут быть прозрачными или пигментированными . [4]
В автомобильной промышленности ПВФ грунтовка используется для улучшения краски адгезии , а в аэрокосмической промышленности пленка ПВФ наносится на изоляционные пакеты, содержащие стекловолокно , которые используются на наружных стенах самолетов , в грузовом отсеке и воздуховодах кондиционирования воздуха . [4]
На верхней части фотоэлектрических элементов прозрачная . PVF пленка защищает от влаги , а белым с пигментом пленка на их нижней поверхности используется [4]
ПВФ Пленки не прилипают к фенольным , акриловым и эпоксидным смолам и поэтому могут использоваться в качестве разделительных пленок , обычно при высокотемпературной обработке этих смол . [4]
Родственные соединения
[ редактировать ]- Винилфторид
- ПВХ ( поливинилхлорид )
- ПВДФ ( поливинилиденфторид )
- ПТФЭ ( политетрафторэтилен или тефлон)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «поли(винилфторид) (CHEBI:53244)» . Проверено 14 июля 2012 г.
- ^ «Тедлар ПВФ» . Архивировано из оригинала 24 февраля 2014 г. Проверено 12 июня 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Хинтцер, Клаус; Зипплис, Тилман; Карлсон, Д. Питер; Шмигель, Вальтер (31 января 2014 г.). «Фторполимеры органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана : 1–55. дои : 10.1002/14356007.a11_393.pub2 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Эбнесайджад, Сина (15 июля 2011 г.). «Винилфторидные полимеры (ПВФ)». Энциклопедия полимерной науки и техники . дои : 10.1002/0471440264.pst388.pub2 .
- ^ Перейти обратно: а б Алаэддин, Миннесота; Сапуан, С.М.; Зухри, MYM; Заинудин, Э.С.; Аль-Окла, Фарис М. (01 мая 2019 г.). «Поливинилфторид (ПВФ): его свойства, применение и перспективы производства» . Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 538 (1): 012010. doi : 10.1088/1757-899X/538/1/012010 . ISSN 1757-8981 .
- ^ Алаэддин, Миннесота; Сапуан, С.М.; Зухри, MYM; Заинудин, Э.С.; Аль-Окла, Фарис М. (06 ноября 2018 г.). «Свойства и обычное промышленное применение поливинилфторида (ПВФ) и поливинилиденфторида (ПВДФ)» . Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 409 : 012021. doi : 10.1088/1757-899X/409/1/012021 . ISSN 1757-899X .
- ^ Перейти обратно: а б с д Эбнесайджад, Сина (2013). Поливинилфторид: технология и применение ПВФ . Серия справочников PDL. Амстердам Бостон: Elsevier. ISBN 978-1-4557-7885-0 .