Apa yang harus kita ketahui tentang bahan PVDF (Polyvinylidene Fluoride)

Nama PVDF mungkin terdengar sedikit aneh, tetapi memiliki berbagai aplikasi dalam kehidupan kita.

Namanya adalah polyvinylidene fluoride, dan juga memiliki alias seperti polyvinyliden fluoride, poliviniliden fluorida, resin polivinilidena fluorida, resin poliviniliden fluorida, dan sebagainya. Dalam hal penampilan, biasanya bubuk putih atau granul.

Poli (vinilidena fluorida), disingkat PVDF, terutama mengacu pada homopolimer vinilidena fluorida atau kopolimer vinilene fluoride dan sejumlah kecil monomer vinil yang mengandung fluorin, yang menggabungkan karakteristik resin fluor dan resin-gandum umum, dan resin-gandum umum, dan resin-gandum umum, dan resin-gandum umum, dan gandum umum, dan gandum umum, dan gandum, dan gandum, dan gandum, dan gantungan gantungan fluor, dan gandum, dan gandum, dan gandum gantungan fluor, dan gandum, dan gandum, dan gandum gantungan fluor, dan gandum, dan gandum, Piezoelektrik, dielektrikal dan sifat khusus lainnya, seperti termoelektrik, dll. Ini adalah produk terbesar kedua dalam produksi plastik yang mengandung fluor dengan kapasitas produksi global 10.000 ton, selain resistensi kimia yang baik, resistensi suhu tinggi, resistensi oksidasi, resistensi oksidasi, resistensi oksidasi, resistensi oksidasi, resistansi oksidasi tinggi, selain resistensi oksidasi tinggi, resistensi oksidasi tinggi, resistensi oksidasi tinggi, resistensi oksidasi tinggi, resistensi oksidasi tinggi, resistensi oksidasi tinggi tinggi, resistensi oksidasi tinggi tinggi, resistensi oksidasi tinggi tinggi, resistensi oksidasi tinggi tinggi , Resistensi cuaca dan resistensi radiasi, ia juga memiliki piezoelektrik, dielektrik, termoelektrik dan sifat khusus lainnya.

Struktur kimia fluorokarbon dikombinasikan dengan ikatan fluor-karbon, dan struktur ini dengan sifat ikatan pendek membentuk ikatan yang paling stabil dan terkuat dengan ion hidrogen. Oleh karena itu, pelapis fluorokarbon memiliki sifat fisik dan kimia khusus, tidak hanya memiliki ketahanan aus yang kuat dan resistensi dampak, tetapi juga di lingkungan yang sangat keras dan keras memiliki ketahanan yang tinggi terhadap kinerja memudar dan ultraviolet.

Properti fisik

PVDF terutama digunakan di mana kemurnian ekstrem diperlukan, serta resistensi terhadap pelarut dan asam dan basa. PVDF memiliki kepadatan yang lebih rendah (1,78 g/cm) daripada fluoropolimer lainnya seperti PTFE.

PVDF dapat digunakan untuk menghasilkan jaket tabung, lembaran, film, substrat, dan isolasi untuk kabel. Ini juga dapat dicetak atau dilas injeksi, dan banyak digunakan dalam industri kimia, semikonduktor, farmasi, dan pertahanan, di mana ia dapat digunakan, misalnya, untuk membuat baterai lithium-ion. Selain itu, dapat dibuat menjadi busa sel tertutup yang saling terkait, yang semakin banyak digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan.

Nilai bubuk halus PVDF, seperti Kynar 500 PVDF dan Hylar 5000 PVDF, dapat digunakan untuk pelapis logam kelas atas. Pelapis ini memiliki kilau yang sangat tinggi dan stabilitas warna. Pelapis ini dapat ditemukan di banyak bangunan terkenal seperti Twin Peaks Tower dan Taipei 101. Ini juga digunakan di bangunan komersial dan atap logam beraspal perumahan.

Film PVDF dapat digunakan untuk melumpuhkan protein dalam tes blotting barat karena afinitas non-spesifiknya terhadap asam amino.

Pada tahun 1969, para peneliti menemukan bahwa PVDF memiliki efek piezoelektrik yang kuat: koefisien piezoelektrik dari terpolarisasi (yaitu, dimasukkan ke dalam medan listrik yang kuat untuk menghasilkan momen dipol bersih) adalah 6-7 PC/N, yang lebih dari 10 kali lebih besar dari nilai yang sesuai untuk polimer yang ditemukan pada waktu itu.

PVDF memiliki suhu transisi kaca (TG) sekitar -35 ° C dan kristalinitas biasanya 50-60%. Untuk memberikan sifat piezoelektrik ke material, bahan biasanya secara mekanis direntangkan ke arah rantai molekul dan kemudian terpolarisasi di bawah tegangan. PVDF tersedia dalam berbagai fase padat: fase α (TGTG '), fase β (TTTT ), dan fase γ (tttgtttg '). Perbedaan antara fase -fase ini adalah apakah rantai molekul adalah CIS (T) atau trans (G.) PVDF menjadi polimer feroelektrik ketika terpolarisasi dan memiliki sifat piezoelektrik dan piroelektrik yang baik. Properti ini memungkinkannya untuk digunakan dalam produksi sensor dan baterai, seperti beberapa sensor kamera termografi baru yang menggunakan film PVDF.

Tidak seperti beberapa bahan piezoelektrik lainnya, seperti PZT, PVDF memiliki nilai D33 negatif. Dalam istilah fisik, ini berarti bahwa sementara bahan lain berkembang di medan listrik, kontrak PVDF dan sebaliknya.

Properti utama

PVDF umumnya diproduksi oleh polimerisasi suspensi atau polimerisasi emulsi vinylidene fluoride, persamaan reaksinya adalah: CH₂ = CF₂-(CH₂CF₂) n.

Dalam hal sifat fisik, PVDF memiliki kepadatan relatif 1,76 hingga 1,79, titik leleh 160 ° C hingga 170 ° C, dapat digunakan dalam berbagai suhu dari -60 ° C hingga +150 ° C, dan sedang larut dalam pelarut polar yang kuat seperti dimethylacetamide.

PVDF memiliki banyak properti yang luar biasa. Pertama, ia memiliki ketahanan panas yang baik dan mempertahankan stabilitas bahkan pada suhu tinggi. Kedua, ia memiliki stabilitas kimia yang sangat baik dan resisten terhadap berbagai bahan kimia. Resistensi cuaca, resistensi UV dan resistensi terhadap radiasi berenergi tinggi juga sangat baik. Selain itu, PVDF memiliki polaritas yang tinggi, konstanta dielektrik yang tinggi, dan singgung sudut kehilangan dielektrik yang tinggi.

Dalam hal pemrosesan, PVDF relatif sederhana, dan metode cetakan, ekstrusi, dan cetakan injeksi dapat diterapkan.

Dalam hal kondisi pencetakan, pengeringan tidak diperlukan untuk paket asli; Suhu injeksi biasanya dikontrol pada 180-230 ℃; Suhu cetakan adalah 60-90 ℃; Suhu ekstrusi adalah 180-265 ℃; dan suhu kepala mati adalah 66-140 ℃.

Untuk penyimpanan, PVDF harus disimpan pada 5-30 ℃ di lingkungan yang bersih dan kering untuk mencegah kotoran seperti debu dan kelembaban dari pencampuran. Transportasi harus diperlakukan sebagai barang yang tidak berbahaya, dan panas, kelembaban atau getaran kekerasan harus dihindari selama proses tersebut.

PVDF memainkan peran penting dalam banyak bidang

Di medan petrokimia, karena ketahanan kimianya yang baik, proses yang sangat baik dan kelelahan yang sangat baik dan ketahanan creep, telah menjadi salah satu pilihan ideal untuk seluruh pompa, katup, pipa, alat pipa, tangki, dan penukar panas dalam cairan dalam cairan dalam cairan, saluran pipa, tangki, dan panas Sistem Penanganan Peralatan Petrokimia.

PVDF juga digunakan di medan listrik dan elektronik. Dengan stabilitas kimia yang baik dan sifat isolasi listrik, ini banyak digunakan dalam industri semikonduktor untuk penyimpanan dan transportasi bahan kimia kemurnian tinggi dalam peralatan yang memenuhi persyaratan TOC dan retardant api.

PVDF juga merupakan salah satu bahan baku utama untuk pelapis fluorocarbon, yang sekarang berada di generasi keenam. Pelapis ini digunakan di pembangkit listrik, bandara, jalan raya, bangunan bertingkat tinggi dan tempat-tempat lain karena ketahanan cuaca yang unggul, yang memungkinkan mereka digunakan di luar ruangan untuk waktu yang lama tanpa pemeliharaan.

Selain itu, resin PVDF juga dapat dicampur dengan modifikasi resin lainnya. Misalnya, bahan komposit yang diperoleh dengan pencampuran dengan resin ABS telah banyak digunakan dalam konstruksi, dekorasi mobil, cangkang alat dan bidang lainnya.

PVDF juga memiliki beberapa properti dan penggunaan khusus

Misalnya, ia memiliki piezoelektrik, termoelektrik dan fungsi lainnya, dapat dibuat menjadi berbagai bentuk sensor yang kompleks, bahan medis. Dalam sekuensing protein, membran PVDF adalah alternatif yang ideal untuk membran nitroselulosa, yang dapat mengikat protein dan memisahkan fragmen kecil protein.

Mereka perlu diobati dengan metanol anhidrat sebelum digunakan untuk mengaktifkan kelompok bermuatan positif di permukaannya, yang membuat mereka lebih mudah untuk berikatan dengan protein bermuatan negatif. Buffer transfer bebas metanol dapat digunakan untuk mentransfer membran PVDF pretreated.

Area aplikasi

PVDF sering digunakan sebagai jaket isolasi untuk kabel listrik karena beberapa sifatnya yang sangat baik seperti elastisitas, bobot rendah, konduktivitas termal rendah, ketahanan kimia tinggi, dan ketahanan panas. Kawat 30-gauge yang tipis, yang sering digunakan di sirkuit-sirkuit kawat, dan papan sirkuit cetak sering diisolasi dengan PVDF. Kabel dengan isolasi PVDF sering disebut [Kynar Wire "dengan nama merek dagang PVDF.

Karena sifat piezoelektriknya, PVDF sering digunakan dalam produksi array sensor taktil, pengukur regangan yang murah, dan transduser audio yang ringan.

PVDF juga merupakan pengikat standar untuk elektroda komposit untuk baterai lithium: PVDF dilarutkan dalam N-metil-2-pyrrolidone (NMP) dengan gravitasi spesifik 1-2% dicampur dengan grafit, silikon, timah, bahan penyimpanan lithium aktif seperti LICOO2, LIMN2O4 atau LIFEPO4, dan aditif konduktif seperti karbon hitam atau nanofibers karbon. Bubur kemudian dituangkan ke kolektor logam dan NMP diuapkan untuk membentuk elektroda komposit atau pasta elektroda. elektrolit atau lithium.

Di bidang biomedis, film PVDF sering digunakan untuk imunoblotting, di mana protein dielektroforesis. Karena PVDF resisten terhadap korosi pelarut, film yang digunakan dalam pengujian dapat dengan mudah dikupas dan digunakan kembali untuk mendeteksi protein lain. Film PVDF juga dapat digunakan untuk membuat perangkat filtrasi membran tipe jarum suntik atau roda. Panas dan resistensi kimia material dan sifat pengikatan protein rendah memungkinkannya digunakan sebagai filter sterilisasi dalam persiapan obat -obatan, dan sebagai filter dalam persiapan sampel untuk analisis seperti HPLC, mencegah peralatan mahal dari kerusakan oleh sejumlah kecil materi partikulat dalam sampel ini.

PVDF juga digunakan untuk membuat pancing monofilamen khusus sebagai alternatif dari monofilamen nilon tradisional. Permukaannya yang keras membuatnya lebih tahan terhadap abrasi dari gigi ikan yang tajam, dan kepadatan optiknya lebih rendah daripada nilon, membuat garis kurang terlihat oleh mata ikan yang tajam. Ini juga lebih padat dari nilon, memungkinkan garis tenggelam lebih cepat ke arah ikan.

Transduser PVDF lebih cocok untuk pengujian modal dinamis daripada transduser piezoresistif semikonduktor dan memiliki keuntungan dalam integrasi struktural dibandingkan transduser piezoceramic. Karena biaya yang lebih rendah dan kompatibilitas yang lebih besar, transduser aktif yang menggunakan PVDF penting untuk perkembangan di masa depan dalam pemantauan kesehatan struktural.

Bidang Energi Baru sekarang menjadi salah satu arah aplikasi yang paling penting

Di bidang kendaraan energi baru, PVDF (Polyvinylidene fluoride) memainkan peran penting.

Ini terutama berfungsi sebagai pengikat positif dan bahan pelapis diafragma. Dengan pertumbuhan yang cepat dari penjualan kendaraan listrik, permintaan untuk baterai lithium tumbuh secara eksplosif.

PVDF telah menjadi salah satu bahan utama yang sangat diperlukan dalam rantai industri baterai lithium karena ketahanan kimianya yang sangat baik, isolasi listrik dan karakteristik lainnya.

Sebagai pengikat anoda, PVDF sulit diganti dalam jangka pendek.

Baterai lithium memiliki persyaratan tinggi pada kinerja pengikat, yang seharusnya dapat diinfiltrasi oleh elektrolit organik dan menahan erosi, tidak larut, kurang larut, dan mempertahankan kinerja ikatan yang baik di bawah lingkungan elektrolit organik, dan pada saat yang sama, Stabilitas elektrokimia harus sangat baik, dan tegangan dekomposisi harus di atas 4,5V.

Dengan stabilitas kimia yang sangat baik dan resistensi korosi, PVDF dapat secara efektif menahan erosi elektrolit pelarut organik kutub, dan memiliki kinerja ikatan yang baik, sehingga banyak digunakan dalam pengikat katoda baterai lithium, yang menyumbang hingga 90% saat ini.

Untuk secara efektif meningkatkan kepadatan energi, pengikat baterai lithium perlu digunakan dalam jumlah kecil dan efek ikatan yang baik. Untuk memastikan kinerja ikatan yang sangat baik, PVDF tingkat baterai umumnya perlu memiliki berat molekul yang tinggi, biasanya lebih dari 1,1 juta, dan pengikat harus memiliki kadar air yang rendah.

Selain itu, untuk memastikan konsistensi baterai lithium-ion, produsen baterai membutuhkan tingkat konsistensi yang tinggi dalam kinerja berbagai batch dari PVDF yang dibeli.

Meringkaskan

PVDF adalah bahan dengan kinerja yang sangat baik dan aplikasi yang luas. Dengan kemajuan dan pengembangan sains dan teknologi yang berkelanjutan, area penerapannya dapat diperluas dan diperluas lebih lanjut. Namun, dalam proses penggunaan, penting untuk sepenuhnya memahami karakteristiknya dan kemungkinan risiko untuk memastikan fungsinya yang aman dan efektif.