Поливинлиденфторид (ПВДФ)

Поливинлиденфторид (ПВДФ) имеет следующую формулу:

Структура поливинлиденфторида (ПВДФ)

ПВДФ – кристаллический полимер белого цвета. Для технических целей применяют ПВДФ молекулярной массы выше 100 000.

При атмосферном давлении существуют два типа молекулярных цепей ПВДФ, которым соответствуют две формы кристаллов альфа и бэта-формы кристаллов ― соответственно цис- и транс- изомеры. Переход из альфа в бэта происходит при растяжении полимера, поэтому в бэта-форме кристаллы ПВДФ находятся только в ориентированном состоянии; при высокотемпературном отжиге ориентированных образцов происходит бэта-альфа переход. При кристаллизации ПВДФ под давлением 300 МН/м2 (3 000 кгс/см 2) и температуре Т >280 °С образуется третья кристаллическая фаза (гамма-форма) с температурой плавления 185 °С, что выше, чем у альфа и бэта-форм, на ~25 °С.

ПВДФ растворяется в диметилсульфоксиде, диметилацетамиде, диметилформамиде, кетонах и эфирах.ПВДФ растворяется в диметилсульфоксиде, диметилацетамиде, диметилформамиде, кетонах и эфирах.

ПВДФ – окрашивающийся в различные цвета самозатухающий материал; обладает высокой механической прочностью, износо- и атмосферостойкостью, устойчивостью к радиоактивному и особенно УФ-излучению, действию минеральных кислот (за исключением дымящей серной кислоты), щелочей, галогенов и углеводородов.

Cвойства поливинлиденфторида (ПВДФ)

Некоторые физико-механические свойства ПВДФ:

ПВДФ не изменяется при нагревании до ~150 °С в течение более года, при 340 °С деструктируется с отщеплением HF и образованием двойных связей, после потери массы ~70 % стабилизируется, что обусловлено образованием сопряженных двойных связей. Вязкость расплавов полимера различных молекулярных масс при 240 °С и постоянной нагрузке повышается непрерывно.

Получение поливинлиденфторида (ПВДФ)

ПВДФ получают полимеризацией винилиденфторида в присутствии инициаторов радикального типа в водной среде, органических растворителях или в блоке при температурах 0 – 250 °С и давлении 2,5 – 100 МН/м2 (25 – 1000 кгс/см2). Для получения стабильных латексов в качестве диспергирующих агентов используют эмульгаторы – перхлорбензойные или перхлорфталевые кислоты. ПВДФ можно получить полимеризацией винилиденфторида под действием гамма-излучения в жидкой и газовой фазах или в присутствии ионных катализаторов (типа каталитической системы Циглера). Более полная информация по технологии производства здесь.

ПВДФ выпускают в виде гранул или порошка. В США ПВДФ производят под торговыми марками «кайнар», различающимися по молекулярной массе (250 000 – 750 000); в Японии – под торговой маркой «KF – полимер»; в России – под маркой «Фторлон – 2».

Переработка поливинлиденфторида (ПВДФ)

ПВДФ – термопластичный полимер. Перерабатывают его при 190 – 270 °С экструзией и литьем под давлением на стандартных машинах. Полимер можно также прессовать на обычных прессах под давлением 14 МН/м2 (140 кгс/см2). Методом экструзии из ПВДФ формуют стержни, трубы, пленки, листовой материал, профилированные изделия и покрытия для проводов. Из-за большой скорости и высокой температуры кристаллизации изделия из полимера характеризуются высокой стабильностью размеров.

Применение поливинлиденфторида (ПВДФ)

Формованные изделия из ПВДФ легко подвергаются механической обработке. Из порошка и гранул ПВДФ изготавливают коррозионно-стойкие трубы, шланги, емкости, электрическую изоляцию для проводов, а также формуют достаточно прочные волокна. Растворы и дисперсии используют для производства прозрачных или просвечивающих пленок. Пленки из ПВДФ сульфируют, стерилизуют, сваривают; их используют для защиты высокочувствительных приборов в ракетных установках, в качестве упаковочного материала, для получения слоистых материалов с металлами, деревом, пластмассами и др. Из композиций ПВДФ с разными наполнителями изготовляют подшипники.

ПВДФ применяют в химической, пищевой, электротехнической промышленности, в строительном деле, а также в качестве упаковочной тары для медицинских инструментов, фармацевтических препаратов и др.

Большое практическое значение имеют каучукоподобные сополимеры винилиденфторида с трифторхлорэтиленом и с гексафторпропиленом, которые обладают высокой тепло- и химстойкостью, а из-за значительного межмолекулярного взаимодействия – более высокой, чем у других синтетических каучуков, жесткостью. Резины из фторсодержащих каучуков стойки к действию озона, солнечного света и других атмосферных факторов, а также микроорганизмов. Они превосходят все резины других синтетических каучуков по стойкости к топливам, растворителям, сильным окислителям. Поэтому основная область их применения – антикоррозионная защита аппаратуры и деталей, находящихся в контакте с агрессивными средами. Их также используют при получении прорезиненных тканей, применяемых для изготовления огнезащитной одежды; материалов для изоляции проводов и кабелей, губчатой резины, обладающей высокой электрической прочностью и широким интервалом температур эксплуатации.