聚偏氟乙烯 ( PVDF)樹脂是指偏氟乙烯 (VDF)均聚物或 VDF與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，相對分子質量為 40～60萬，其重複單元為—CH2—CF2— ， CH2—和 CF2—基元的交替排列，使PVDF樹脂兼具氟樹脂和通用樹脂的特性，有著優良的綜合性能。PVDF樹脂除了具有良好的耐化學腐蝕性、 耐高溫性、 耐氧化性、 耐氣候性、 耐紫外線、耐輻射性能，還有壓電性、 熱電性等特殊性能，其應用範圍不斷擴大，現己成為氟樹脂中僅次於聚四氟乙烯 ( PTFE)的第 2大品種，被廣泛應用於化工設備、 電子電氣和建築塗料三大領域。
製備 PVDF樹脂最常見的工藝為乳液聚合法和懸浮聚合法。到目前為止，國內僅有上海三愛富新材料股份有限公司、 晨光化工研究院、 浙江省化工科技集團公司等少數單位建有百噸至千噸級規模的生產裝置，因此，在產品批次質量、 品種規格方面與國外相比有較大差距，遠不能滿足國內對高品質PVDF樹脂飛速增長的需求。
1、物理化學性質
PVDF樹脂是一種白色粉末狀結晶性聚合物，具有 4種晶型:α型、 β型、 γ型和λ型，其相對密度為 1. 75～1. 78，玻璃化溫度 ( Tg )為 - 39 ℃，脆化溫度在 - 62 ℃以下，結晶熔點為 140～180 ℃，熱分解溫度為 350 ℃左右，長期使用溫度為 - 40～150 ℃。
PVDF樹脂的機械強度是氟樹脂中最優越的，且在一定溫度和壓力下仍能保持良好的強度。PVDF樹脂的拉伸強度高，衝擊強度好，韌性好；硬度大，耐磨性、 抗蠕變性優良；同時具有突出的抗紫外線和耐氣候老化的性能，其薄膜在室外放置 20年也不變脆、 龜裂，耐輻照性能也較突出；電絕緣性能優異，介電常數高達 6. 0～8. 0 F /m ( 60～106Hz) ，介電損耗正切角也較大，在 0. 04～0. 20之間，體積電阻率稍低，為 3 × 1012Ω·cm，具有壓電性和熱電性。
PVDF樹脂具有優良的耐化學藥品性能，對大多數無機酸、 鹽類、 滷素、 氧化劑、 弱鹼以及脂肪酸、芳香族和滷代溶劑等均有優良的抗性，但不耐高濃度強鹼和某些胺類化合物，可溶解於二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺等少數幾種極性溶劑，在較高溫度下可溶解於某些酸類和酯類化合物。
2、加工
PVDF樹脂的熔點 ( 170 ℃)和分解溫度 ( 316℃)之間相差較大，熱穩定性良好，便於加工，但應考慮 PVDF樹脂熔體導熱性較差、 粘度較高且粘度隨剪切應力增加而下降的特點。
加工 PVDF樹脂時無需添加潤滑劑和穩定劑等助劑，如需要，可用二硫化鉬、 石墨、 玻璃纖維等對其改性。與全氟樹脂不同，加工 PVDF樹脂可使用聚氯乙烯和聚烯烴的加工設備，其材質不必是不鏽鋼。PVDF樹脂不吸溼，加工前不必乾燥處理。
PVDF樹脂是高結晶聚合物，其模壓收縮率較大，約為 3%，因此可對其產品進行鋸、 刨、 鑽、 磨和車削等機械加工，還可以進行熔接和表面金屬化等處理。
PVDF樹脂可採用通用熱塑性塑料的加工方法進行加工，具體條件如下所示。
（1）模塑
預熱 PVDF樹脂粉料至 180～190 ℃，模具保溫於 160～170 ℃，於 14 MPa壓力下保壓 5min後即可急速水冷；或在此壓力下緩冷到 90 ℃出模。常用於加工泵和閥門襯裡、 管道、 管件及其他製件。
（2）擠塑
擠塑加工 PVDF樹脂時可採用等距不等深的L /D = 20的螺杆，通常用於擠出聚乙烯的螺杆也可適用。機筒溫度為 205～260 ℃，口模溫度為 220～275 ℃；可擠出板、 棒、 管、 膜各種產品。
（3）注塑
注塑壓力為 80～110 MPa，機筒溫度為 220～290 ℃，噴嘴溫度為 180～260 ℃，模溫為 60～90℃，成型周期為 40～60 s。注塑是 PVDF樹脂最常用的加工形式之一，可加工各類容器、 板材。對於45注塑機，其注塑成型條件參見表1。
（4）澆鑄
以二甲基乙醯胺作溶劑，配成含固體量為 20%的溶液澆在鋁箔上，經過 200～300 ℃的熱熔，快速水冷卻，即可製得澆鑄 PVDF樹脂膜。
PVDF樹脂的分散液也可進行噴塗加工。需噴塗的製品經表面處理後加熱至 250 ℃左右，用噴槍均勻噴塗，儲罐壓力為 0. 01 MPa，噴槍空氣壓力為0. 1 MPa，噴塗速度為每分鐘 100 gPVDF樹脂；將噴塗後的製品在 120 ℃下加熱 30 min， 再在240～250℃下加熱 20 min後，就形成了 20～40μm厚的完整光滑的 PVDF樹脂塗層。
（5）極化
將拉伸過的 PVDF樹脂膜的兩面用真空鍍膜法蒸鍍上1層金屬膜後作為電極，常用的金屬有鋁、銅、 銀，鍍層厚度約為 0. 1μm，再在強直流電場下極化，極化溫度為 80～100 ℃極化場強度為 500 kV /cm，極化時間為 30～60 min，即可得到壓電性較好的 PVDF膜。
3、毒性及安全性
對照條件下，動物的急性口服、 慢性和亞急性接觸以及吸入試驗均表明 PVDF樹脂無毒；在進行動物的植入、 組織培養和系統毒性試驗時也沒有觀察到 PVDF樹脂對血壓、 呼吸和溶血作用等方面有害的毒理學、 生物學反應。PVDF樹脂中的 VDF單體含量通常低於 1×10- 4%。小鼠吸入 VDF的半致死濃度 LC50為 12. 8%。根據美國政府聯邦條例第一章第 17712510節第 21條規定， Kynar ( PVDF樹脂商品名)均聚物可以安全用於與食品重複接觸的製品；根據美國農業部規定， Kynar均聚物可用於與肉類或家禽食品相接觸的加工或貯存設備； Kynar均聚物符合美國塑料材料的 3A 衛生標準 No .2000，可用作與乳品接觸的材料； Kynar均聚物和一些共聚物已做過試驗，符合美國藥物 (USP)分類 Ⅵ的條例規定。
4、應用
根據 PVDF樹脂的性能和用途，可將其分為許多品種和品級，既有粒料和粉料，又有乳液和分散液，還有共聚物、 合金和填充料等。國內外 PVDF樹脂的主要生產公司及其商品名、 牌號見表 2， 3。
PVDF樹脂主要應用在化工設備、 電子電氣和建築塗料 3個方面，此外，由於具有獨特的壓電性和熱電性， PVDF樹脂作為一種新穎的電功能材料，成為近年來應用研究的熱點。
PVDF樹脂具有優異的耐高溫、 耐化學腐蝕性能，高強度和良好的加工性以及抗疲勞、 抗蠕變等特性，是化工設備流體處理系統的理想防腐材料，例如用 PVDF樹脂可製成系統整體或襯裡的泵、 閥門、 管子、 管路配件、 儲槽和熱交換器等。
PVDF樹脂的化學穩定性好，電絕緣性能優異，被廣泛用於電子電氣行業。用 PVDF樹脂材料製作的設備能滿足 TOCS以及阻燃的要求。例如Kynar， Kynar Flex等 PVDF樹脂品牌具有潔淨 (生產過程中經過了18 MGH超純水嚴格清洗 )、 易加工並可不加添加劑、 加工溫度較低、 不會引入金屬離子、 強度高不易損壞、 耐酸、 耐臭氧腐蝕、 耐滲透和阻燃性好等特點，被廣泛應用於半導體工業上高純化學品的貯存和輸送。
PVDF樹脂具有超強的耐候性、 耐紫外線性能，可在戶外長期使用，無需保養。以 Kynar為基幹的PVDF樹脂塗料塗裝在鍍鋅鐵板、 鋁板或鋁型材等建築構件上，可使用 20年以上，被廣泛用於發電站、 機場、 高速公路、 高層建築等。
PVDF樹脂還可與其他樹脂共混改性，例如，與ABS樹脂共混製得的複合材料不僅保留了其各自的特性，而且耐候性和加工性都很好，可廣泛應用於建築、 車輛內外裝飾、 家電外殼及屋頂陽臺裝飾等。
聚偏氟乙烯（PVDF）的生產技術
已經工業化的5種VDF製備方法：
國外經過50多年的發展 ，目前VDF製備技術都已經十分成熟 ，At ofina、 Ausi mont、 Solvay等公司都建有萬噸級和數千噸級的生產裝置。在國外VDF的生產廠家中 ，工藝技術較先進的生產廠家有 Du Pont、 At ofina、 Daikin、 Ausi mont及俄羅斯國家應用化學科研中心等 ，VDC和AHF合成生產HCFC - 142b 的規模已經達到了千噸級、 甚至萬噸級水平 ， HCFC - 142b裂解主要有兩類: 一類是空管裂解 ，即R142b在 Ni - Cr管內進行 ，通 1.3%Cl2作催化劑 ， 用融鹽加熱 ，裂解溫度 550℃左右;另一類是水蒸汽 稀釋裂解法 ，即 HCFC-142b與水蒸汽一起進行裂 解反應 ，用電加熱 ，裂解溫度 750～950℃。裂解後 基本上都通過吸收、 乾燥、 精餾等工藝過程得到 VDF產品。俄羅斯國家應用化學科研中心採用水 蒸汽稀釋裂解法生產 VDF，因用於裂解的 HCFC-142b純度要求低 ，不必對其進行充分精餾 。
國內VDF製備技術發展相對緩慢，到目前為止 ，均採用 1， 1， 1 -二氟一氯乙烷 (HCFC - 142b)脫 氯化氫的工藝路線 ， HCFC - 142b由 HFC - 152a光 氯化或者氯仿或VDC與HF反應製得，所生產的VDF供研製、 生產氟樹脂和氟橡膠使用。
由於PVDF聚合對操作條件非常敏感 ，且西方國家採取非常嚴密的技術封鎖 ，阿託菲納公司採用乳液聚合 ，蘇威公司的PVDF技術來自於杜邦 ，但杜邦不生產PVDF，其他一些公司採用兩種聚合方式都有報導。俄羅斯塑聚體股份公司採用懸浮聚合。
目前上海三愛富的 PVDF樹脂某些牌號的質量已經接近國外大公司的水平 ,在國內處於領先地位。
來源：《上海塑料》132期，谷騰環保網，網際網路
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