1942年6月,美國總統(tǒng)羅斯福批準(zhǔn)了“曼哈頓計(jì)劃”,開始研制原子彈。二次世界大戰(zhàn)期間,美國根據(jù)曼哈頓計(jì)劃,加強(qiáng)了含氟塑料的研究開發(fā)。氟聚合物以它獨(dú)特的綜合性能,成為當(dāng)時(shí)所有新型材料都難以代替的材料,其中就包括聚偏氟乙烯 (PVDF)。
1944年,PVDF由美國杜邦公司研制成功。1960年,美國龐沃特公司首先實(shí)現(xiàn)商品化。1965年,龐沃特公司在美國肯塔基州卡爾弗特城興建了第一座規(guī)模化的工廠,軍用絕緣熱收縮管和熱掃描電線是最初的核心市場。20世紀(jì)70年代,PVDF開始在建筑涂裝、化工廠塑鋼和造紙紙漿加工等方面的大量使用。80年代,美國全國電氣規(guī)程提倡在建筑物、天花板隔層使用PVDF材料作為報(bào)警線路絕緣護(hù)套。同樣在80年代,高純度半導(dǎo)體廠商開始在生產(chǎn)計(jì)算機(jī)設(shè)備中用PVDF制作的塑料管路。90年代,PVDF開始在高純度加工部件,如管道、罐襯里、泵,以及建筑涂裝中運(yùn)用。90年代末,PVDF作為電極粘接劑材料被應(yīng)用于新型液態(tài)鋰離子電池。PVDF樹脂的發(fā)展早是從美國開始,隨后是歐洲、日本、前蘇聯(lián),不斷技術(shù)創(chuàng)新和提高,不斷推出新產(chǎn)品和新加工技術(shù),推動(dòng)應(yīng)用發(fā)展,人們據(jù)此研制出成百種功能元器件。
同時(shí),也成就了一批生產(chǎn)氟聚合物的跨國公司,如美國杜邦、日本大金、旭硝子、歐洲的索爾維等。國內(nèi),則形成了巨化股份、山東東岳等企業(yè)。
PVDF,是偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他含氟乙烯基單體的共聚物。它是世界上僅次于聚四氟乙烯(PTFE)的含氟高分子新材料。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、航空航天、信息處理、音響器材、醫(yī)療器械、機(jī)器人、物理測試、光學(xué)儀器、兵器工業(yè)等。
PVDF除具有PTFE的優(yōu)良性能外,其剛性、硬度、抗蠕變性能尤其突出。它的加工和成型等特性大大優(yōu)于PTFE,是最強(qiáng)韌的氟塑料。
除具備PTFE的特能外,它的耐輻射和力學(xué)性能大大改善,拉伸強(qiáng)度可達(dá)50MPa,幾乎為PTFE的兩倍。
它不僅加工特性優(yōu)良,而且對(duì)金屬表面的附著力大大提高,使其與金屬材料的旋轉(zhuǎn)內(nèi)襯壽命、可靠性大大提高。
它的碳氟分子鏈中C-F鍵的鍵距小,鍵能低,這種短鍵性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與氫離子形成最穩(wěn)定最牢固的結(jié)合.具有很強(qiáng)的耐磨性和抗沖擊性能,而且在極端嚴(yán)酷與惡劣的環(huán)境中有很高的抗褪色性與抗紫外線性能。
它的熔點(diǎn)較低(170℃左右),加工性能良好,成型方便,可用一般熱塑料的加工方法,比如注射、模壓、擠出、吹塑等工藝成型 ,是氟塑料中唯一能制成硬管的材料。
它抗沖擊強(qiáng)度高,耐磨耗,是氟塑料中最強(qiáng)韌的。它可在-62℃—150℃溫度范圍內(nèi)長期使用,具有較高的耐熱性,突出的耐氣候老化性。
它的碳氟分子鏈中C-F鍵的極距大,是一種有著極高極性的高聚物,介電性能優(yōu)異。這些優(yōu)良性能應(yīng)用于汽車、航空、機(jī)器人的電線電纜絕緣材料及傳輸特殊液體價(jià)質(zhì)的管道襯里涂料。
國外媒體曾經(jīng)報(bào)道,美國國家航空航天局利用壓電材料聚偏二氟乙烯(PVDF)纖維開發(fā)出一種新型醫(yī)用繃帶,稱為電繃帶,可以加速傷口愈合。在失重的外太空,傷口的愈合可能極其緩慢,具有壓電性質(zhì)的聚偏二氟乙烯繃帶材料與人體皮膚接觸時(shí),會(huì)產(chǎn)生少量電流,從而有助于傷口愈合。傷口周圍的細(xì)胞,利用PVDF纖維整齊的排列結(jié)構(gòu)作為支架,將幫助其愈合。從雙峰塔到鋰電池
去過馬來西亞的人一定見過國家石油公司雙峰塔,從吉隆坡市內(nèi)各處都很容易見到這座大廈,兩座高高的尖塔刺破長空,在陽光下熠熠生輝,它是吉隆坡的標(biāo)志性景觀,高達(dá)452米。精細(xì)粉末品級(jí)的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,在雙峰塔等世界各地許多建筑中,都使用了這種涂料。作為優(yōu)良建筑膜材的PVDF,在國外的應(yīng)用十分普遍。第一個(gè)建筑用氟碳涂料樹脂于1965年被商業(yè)化。從20世紀(jì)60年代開始至今,這一氟碳涂層的測試樣板在南佛羅里達(dá)曝曬測試中心經(jīng)過了多年的曝曬,仍然保持原來的顏色,證明PVDF是現(xiàn)有金屬建筑涂料中耐候性能最好的。
以PVDF為原料制備的氟碳涂料已經(jīng)發(fā)展到第六代,由于PVDF樹脂具有超強(qiáng)的耐候性,可在戶外長期使用,被廣泛應(yīng)用于發(fā)電站、機(jī)場、高速公路、高層建筑等。
PVDF膜防火性能優(yōu)異,能承受 -40到+70度的溫度變化,被應(yīng)用在大型充氣膜結(jié)構(gòu)建筑中。它自重極輕,每平米自重3KG以下,為鋼的三十分之一。它在施工過程中沒有建筑垃圾輸出。普通膜材的透光率是5%,它的透光率可達(dá)25~30%,利用自然光節(jié)省照明費(fèi)用。它具有“自我清潔”的功能,灰塵不易粘附。隨著二次鋰電池等新能源的飛速發(fā)展,PVDF樹脂在鋰電池中的用量也急劇增加。電池隔膜被稱作電池的“第三電極”,通過阻止電池兩極活性物相互接觸,防止電池內(nèi)部短路。隔膜要求厚度均一,有適宜的孔徑和透氣率;有良好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及盡可能低的電阻率;能夠有效的阻止兩極活性物的接觸;有良好的吸收和保持電解液的能力。PVDF因兼具熱穩(wěn)定、耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕、電絕緣性好、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn),已成為鋰離子電池隔膜的首選材料之一。隨著以尖端武器為代表的軍事工業(yè),和航天航空工業(yè)為代表的高科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,從二戰(zhàn)時(shí)期的曼哈頓計(jì)劃到20世紀(jì)60-70年代的阿波羅計(jì)劃,再到今日的大型民用客機(jī)、軍用飛行器等等,全球的氟聚合物已經(jīng)形成龐大的產(chǎn)業(yè)。氟化工產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大與否,常常作為評(píng)判一個(gè)國家的是否擁有現(xiàn)代化、現(xiàn)代國防、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的重要依據(jù)之一。PVDF相對(duì)于PTFE,某些性能要相對(duì)遜色一些,但是PVDF應(yīng)用更廣泛,兩者各有所長。比如護(hù)膚品同樣含有抗氧化、抗老化的成分玻色因,貴婦用的是赫蓮娜,平民女孩也可以用歐萊雅。
來源:巨化股份