聚偏氟乙烯(PVDF)为半结晶高分子聚合物,其分子结构简式为:从分子结构上来讲,是一个碳上的两个氢原子被两个氟原子取代,而由于氟原子外层为七个电子,具有较强的电负性,极性比较强,而两个氟原子之间也相互排斥,所以氟原子与氢原子之间不能处在同一个平面之上,从而使得PVDF分子链处于螺旋状2。一般情况下,PVDF的分子链排布为头尾相接,但是也会存在一些分子缺陷,出现头头结构,或者尾尾结构。正是由于出现了这种头头结构和尾尾结构,才导致PVDF的偶极矩比较大,又因为PVDF属于半结晶聚合物,所以使得PVDF有很多优良特性,例如:溶解性能、电性能、溶胀性能等。PVDF化学稳定性:在室温下,不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀,对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定。北京高粘度聚偏氟乙烯技术指导
使用聚丙烯腈-乙二醇二甲基丙烯酸酯(Poly(AN-co-PEGDMA))对聚偏氟乙烯进行改性,以得到高孔隙率的电池隔膜,制备得到的隔膜同时能充当锂离子电池的电解质。用分散聚合方法制备一种聚合物(Poly(AN-co-PEGDMA)),以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,参与聚合反应的分别是单体丙烯腈(AN)和大分子单体聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)。采用红外光谱对制得的聚合物进行结构表征。结果表明两个单体成功聚合,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯带有亲介质基团的大分子单体,起到一个很好的稳定剂的作用。北京高粘度聚偏氟乙烯技术指导在温度上升时,PVDF能够在一些有机酮、酯、胺类极性溶剂中溶解。
因此,相比于浸没沉淀法,热致相分离法更方便,节约,并且得到的微孔结构更好,孔隙率更大。由于热致相分离法形成的微孔膜,微孔结构多样性,一直被用在制备中空纤维膜。热致相分离法(TIPS)中,稀释剂的选择是非常关键的一步。PVDF与稀释剂的相互作用,影响着相分离的整个过程。如果相互作用比较大,就比较容易发生液固分相,如果PVDF与稀释剂之间的相互作用比较小,就比较容易发生液液分相。所以说,聚合物PVDF和稀释剂之间的相溶性直接影响体系的分相情况,选择相容性不同的体系,将会得到不同性质的微孔膜。因此在选择稀释剂的时候,可以根据“相似相容”或者“极性相容”原理。通常选用的稀释剂有:邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
PVDF主要应用场景为涂料、注塑、光伏背板膜、锂电和水处理膜。在锂电领域,PVDF主要用作正极粘结剂和隔膜涂覆材料,在电池成本中占比约2%-3%。受益锂电下游增长,锂电级PVDF增速较高,由于磷酸铁锂电池较三元电池消耗PVDF更多,铁锂占比提升将进一步增加对PVDF需求;近年来随着锂电需求端旺盛,作为正极粘结剂的电池级PVDF市场需求增长迅速,预计2020年需求占比已提升至20%。光伏背板用PVDF需求一方面受光伏发电占比提升影响增加,另一方面由于双玻组件渗透率不断提升,传统背板份额受到一定挤压导致PVDF需求减少,总体看光伏用PVDF需求增速20%+;涂料、注塑及水处理膜下游需求较为稳定,涂料为主要用途,占比超过30%,整体增速较锂电和光伏趋于平缓。 加工PVDF树脂时无需添加润滑剂和稳定剂等助剂,如需要,可用二硫化钼、石墨、玻璃纤维等对其改性。
PVDF2022物理性能,单位,典型数值,测试方法,外观——白色粉末——密度g/cm31.75~1.77ASTMD792,23℃特性粘度dl/g>1.930℃,DMAC旋转粘度cps>40003号转子,6RPM,25℃1gPVDF/10gNMP溶解性——溶液澄清透明、不浑浊;颜色为无色或微黄色;溶液内无杂质及不溶物1gPVDF/10mLDMAC30℃,1h分子量——>700,000GPC,DMF,ISO16014含水率%≤0.10ISO62粒径,D50μm≤15ISO22412热性能熔点℃158~164ASTMD3418结晶温度℃130~140ASTMD3418。PVDF应在低于260℃的温度下加工,避免产生有毒气体。上海挤出级聚偏氟乙烯特征
PVDF树脂熔体导热性较差、粘度较高且粘度随剪切应力增加而下降的特点。北京高粘度聚偏氟乙烯技术指导
FL2300特征改性共聚物,中高粘度,应用NCM811和NCA等高镍体系电池粘接剂,外形白色粉末,项目典型值试验方法,FL2300物理性质密度(g/cc)1.77~1.79ASTMD792粒径(μm)(D50)≤110HG/T2901含水率(%)≤0.10GB/T6284溶解特性旋转粘度(mPa.s)8,000-12,0001.0gPVDF:10.0gNMP,3号转子,25℃,GB/T10247分子特性重均分子量(Da)≥1,250,000GB/T21864热性能熔点(℃)155~165GB/T19466金属杂质Zn锌(ppm)≤10HG/T3944Ni镍(ppm)≤10HG/T3944Fe铁(ppm)≤10HG/T3944Cr铬(ppm)≤10HG/T3944。北京高粘度聚偏氟乙烯技术指导
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