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 15~120萬,其重復單元為—CH2—CF2— ,使PVDF樹脂兼具氟樹脂和通用樹脂的特性,有著優(yōu)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,其應用范圍不斷擴大。
PVDF樹脂可采用通用熱塑性塑料的加工方法進行加工,具體如下所示:
注塑型
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。一般注塑壓力為80~110MPa,機筒溫度為220~290℃,噴嘴溫度為180~260℃,模溫為60~90℃,成型周期為40~60s。
注塑成型條件與產品形狀和所用樹脂牌號有密切關系,注射成型時模具溫度宜高不宜低,模溫高,利于物料充滿模具,產品外觀好,制品的內應力相比模溫低的要小。
注塑加工
成型壓力與模具設計、制品形狀有關,模塑收縮率與成型壓力、制品壁厚均有關系,成型時要注意,因PVDF熔體黏度大,制品收縮率大,故一般采用螺桿預塑化注射機,長徑比通常為20~24,壓縮比在2~3之間,注塑模具一般采用優(yōu)質模具鋼,設計時要考慮流道配置的均衡,保證物料在模具中分布均勻;分流道的形狀最好是圓形,因為圓形的分流道能把物料壓力和溫度降低的損失控制在最小程度,保證產品尺寸的穩(wěn)定性,在分流道的末端還需設置冷料阱。
注塑型可加工生產泵、閥門、管配件和填料塔等,采用擠塑加工方法生產棒、板、管、膜、軟管、單絲和電線絕緣層等;擠出型可加工成板材、軟管、片材、單絲、電線電纜護套以及異型制品等。此外,PVDF樹脂還可以與其他樹脂共混改性,如PVDF與ABS樹脂共混得到的復合材料,廣泛應用于建筑、汽車裝飾和家電外殼。
※擠出型
擠出加工PVDF樹脂可生產板、棒、管、膜各種產品。一般機筒溫度為205~260℃,口模溫度為220~275℃。日常多選用單螺桿擠出機,當用于加工PVDF粉料、PVDF基復合材料、PVDF色母料或加有填料的PVDF塑料時,可選用雙螺桿擠出機。
PVDF熔體的導熱系數(shù)較低,約為PTFE、PFA、FEP的1/2,黏度較高且隨剪切速率增加而下降,擠出機料筒直徑多為30~65mm,螺桿長徑比為24、28和32,壓縮比在2~3之間,螺桿應選用漸變式,計量段長度應較長些,螺槽深度則與擠出機的直徑有關,機頭要加工成流線形,保證沒有流動死角,同時也需要高度拋光和氮化處理。
擠出加工
※模 塑
預熱 PVDF樹脂粉料至 180~190℃,模具保溫于160~170℃,于14 MPa壓力下保壓5min后即可急速水冷;或在此壓力下緩冷到90℃出模。常用于加工泵和閥門襯里、 管道、 管件及其他制件。
※極 化
將拉伸過的 PVDF樹脂膜的兩面用真空鍍膜法蒸鍍上1層金屬膜后作為電極,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500kV/cm,極化時間為30~60min,即可得到壓電性較好的PVDF膜。
※澆 鑄
以二甲基乙酰胺作溶劑,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,即可制得澆鑄 PVDF樹脂膜。
PVDF樹脂的分散液也可進行噴涂加工。需噴涂的制品經表面處理后加熱至250℃左右,用噴槍均勻噴涂,儲罐壓力為0.01MPa,噴槍空氣壓力為0.1MPa,噴涂速度為每分鐘100gPVDF樹脂;將噴涂后的制品在120℃下加熱30min,再在240~250℃下加熱20min后,就形成了20~40μm厚的完整光滑的PVDF樹脂涂層。
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