聚偏氟乙烯(PVDF)主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物,它属于链状结晶性聚合物。PVDF树脂兼有氟树脂和通用树脂的特性,表现出极高的化学稳定性和热稳定性,对辐照、恶劣气候条件等均具有优异的抵抗性,相比PTFE、FEP和PFA具有更高的机械强度和韧性,在较宽的温度范围内(-40~130℃)可以长期使用并基本保持其优异性能。
注塑挤出级PVDF树脂应用
PVDF是氟树脂中综合性能最好的通用树脂之一,在氟塑料中具有最强韧性、低摩擦系数、耐腐蚀性强、耐老化性、耐气候、耐辐照性能好等特点,是仅次于聚四氟乙烯(PTFE)的第二大氟塑料。PVDF树脂的相对密度为1.75~1.79,玻璃化温度为-35℃,脆化温度为-60℃以下,熔点为165~175℃,热分解温度在350℃以上,熔点和分解温度之间相差较大,热稳定性良好,便于加工。PVDF树脂是高结晶聚合物,可采用通用热塑性塑料的加工方法进行加工,且加工时无需添加润滑剂和稳定剂等助剂,其模压收缩率较大,可对其产品进行锯、刨、钻、磨和车削等机械加工,还可以进行熔接和表面金属化等处理。PVDF优良的物理化学性能和良好的加工性能,使得注塑、挤出级PVDF获得广泛的应用。
注塑型
注塑是PVDF树脂最常用的加工形式之一,可加工各类容器、板材。一般注塑压力为80~110MPa,机筒温度为220~290℃,喷嘴温度为180~260℃,模温为60~90℃,成型周期为40~60s。
注塑成型条件与产品形状和所用树脂牌号有密切关系,注射成型时模具温度宜高不宜低,模温高,利于物料充满模具,产品外观好,制品的内应力相比模温低的要小。
成型压力与模具设计、制品形状有关,模塑收缩率与成型压力、制品壁厚均有关系,成型时要注意,因PVDF熔体黏度大,制品收缩率大,故一般采用螺杆预塑化注射机,长径比通常为20~24,压缩比在2~3之间,注塑模具一般采用优质模具钢,设计时要考虑流道配置的均衡,保证物料在模具中分布均匀;分流道的形状最好是圆形,因为圆形的分流道能把物料压力和温度降低的损失控制在最小程度,保证产品尺寸的稳定性,在分流道的末端还需设置冷料阱。
挤出型
挤出加工PVDF树脂可生产板、棒、管、膜各种产品。一般机筒温度为205~260℃,口模温度为220~275℃。日常多选用单螺杆挤出机,当用于加工PVDF粉料、PVDF基复合材料、PVDF色母料或加有填料的PVDF塑料时,可选用双螺杆挤出机。
PVDF熔体的导热系数较低,约为PTFE、PFA、FEP的1/2,黏度较高且随剪切速率增加而下降,挤出机料筒直径多为30~65mm,螺杆长径比为24、28和32,压缩比在2~3之间,螺杆应选用渐变式,计量段长度应较长些,螺槽深度则与挤出机的直径有关,机头要加工成流线形,保证没有流动死角,同时也需要高度抛光和氮化处理。
注塑型可加工生产泵、阀门、管配件和填料塔等,采用挤塑加工方法生产棒、板、管、膜、软管、单丝和电线绝缘层等;挤出型可加工成板材、软管、片材、单丝、电线电缆护套以及异型制品等。此外,PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性,如PVDF与ABS树脂共混得到的复合材料,广泛应用于建筑、汽车装饰和家电外壳。