氟材料

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燃烧性
限氧指数 / %
测试方法,ASTM
数值
-
1. 3
C177
0. 25
-
42
-
13. 8
D696, - 30 ~ 100℃ 9. 4 × 10 - 5
D648 95 67
D746
- 125
D635
UL94V - 0 不燃
D2863
31. 5
表 1 - 48 ETFE 与其它氟树脂的机械性能比较
项目 相对密度 拉伸强度 / MPa 伸长率 / %
F
F
( 2 ) 分子质量
PVF 可 溶 于 100℃ 以 上 的 二 甲 基 甲 酰 胺
(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)、 γ - 丁内酯,加入
0. 1% 的异丙醇可提高 PVF 的溶解性。采用渗透压
法测 PVF 的数均相对分子质量 Mn 为 76 000 ~ 234
000,用浓度为 0. 1 mol / L LiBr 的 DMF PVF 溶液以
6 ~ 22 140 ~ 200 2 000 ~ 2 600 55 ~ 110 90 ~ 250
( 2 ) 热性能 PVF 膜的热性能见表 1 - 43。
表 1 - 43 PVF 膜的热性能
项目
热老化时间 / h 线胀系数 / mm·K - 1
热收缩率 / % Ⅱ型膜纵横向 Ⅲ型膜横向 Ⅳ型膜横向
连续使用温度 / ℃ 1 ~ 2 h 后的短时耐热 / ℃
(3)结晶 从 x 射线测得 ETFE 树脂的结晶度为 60% 左
右。制品的结晶度随加工过程中的冷却速率及退火 后处理等情况而变。ETFE 的结晶从 x 射线衍射分析 呈六方晶系或单斜晶系,看不出有明显的球晶结构, 结晶结构比较复杂,特别对三元共聚的 ETFE,它的 结晶构造更为复杂。开发三元共聚的 ETFE 是为了 改善它的热应力开裂性。 1. 2. 7. 2 性能
表 1 - 49 Aflon cop ETFE 的热性能
项目
比热 / J· ( g·℃ ) - 1 导热系数 / W· ( m·K ) - 1
熔融热 / J·g - 1 燃烧热 / kJ·g - 1 线胀系数 / K - 1 热变形温度 / ℃
0. 46 MPa 1. 86 MPa 脆化温度 / ℃
氟 乙 烯(TFE)交 替 排 列 的 共 聚 物 , 分 子 式 # CH2 — CH2—CF2—CF2$ n。从分子组成看 ,它与 PVDF 完 全相同,但分子的结构不同使它们有不同的性能。
ETFE 的红外吸收光谱图见图 1 - 44。
x ( C2F4 ) = 53%
x ( C2F4 ) = 47% x ( C2F4 ) = 43%
失强温度 / ℃
试验方法及条件 循环热空气炉,150℃
ASTM D696 - 79
数值 3 000,不坏 5 × 10 - 5 ~ 8 × 10 - 5
130℃ 170℃ 170℃
DuPont 法
4 4 2. 5 - 71 ~ 107 <175 260 ~ 300
( 3 ) 电学性能 PVF 膜具有高介电常数和高击穿电压值,且有 优良的耐水解性和耐老化性,这使它成为重要的电 气、电子材料,广泛地应用于太阳能电池的保护性材
己烷
ASTM E96 - 80
数值
0. 708 9. 56 3. 70 0. 016 0. 20
0. 45 100 0. 90 0. 50 10 0. 35 0. 55
1. 2. 7 乙烯 - 四氟乙烯共聚物 1. 2. 7. 1 结构
(1)组成 乙烯 - 四氟乙烯共聚物(ETFE)是乙烯(E)和四
项目 破裂强度 / MPa·m - 1
摩擦系数 密度 / g·cm - 3 冲击强度 / kJ·m - 1
吸湿性 / % 水汽透过率 / g· ( m2·d) - 1
折光率 / nD 撕裂强度 / kN·m - 1
延撕强度 初撕强度
拉伸模量 / MPa 拉伸强度 / MPa
伸长率 / %
测试方法及条件
以下的溶剂,可溶解于 100℃ 以上的极性溶剂。
PVF 膜在佛罗里达州朝南 45º角暴露 10 a 后,
仍有 50% 的原始拉伸强度,外观也不发生白浊等变
化。DuPont 公司生产的添加过惰性颜料的外包装有
色 PVF 膜的老化寿命达 40 a 之久。
PVF 膜能透过紫外线,能经受高能射线的辐射,
如 1 MGy 的电子线辐射后不影响它的机械强度。
<0. 5
ASTME - 96 - E - 80,39. 5℃ 80% RH
9 - 57
ASTM D542 - 50 Abbe 仪
1. 48
Elemendorf ASTM D1922 - 67, 22℃ ASTM D1004 - 66, 22℃
ASTM D882 - 80, A 法 22℃ ASTM D882 - 80, A 法 22℃ ASTM D882 - 80, A 法 22℃
PVF 膜的透气、透蒸气率见表 1 - 45。
表 1 - 45 PVF 膜的气体和蒸气透过率(24℃ )
介质
测定方法
气体(0. 025 mm ) / mL· ( cm2·h·MPa ) - 1
CO2
ASTM D1437 - 75
He
ASTM D1437 - 75
H2
ASTM D1437 - 75
N2
一般注射和挤出成型 高流动级注射成型
耐应力开裂性好,宜注射挤出吹塑成型 同 C55AX 属高流动级
注:1. C - 55、C - 88A 表示分子质量大小,C - 88 比 C -
2005 年第 12 卷第 1 期
化工生产与技术 Chemical Production and Technology
ASTM 法
ETFE (Aflon cop )
PTFE
FEP
PVDF
D792 1. 73 ~ 1. 75 2. 1 ~ 2. 2 2. 15 ~ 2. 17 1. 76 ~ 1. 77
D638
45 ~ 55 20 ~ 40 19 ~ 22
50 ~ 60
D638 400 ~ 450 230 ~ 600 250 ~ 330 200 ~ 300
各公司生产的 ETFE,其组成和第三单体的种类 及含量都不可能相同,因此性能也会有差异,日本旭 硝子(株)生产的 ETFE 商标为 Aflon cop,它的主要 品级见表 1 - 46。
表 1 - 46 ETFE Aflon cop 的主要品级
品级
成型方法
C - 55A C - 88A C - 55AX C - 88AX
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2005 年第 12 卷第 1 期
化工生产与技术 Chemical Production and Technology
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氟化工
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氟树脂性能与加工应用 ( 续 3 )
钱知勉
(上海市塑料研究所,上海 200090)
摘要 分别阐述了聚氟乙烯、乙烯 - 四氟乙烯共聚物和乙烯 - 三氟氯乙烯共聚物的结构 和力学、热学、辐射、化学性能。 关键词 聚氟乙烯 乙烯 - 四氟乙烯共聚物 乙烯 - 三氟氯乙烯共聚物 结构 性能
·3·
55 的分子质量低而流动性好。 2. A、AX 表示第三单体的含量,从 A&AX 含量增
加。
(1)力学性能 Aflon cop 不同品级的 ETFE 树脂室温下的机械
强度相似,但高温强度有差别,见表 1 - 47。
表 1 - 47 Aflon cop 各品级 ETFE 的机械性能
项目
拉伸强度 / MPa 23℃ 220℃
ASTM D1437 - 75
O2
ASTM D3985 - 80
蒸汽(0. 025 mm ) / g· ( m2·h ) - 1
醋酸
ASTM E96 - 80
丙酮
ASTM E96 - 80

ASTM E96 - 80
四氯化碳
ASTM E96 - 80
醋酸乙脂
ASTM E96 - 80
乙醇
ASTM E96 - 80
Ⅳ型为高伸长率高拉伸强度膜;V型为特种膜,宜作
复杂形状的飞机内装部件用。
PVF 树脂的主要应用是薄膜和乳液的涂层。
(1)PVF 膜的物理机械性能
PVF 膜在氟塑料中具有较高的机械强度,连续 使用温度为 - 70 ~ 150℃ ,具体的物理性能见表 1 42。
表 1 - 42 PVF 膜的物理机械性能
ASTM D638 9. 3 × 103 - 1. 1 × 104 6. 0 × 102 - 3. 8 × 102 -
ASTM D785 58
-
61
-
Aflon cop ETFE 与其它氟树脂的机械性能的比 较见表 1 - 48。
(2)热学性能
ETFE 的连续使用温度 180℃ (经热老化 105 h 后的断裂伸长率降低 50% 时的温度,被定为“连续 使用温度”,通过外推法测定 105 h 后的断裂伸长 率)。ETFE 的热变形温度(0. 46 MPa 载荷下)对 C 55A 为 95℃ , C - 88A 为 89℃ 。 ETFE 的 Tg 大 于 100℃ 。可耐 - 80℃ 的低温冲击。Aflon cop ETFE 的 热性能见表 1 - 49。
PVF 具有一般氟树脂共有的耐气候、耐化学性
和不粘性,机械强度较大,有优良的耐磨耗性和绝缘
性 能 。 美 国 DuPont 公 司 生 产 的 PVF 膜 的 商 标 为
Tedlar,分透明和着色两种;又按分子定向度不同分
成五种类型的膜:Ⅰ型用于不饱和聚酯玻纤增强塑
料的脱模;Ⅱ型为高强度高模量膜;Ⅲ型为通用膜;
·2·
钱知勉 氟树脂性能与加工应用 ( 续 3)
氟化工
料。其电性能见表 1 - 44。
表 1 - 44 PVF 膜的电性能
项目 耐电晕
测试方法及条件 ASTMT 法,60 Hz、0. 025 mm, 103 V
Ⅳ型膜 2. 5
Ⅲ型膜 6. 2
εr
ASTMD 150 ~ 81, 1 kHz, 22℃
4 × 1013 2 × 1010
7 × 1014 1. 5 × 1011
(4)化学性能
PVF 的耐水解性优良,在水蒸汽下 1 500 h 不影
响强度,伸长率和冲击强度也仅略有下降;在 10% (质量分数)的盐酸和氢氧化钠水溶液中 60℃ 浸 7 d
外观无变化;耐脂肪烃、芳烃和醇类,不溶于 100℃
断裂伸长率 / % 23℃ 220℃
弯曲弹性模量 / MPa 23℃ 220℃
硬度( R)
测试方法 C - 55A C - 88A C - 55AX C - 88AX
ASTM D638
55
48
50
47
2. 9 2. 0 4. 0
3. 8
ASTM D638
430 430 420
400
240
-
650
560
数值
Mullen, ASTM D774 - 67, 22℃ 8 000 ~ 18 000
ASTM D1894 - 78, 22℃
0. 18 ~ 0. 21
ASTM D1505 - 68, 22℃
1. 37 - 1. 72
SPencer ASTM D3420 - 80, 22℃
50 ~ 90
浸水中, 22℃
1 500
1 400 800
700
图 1 - 44 ETFE 的红外吸收光谱图
通常作为商品的 ETFE 树脂中含有第三单体, 因此它实际上是三元共聚物。
(2)分子质量 在 250℃ N2 流 中 以 己 二 酸 异 丁 酯 作 溶 剂 的
ETFE 溶液,通过光散射法测得的 ETFE 重均分子质 量为 5 × 105 ~ 1. 2 × 106 范围内,约比 PTFE 低一个 数量级。
·1·
1. 2. 6 聚氟乙烯 1. 2. 6. 1 结构
(1)组成 聚 氟 乙 烯 ( PVF ) 是 半 结 晶 的 高 聚 物 ,分 子 式
( CH2—CFH ) n。PVF 的结晶体属斜方晶系的无规 定构,主链如聚乙烯那样的平面 Z 字形构造,结晶 度为 20% ~ 60% ,取决于聚合方法和受热的情况。 一般的商品 PVF 含有 11% 的头—头结合的分子,即 #CH—CH2—CH2—CH$ n。
8. 5
11. 0
击穿电压 / kV ASTMD150 - 81 60 Hz、0. 025 mm
3. 4
3. 5
tan δ 体积电阻率
ASTMD150 - 81, 1 ~ 10 kHz, 22 ~ 70℃
ASTM D257 - 78 22℃ 100℃
0. 016 ~ 0. 042 0. 014 ~ 0. 034
沉降速度法可测得重均分子质量 Mw,PVF 的分子
质量分布 Mw / Mn 约为 2. 5 ~ 5. 8,当 Mw / Mn 值大
于 2 时就说明 PVF 的分子链中存在支链。PVF 的特
性粘度 [ η] 与粘均分子质量的关系式:
[ η] = 6. 52 × 10 - 5 Mv0. 80
1. 2. 6பைடு நூலகம் 2 性能
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