聚偏氟乙烯〔PVDF〕作為一種性能很好氟聚合物,具有優(yōu)良熱塑性、化學(xué)穩(wěn)固性,可通過許多成熟工藝進行加工成型。其主要加工方法可分為以下幾類:
1. 熔融加工法
這是PVDF最常規(guī)加工方式,利用其熱塑性,于熔融狀態(tài)下成型。
擠出:是生產(chǎn)管材、板材、棒材、電線電纜護套及薄膜主要方法。PVDF熔體通過擠出機口模成型,隨后冷卻固化。
注塑成型:適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精密零件,如泵閥部件、管道接頭、外殼。
壓縮模塑:常用于生產(chǎn)大體積容器或坯料。
2. 溶液加工法
該方法將PVDF溶解于特定溶劑〔如DMF、NMP〕中,通過溶液狀態(tài)成膜。
溶液澆鑄:將PVDF溶液流延于基板上,待溶劑揮發(fā)后形成均質(zhì)薄膜。這是實驗室、工業(yè)上制備薄膜常用方法。
旋涂:將溶液滴于高速旋轉(zhuǎn)基片上,利用離心力形成超薄、均勻涂層,大量用途于微行業(yè)。
3. 纖維成型工藝
主要用于制備微納米纖維,適用于過濾、組織工程、能量收集行業(yè)。
靜電紡絲:于高壓電場下,使PVDF溶液或熔體形成射流,固化成超細纖維。此法能很好誘導(dǎo)PVDF引發(fā)壓電β相,但設(shè)備較復(fù)雜。
溶液吹紡:一種更簡單、成本更低替代技術(shù),通過高速氣流將溶液吹成纖維,易于擴大生產(chǎn)。
4. 后處理、改性工藝
這些工藝常、上述基礎(chǔ)方法結(jié)合,以優(yōu)化材料最終性能〔如結(jié)晶形態(tài)、壓電性〕。
熱壓、淬火:通過熱壓成型后快速冷卻〔淬火〕,有助于獲得所需晶體結(jié)構(gòu)。
拉伸:對薄膜進行單向或雙向拉伸,是誘導(dǎo)PVDF從α相轉(zhuǎn)變?yōu)閴弘姦孪嚓P(guān)鍵手段。
退火:于特定溫度下熱處理,可以消除內(nèi)應(yīng)力、增強結(jié)晶度。
5. 其他及前沿加工技術(shù)
3D打?。哼m用于生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀定制化PVDF部件。
微流體加工:用于制備具有微結(jié)構(gòu)智能聚合物器件。
總結(jié):PVDF加工工藝選擇高度依賴于最終產(chǎn)品形態(tài)、性能要求。工業(yè)上大量采用擠出、注塑來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)性部件;而制備功能性薄膜、涂層或纖維時,則更多使用溶液澆鑄、旋涂、靜電紡絲方法,并結(jié)合拉伸、極化后處理工藝來調(diào)控其功能性〔如壓電、鐵電性能〕。其優(yōu)良加工適應(yīng)性是其得以于化工、、新能源、生物醫(yī)學(xué)多個行業(yè)大量用途很大原因。
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