โพลีไวนิลฟลูออไรด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC โพลี(1-ฟลูออโรเอทิลีน) [ 1 ]
ชื่ออื่นๆ โพลี(ไวนิลฟลูออไรด์)
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	24981-14-4
คำย่อ	พีวีเอฟ
ชอีบี	เชบี:53244
เคมสไปเดอร์	ไม่มี
เมช	โพลีไวนิล+ฟลูออไรด์
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID601009764
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	(C H F)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โพลีไวนิลฟลูออไรด์ (PVF) หรือ –(CH CHF) – เป็น วัสดุ พอลิเมอร์ที่ใช้เป็นหลักใน สารเคลือบลด การติดไฟของภายในเครื่องบินและแผ่นรองด้านหลังของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังใช้ในเสื้อกันฝนและแผ่นโลหะ โพลีไวนิลฟลูออไรด์เป็น เทอร์โม พลาสติกฟลูออโร พอลิเมอร์ที่มีหน่วย ไวนิลฟลู ออไรด์ ซ้ำๆและมีโครงสร้างคล้ายกับโพลีไวนิลคลอไรด์มาก

ฟิล์มที่ใช้ PVF เป็นส่วนประกอบหลักได้รับการวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2504 โดยDuPontภายใต้ชื่อ Tedlar ^{[ 3 ] [ 4 ]}

การพอลิเมอไรเซชันของ VF ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด คือในสารแขวนลอย หรืออิมัลชันในน้ำ ต้องใช้ แรงดันสูงเนื่องจากVF ระเหยง่าย ค่าอิเล็กโทรเน กาติวิตีสูงของฟลูออรีนทำให้การพอลิเมอไรเซ ชัน ยากขึ้นเมื่อเทียบกับไวนิลเฮไลด์อื่น ๆ ^{[ 4 ]}อุณหภูมิการพอลิเมอไรเซชันอยู่ในช่วง 50 °C ถึง 150 °C และอาจส่งผลต่อความเป็นผลึกจุดหลอมเหลวและการแตกแขนงของผลิตภัณฑ์การเริ่มต้นทำโดยใช้เปอร์ออกไซด์หรือสารประกอบเอโซ^{[ 3 ]}

การทำให้เสถียรภาพของตัวกลางที่แพร่กระจาย ( อนุมูลVF ) ไม่ดี เนื่องจาก เรโซแนนซ์ นั้นมักนำไปสู่ การกลับทิศทางของโมโนเมอร์การแตกแขนงและปฏิกิริยาการถ่ายโอนโซ่ การมีสิ่งเจือปน ส่งผล กระทบอย่างมากต่อน้ำหนักโมเลกุลและความเสถียรทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ เนื่องจาก อนุมูล VFมีปฏิกิริยาสูง นอกจากนี้ยังจำกัดตัวเลือกของตัวกลางการพอลิเมอไรเซชัน สารลดแรงตึงผิวตัวเริ่มต้นหรือสารเติมแต่งอื่นๆ^{[ 4 ]}

VF เหลว ถูกแขวนลอยอยู่ในน้ำและทำให้เสถียรโดยใช้พอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ ซึ่งมี พื้นฐานมาจากเซลลูโลสหรือโพลีไวนิลแอลกอฮอล์เกลืออนินทรีย์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นสารทำให้เสถียรได้ การพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอยมักเริ่มต้นด้วยเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ (เช่น ไดไอ โซโพรพิลเปอร์ออกซีไดคาร์บอเนต) แต่แสงยูวีหรือรังสีไอออนไนซ์ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่มีอนุมูลอิสระอยู่รังสียูวีจะสลาย VF เป็นอะเซทิลีนและHF ^{[ 4 ]}

การพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันสามารถทำได้ที่ความดัน ลดลงสูง และอุณหภูมิ ต่ำกว่า เมื่อเทียบกับการพอลิเม อไรเซชันแบบแขวนลอย การควบคุมกระบวนการที่ดีขึ้นและ การกำจัด ความร้อนจากปฏิกิริยาทำให้ได้น้ำหนักโมเลกุลอัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตที่ เพิ่มขึ้น สารลดแรงตึงผิวที่มีฟลูออรีน เช่นกรดคาร์ บอกซิลิกที่มีฟลูออรีนสูง สามารถรักษา อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงได้ แม้หลังจาก การแปลงสภาพ 40% พวกมัน มีเสถียรภาพ ทางความร้อนและทางเคมีและการรวมตัวของพวกมันไม่ทำให้คุณสมบัติของ PVF เสียไปอิมัลซิไฟเออร์ อื่นๆ ( เช่น ซัลเฟตของแอลกอฮอล์ไขมันซัลโฟเนตของแอลเคน เป็นต้น) ไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่า^{[ 4 ]}

PVF มักถูกแปลงเป็นฟิล์มบางและสารเคลือบอย่างไรก็ตาม เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนและความเป็นผลึกจึงจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 100 °C เพื่อละลาย PVF ในตัวทำละลายแฝงการประมวลผลโดยการอัดรีดหลอมเหลวขึ้นอยู่กับการละลาย แฝง ของ PVF ในตัวทำละลาย ที่ มีขั้ว สูง และการรวมตัว กันในภายหลัง การผสมสารเติมแต่ง ( พลาสติไซเซอร์ เม็ดสี สารทำให้คงตัวฯลฯ) ทำได้โดยการกระจายตัวกับ PVF ในตัวทำละลายแฝงตัว ทำละลาย จะระเหยออกไปหลังจากการอัดรีด^{[ 4 ]}

เพื่อสร้างฟิล์ม ที่มีการจัดเรียงตัวแบบสอง แกน PVF ที่กระจายตัวอยู่ในตัวทำละลายจะต้องถูกจัดเรียงตัวทั้งในทิศทางขวางและทิศทางแบบสองแกน ซึ่งส่งผลให้มีความแข็งแรงดึง สูงขึ้น ฟิล์มที่ไม่มีการจัดเรียงตัวจะยืดออกเล็กน้อยหลังจากหล่อขึ้นรูป ฟิล์ม เหล่านี้มีความยืดหยุ่นและขึ้นรูปได้ ง่ายกว่า และแสดง การยืดตัวที่จุดแตกหักสูงกว่าฟิล์มที่มีการจัดเรียงตัว^{[ 5 ]}

พันธะส่วนใหญ่ใน PVF เป็นแบบหัวต่อหาง และมีเพียง 12-18% เท่านั้นที่เป็นแบบหัวต่อหัว ความไม่สม่ำเสมอเหล่านี้อาจเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงจุดหลอมเหลวซึ่งมีช่วงตั้งแต่ 185 °C ถึง 210 °C ความเป็นผลึกของ PVF มีช่วงตั้งแต่ 20 ถึง 60% ขึ้นอยู่กับ วิธี การพอลิเมอไรเซชันและประวัติความร้อนของพอลิเมอร์พบว่าอุณหภูมิการพอลิเมอไรเซชัน ที่ต่ำลง จะนำไปสู่การลดลงของพันธะแบบหัวต่อหัว และส่งผลให้จุดหลอมเหลว เพิ่มขึ้น เนื่องจากโครงสร้างที่มีความสม่ำเสมอสูงจะแสดงความเป็นผลึกที่ สูงกว่า สำหรับความสม่ำเสมอเชิงสเตอริโอ PVF ส่วนใหญ่เป็นแบบอะแทคติกแต่สิ่งนี้ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อจุดหลอมเหลว อย่างมีนัยสำคัญ ฟิล์ม PVF อะแทคติกเชิงพาณิชย์แสดง จุดสูงสุด ของจุดหลอมเหลวที่ 190 °C ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

เฟสการเปลี่ยนผ่านหลายเฟสเกิดขึ้นต่ำกว่าจุดหลอมเหลวโดยส่วนใหญ่อยู่ที่T ที่ต่ำกว่า ตั้งแต่ -15 ถึง -20 °C และที่T ที่สูงขึ้น ในช่วงอุณหภูมิ 40 ถึง 50 °C ^{[ 6 ]}

PVF ไม่ละลายในตัวทำละลาย ทั่วไปที่อุณหภูมิ ต่ำกว่า 100 °C เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น PVF จะละลายได้ในตัวทำละลายขั้ว ( เช่น เอไมด์คีโตนเป็นต้น) ที่อุณหภูมิ ห้อง ฟิล์ม PVF ทนต่อทั้งกรดและเบสรวมถึงของเหลวประเภทอะลิฟาติกอะโรมาติกและแอลกอฮอล์^{[ 3 ]}

ความเสถียรทางความร้อนของ PVF ดีกว่าโพลิเมอร์ไวนิลเฮไลด์ อื่นๆ โดยมีการรายงานการแตกของโครงสร้างหลักและ การสูญเสีย HFในบรรยากาศเฉื่อยที่อุณหภูมิ 450 °C ในขณะที่ในอากาศการ สูญเสีย HFเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 350 °C ^{[ 4 ]}

เนื่องจาก PVF มีเสถียรภาพทางความร้อน ที่ยอดเยี่ยม จึงปลอดภัยกว่าPVC มาก ซึ่งเสื่อมสภาพได้ง่ายกว่า หาก PVF เสื่อมสภาพ จะเกิด กรด HF ที่มีปฏิกิริยาสูง แต่จะถูกดูดซึมเข้าสู่วัสดุโดยรอบอย่างรวดเร็วและสลายไป^{[ 7 ]}

โมโนเมอร์ VF นั้นติดไฟได้และมีปฏิกิริยาสูง ก่อให้เกิด ส่วนผสม ที่ระเบิดได้กับอากาศและจัดอยู่ในประเภท "อาจเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ " ^{[ 7 ]}

PVF ไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางผิวหนัง หรือ ผลกระทบที่เป็นพิษ ใดๆ แม้ว่าหลังจากสัมผัสมากเกินไปจะ ทำให้ ปริมาณฟลูออไรด์ ใน ปัสสาวะเพิ่มขึ้นก็ตาม การให้ความร้อนสูงเกินไปกับผลิตภัณฑ์ PVF อาจส่งผลให้เกิดปฏิกิริยากับสารเติมแต่ง เช่นเม็ดสีหรือสารตัวเติม ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงเพิ่มเติมได้ สูตรบางอย่างของ ฟิล์ม Tedlar อาจมี สารประกอบ โลหะหนักซึ่งอาจมีอยู่ในฝุ่นที่เกิดจากการดำเนินการรอง (เช่นการขัด ) ^{[ 7 ]}

การตกแต่ง PVF ภายนอกและภายในไม่ได้ก่อให้เกิดอันตรายเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฟไหม้ในอาคารที่อยู่อาศัยและอาคารอุตสาหกรรม เนื่องจากคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้ของวัสดุก่อสร้าง อื่นๆ นั้น อันตรายกว่ามาก^{[ 7 ]}

การใช้งานหลักของ PVF คือการเคลือบ ป้องกันและตกแต่ง เนื่องจากมีเสถียรภาพทางความร้อนและความเฉื่อยต่อสารเคมี สารกัดกร่อนและสารทำให้เกิดคราบการใช้งาน PVF มีสองวิธี คือ ในรูปฟิล์มสำเร็จรูป ( การเคลือบ ) หรือจากการกระจายตัว ( การเคลือบ ) การเคลือบ เหล่านี้ สามารถโปร่งใสหรือมีสีได้^{[ 4 ]}

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไพรเมอร์ PVF ใช้เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของสี ในขณะที่ใน อุตสาหกรรม วิศวกรรมการบินและ อวกาศ ฟิล์ม PVF จะถูกนำไปใช้กับถุงฉนวน ที่มี ใยแก้วซึ่งใช้กับผนังภายนอกของเครื่องบินในพื้นที่บรรทุกสินค้าและท่ออากาศ^{[ 4 ]}

ฟิล์มPVF โปร่งใสที่อยู่ด้านบนของเซลล์แสงอาทิตย์จะช่วยป้องกันความชื้นในขณะที่ฟิล์มสีขาวจะถูกใช้ที่พื้นผิวด้านล่าง^{[ 4 ]}

ฟิล์ม PVF ไม่เกาะติดกับเรซินฟีนอลอะคริลิกและอีพ็อกซีจึงสามารถใช้เป็นฟิล์ม ปลดปล่อยได้ โดยปกติ ^จะ ใช้ในการประมวลผล เรซินเหล่านี้ที่อุณหภูมิสูง[ ^{4 ]}

• ไวนิลฟลูออไรด์
• พีวีซี ( โพลีไวนิลคลอไรด์ )
• PVDF ( โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ )
• PTFE ( โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนหรือ เทฟลอน)

• โพลีไวนิลฟลูออไรด์ (PVF)