由其優(yōu)異的耐化學(xué)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定的性質(zhì)以及具有極高的壓電/鐵電特性等獨特的物理化學(xué)性能,聚偏氟乙烯(PVDF)已廣泛地在眾多的工業(yè)與高科技領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。通過對其的深入挖掘我們不難發(fā)現(xiàn)其主要的應(yīng)用方向主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 電子與電氣工程
借助對其的合理的應(yīng)用,鋰離子電池的正負(fù)極的粘結(jié)劑、隔膜的涂層等都能有效的提升了電池的循環(huán)壽命與安全性。
- 傳感器與執(zhí)行器:利用其壓電特性制作壓力、濕度、力、觸覺等傳感器,以及超聲波換能器、揚(yáng)聲器等。
- 電磁屏蔽與絕緣:在電線電纜、航空儀表、高頻電子元件中作為絕緣層和屏蔽材料。
2. 能源與環(huán)保
通過將高效的電解質(zhì)載體——太陽能電池引入了DSSC的結(jié)構(gòu)中,有效的提升了其所能的轉(zhuǎn)換效率。
借助對直接甲醇燃料電池(DMFC)的膜材料的深入研究,我們成功的將其所帶來的甲醇的滲透率都給降低了。
憑借將壓電納米發(fā)電機(jī)的獨特優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來,既能從外部的機(jī)械振動、人體的運動等環(huán)境中采集到能量,又能將其轉(zhuǎn)化為有用的電能,從而為微型的無線傳感器的長期工作提供了可靠的能量保障。
3. 化工與工業(yè)設(shè)備
- 耐腐蝕設(shè)備:在化工、石油、核能等領(lǐng)域用于管道、閥門、儲罐內(nèi)襯,耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有機(jī)溶劑。
- 超純水系統(tǒng):用于半導(dǎo)體、微電子行業(yè)的超純水輸送管道,防止離子析出。
4. 建筑與結(jié)構(gòu)
- 建筑涂層:室外墻面、屋頂?shù)姆栏⒛秃蛲繉?,具備抗紫外線、耐洗刷和耐高低溫性能。
復(fù)合材料這類物質(zhì),常常會和金屬或者其他類型的聚合物搭配在一起,被應(yīng)用在建筑面板、工業(yè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。
5. 生物醫(yī)學(xué)與制藥
- 醫(yī)用縫線與植入物:因其生物相容性,用于外科縫合線、疝氣修復(fù)網(wǎng)、血管移植物等。
- 組織工程:在骨再生、神經(jīng)修復(fù)、傷口愈合等過程中作為支架材料。
基于賦予壓電材料的“感知”和“記憶”功能,將其與微納技術(shù)的有機(jī)合體,不僅能實現(xiàn)對藥物的精準(zhǔn)的“送達(dá)”還能對人體的生理信號“聽”“說”,從而實現(xiàn)了藥物的“智慧”控釋和人體的“智慧”監(jiān)測。
6. 交通運輸與航空航天
采用將多層的高性能的PVDF薄膜作為汽車的車身外飾手段,使其具有了色彩持久、耐化學(xué)腐蝕的表面,極大的提高了汽車的裝飾性和保護(hù)性。
- 航空部件:在飛機(jī)導(dǎo)線絕緣、密封件、熱屏障中應(yīng)用,滿足輕質(zhì)、耐高溫要求。
7. 日常與消費品
- 食品包裝與炊具:符合FDA標(biāo)準(zhǔn),用于不粘鍋涂層、食品容器等。
- 紡織品與書寫工具:作為疏水涂層、筆尖多孔材料等。
綜上,PVDF憑借其多功能的物理化學(xué)特性,在能源、電子、化工、醫(yī)療、建筑等關(guān)鍵行業(yè)扮演重要角色,并且隨著材料改性技術(shù)的進(jìn)步,其在新興領(lǐng)域的應(yīng)用仍在不斷拓展。
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