?聚偏氟乙烯〔PVDF〕是一種性能很好含氟聚合物,因其優(yōu)秀耐化學(xué)性、抗紫外線老化性、機(jī)械強(qiáng)度還有壓電/鐵電特性而被大量采用。擠出成型是 PVDF 最常用加工方法,適用于生產(chǎn)管材、板材、薄膜、型材及涂層連續(xù)長度制品。
??? PVDF 擠出成型工藝要點
1. 工藝流程
PVDF 顆粒通過單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)被加熱至熔融狀態(tài)〔通常熔融溫度于 180–240?℃之間〕,隨后熔體被推送通過特定形狀口模,形成所需截面形狀。擠出后通過風(fēng)冷、水噴霧或水浴方式快速冷卻固化。
2. 關(guān)鍵參數(shù)
- 溫度控制:熔體溫度需控制于 PVDF 分解溫度以下〔約 320?℃〕,避免降解。
- 螺桿設(shè)計:常用漸變式或突變式螺桿,確保物料均勻塑化。
- 拉伸、取向:于擠出過程中或后續(xù)拉伸工序中,可通過定向拉伸促使 PVDF 從非極性 α 相向極性 β 相轉(zhuǎn)變,從而提升壓電性能。
3. 可制備產(chǎn)品形態(tài)
- 管材、管道配件:用于化工、超純水輸送系統(tǒng)〔PVDF 管道可運輸超純水〕。
- 薄膜、片材:通過平擠或吹膜方式生產(chǎn),可用于建筑保護(hù)膜、壓電傳感器。
- 型材、涂層:如電線護(hù)套、閥門襯里、建筑用型材。
?? 材料特性、擠出后性能調(diào)控
- 晶體相變:擠出過程中拉伸、冷卻速率會影響 PVDF 晶體形態(tài)〔α、β、γ 相〕,其中 β 相是引發(fā)壓電效應(yīng)關(guān)鍵。固態(tài)擠出或后續(xù)拉伸可促進(jìn) α→β 相轉(zhuǎn)變。
- 復(fù)合改性:于 PVDF 中加入納米填料〔如碳納米管、PZT 陶瓷〕可通過共擠出來提升介電常數(shù)、壓電輸出。
?? 典型用途行業(yè)
- 化學(xué)工業(yè):耐腐蝕管道、閥門、泵體。
- /電器:壓電薄膜傳感器、驅(qū)動器、電纜不導(dǎo)電層。
- 建筑、光伏:抗老化涂層、太陽能背板膜。
- 醫(yī)療、生物:高純度導(dǎo)管、過濾膜。
?? 加工注意事項
- PVDF 吸濕性較低,但仍建議于加工前對粒料進(jìn)行干燥〔通常 80–100?℃、2–4?小時〕,避免氣泡引發(fā)。
- 擠出模具流道應(yīng)光滑、無死角,減少熔體滯留導(dǎo)致熱分解。
- 若需獲得高壓電性能,往往要于擠出后附加極化處理〔如高壓電場極化〕。
PVDF 擠出成型技術(shù)成熟,能夠適應(yīng)許多截面形狀、連續(xù)化生產(chǎn)需求,通過調(diào)整工藝參數(shù)、后續(xù)處理,可滿足從結(jié)構(gòu)件到功能性器件各類用途。
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