VDF基氟聚合物的发展历史
世界上第一个PVDF专利来自杜邦公司,1955年Pennwalt(现Arkema)公司购买了该专利,并于1961开始在其中试公司内商业化。1965年,涂料用PVDF商品 Kynar®500 和工业用 Kynar®460分别上市,这是目前能查到的最早PVDF商品。
而最早的商业化VDF基共聚物则是氟橡胶,主要是VDF与六氟丙烯(HFP)或三氟氯乙烯(CTFE)共聚物经交联得到弹性体。
20世纪80年代,阿科玛和苏威公司实现了VDF基热塑性氟树脂的商品化,之后随着世界经济的高速发展,氟聚合物的需求不断增加。通过向PVDF树脂中添加TFE、CTFE、HFP、TrFE等含氟单体,改变聚合物的熔融性、玻璃化转变温度、结晶性、耐老化、耐腐蚀等性能,各种VDF共聚物被相继开发出来。
P(VDF-co-CTFE)共聚物
P(VDF-co-CTFE)共聚物是上世纪50年代因军事用途而开发的一种含氟聚合物,1955 年左右由 Kellog 公司实现了商品化,牌号为Kel® F trademark。
通过调节CTFE的含量,可以调整共聚物的玻璃化转变温度,使其介于PVDF(-40 ℃)和 PCTFE(45 ℃)之间。由于CTFE单体的引入,该共聚物的结晶度非常低,具有更好的韧性,因此特别适合石油开采(海底和陆上)或者天然气开采的流体输送管道的内衬,对管道起到良好的保护作用。
P(VDF-co-TrFE)共聚物
P(VDF-co-TrFE)压电材料经特殊加工后,可以用来制作换能器、水听器、医用超声成像、扬声器、麦克风、热释电传感器、压力传感器、应变传感器、振动控制、加速度传感器、捕能系统、新型不易失存储器等,在国防、环境、农业、工业监测和控制、建筑物自动控制、安全和财产跟踪等领域发挥着独特作用。
P(VDF-co-HFP)共聚物
VDF与HFP按不同比例共聚,可以形成弹性体或者热塑性树脂。科慕公司的Viton®氟橡胶、3M公司的Fluorel®氟橡胶,以及阿科玛公司的Kynar®热塑性树脂和索尔维公司的Solef®热塑性树脂,都属于这一类共聚物。
后语
VDF还可以与其他众多含氟单体共聚而获得一系列热塑性共聚物,本文篇幅有限,没有一一列举。但是PVDF改性能较好地提升聚合物各方面的性能,从而扩展其应用领域,具有重要的研究意义。
目前国内的VDF基聚合物主要以PVDF和VDF基氟橡胶的生产为主,商业化品种相对较少,产品结构比较单一,难以满足不同领域对氟树脂的多样化需求。加大VDF基共聚物的开发与应用研究,将是我国氟材料转型升级,实现国产化的必由之路!