聚偏氟乙烯〔PVDF〕是一种具有优良高温稳固性氟聚合物,其高温性能主要体现于以下角度:
1. 一直使用温度
- PVDF 可于 ‑40 ℃ 至 +140 ℃ 宽温度范围内一直使用,部分资料指出其最高连续使用温度可达 150 ℃。
- 短期〔如热成型、焊接〕可耐受 160–170 ℃,此时材料仍保持较好机械强度。
2. 热稳固性、分解温度
- 于空气中,PVDF 热分解起始温度〔1 % 质量损失〕约为 375 ℃。
- 于惰性气氛〔如氮气〕中,分解温度可升至 约 410 ℃。
- 部分研究通过热重分析〔TGA〕显示 PVDF 于 425 ℃ 仍保持稳固。
3. 熔融、玻璃化转变
- 熔点 一般于 140–172 ℃ 之间,具体取决于晶体形态〔α、β 相〕。
- 玻璃化转变温度〔Tg〕 约为 ‑41 ℃ 至 ‑35 ℃,使其于低温下仍保持韧性。
4. 高温下机械性能
- 于 100–130 ℃ 高温环境中,PVDF 仍能保持 30–70 MPa 拉伸强度,适合管道、阀门承压部件。
- 其 热膨胀系数 约为 50–194 ×10⁻⁶/℃,于温度变化时尺寸相对稳固。
5. 耐热老化、耐化学性
- PVDF 于 90 ℃ 酸性油介质中暴露 7 周后,结晶度反而略有上升,说明其耐热老化性能优良。
- 于高温下仍对大多数酸、溶剂、氧化剂具有优秀耐腐蚀性。
6. 阻燃性、热安全性
- PVDF 为 自熄性 材料,UL 94 防火级为 V‑0,极限氧指数〔LOI〕约 44 %,于高温下不易燃烧且烟密度低。
总结
PVDF 于 ‑40 ℃ 至 150 ℃ 区间内具有可靠热稳固性,短期可承受 170 ℃ 左右高温,分解温度超过 375 ℃,与此同时保持较好机械强度、化学抵抗性。这些特性使其大量用于化工管道、电线护套、滤膜、压电传感器高温或热循环环境。
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