阿科玛KynarPVDF(聚偏二氟乙烯)以其非凡的易加工性,耐化学性和耐久性而享誉全球。阿科玛是全球唯一在北美、欧洲、亚洲生产PVDF树脂的供应商,在主要市场区域进行生产。不断加大投资,旨在为客户提供全球化的供应和本地化的服务。
卓越性能
Kynar氟聚合物因其出色的性能而被世界各地的最终用户青睐:
出色的耐光照/紫外线性能
非凡的耐化学性(可耐受广泛的腐蚀性化学品)
耐辐射性
优异的阻燃性和抑烟性
易于加工,易于焊接和拼接等加工处理
满足最苛刻应用条件的超高纯度
极高的电化学稳定性
优异的耐磨性
耐高温:RTI℃
KynarPVDF聚合物被认为是极易加工的氟聚合物,几乎不需要专门的设备。有一个非常宽的“加工窗口”(熔化温度和降解温度相差很大)。
丰富的产品组合
KynarPVDF均聚物系列(标准白和超白)
KynarFlexPVDF共聚物系列
KynarFlex和KynarADX粉末涂料树脂
Kynar和KynarAquatec建筑涂料树脂
KynarPGMTR多层结构膜
KynarFlex,KynarADSII和KynarSLII溶液涂料树脂
混合物:导电、高模量、着色、低收缩、阻燃性
一、物理和机械性能
丰富的KynarPVDF和KynarFlexPVDF树脂规格使设计人员可以灵活选择刚性或柔性材料进行加工。KynarPVDF树脂具有出色的耐磨性,适合用作泵及管路材料,还用于生产薄膜、单丝和软管。KynarPVDF树脂具有优异的耐紫外线性能,请联系阿科玛技术聚合物代表,了解详细信息。下面“KynarPVDF均聚物树脂规格”和“KynarPVDF共聚物树脂规格”列出了Kynar和KynarFlexPVDF氟聚合物树脂的典型特性(包括出色的抗弯曲性能和抗拉伸蠕变性能)。
强度及柔韧性
Kynar和KynarFlexPVDF树脂具有出色的抗拉伸性能和耐冲击性能。某些规格在环境温度下屈服拉伸强度为35--55MPa(5,-8,psi),无缺口冲击不断裂。如下图1和2所示,KynarPVDF树脂在较大温度范围内能保持稳定的拉伸性能。
图1:不同KynarPVDF规格的拉伸模量与温度的关系
图2:不同KynarPVDF树脂规格在20%应变下拉伸强度与温度的关系
抗弯曲蠕变性
与屈服拉伸强度为15--55MPa(2,-8,psi)的多数热塑性塑料和其他氟聚合物相比,KynarPVDF树脂具有优异的抗拉伸蠕变性和抗疲劳性。图3显示了KynarPVDF树脂在高温下具有优异的长期抗弯曲蠕变性能,适用于耐高载荷的应用领域。同样的,该图也表明KynarPVDF均聚物树脂具有优异的短期抗弯曲蠕变性及耐载荷性能。
图3:KynarPVDF均聚物树脂在高应力条件下的弯曲蠕变与时间及温度的关系
热稳定性
KynarPVDF树脂具有极高的热稳定性,详见如下“KynarPVDF均聚物树脂规格”和“KynarPVDF共聚物树脂规格”。KynarPVDF树脂长时间暴露在℃(℉)下的空气中重量不会减轻。KynarPVDF树脂连续10年暴露在℃(℉)下的空气中不会出现氧化或热力学降解。试验中KynarPVDF树脂样品的RTI为℃。图4:热失重分析(TGA)温度-重量变化图表明,以5℃/min(9℉/min)的升温速度在空气中加热至℃(℉),KynarPVDF均聚物树脂始终保持稳定。KynarPVDF树脂在高于℃(℉)条件下会发生热分解。(详细信息和建议,请查阅KynarPVDF材料安全数据表。)纯KynarPVDF树脂的熔融加工窗口很大——从略高于熔点的-℃(-℉),到℃(℉)。KynarPVDF均聚物树脂的加工温度一般为-℃(-℉)。如果在特定条件下,需要采用更高的加工温度,请咨询技术代表,了解更多信息。
KynarPVDF树脂属于极易加工的氟聚合物。KynarPVDF树脂不含任何添加剂,本身具有很好的热稳定性,在不损失机械性能的前提下,KynarPVDF树脂最多可重复加工三次。与大多数热塑性塑料类似,如果加工温度过高、停留时间过长或剪切速率过快,KynarPVDF树脂会发生褪色和降解。请查阅产品安全说明,了解更多信息。
表4说明了各种规格的Kynar和KynarFlexPVDF树脂在--40℃到85℃温度范围内的线性膨胀情况。
图4:Kynar的热失重曲线
表4:线性热膨胀系数(X10-5/C)
结晶度
KynarPVDF树脂的最终结晶度取决于树脂规格和冷却条件:快速冷却(淬火)会阻碍结晶并使晶粒尺寸减小;低于熔点温度下缓慢冷却或加热(退火)会促进结晶并释放应力。另外,退火引起的重新定向会提高KynarPVDF树脂的结晶度,零部件的屈服强度、模量和硬度会提高,同时零部件的长期性能及尺寸稳定性也会有所提高。
抗拉伸蠕变性
KynarPVDF氟聚合物在机械应力或载荷作用下具有很好的刚性和抗蠕变性。KynarPVDF树脂在恒定应力下能够保持很低的拉伸蠕变。例如,在0.69MPa(psi)的应力下,Kynar树脂在℃(℉)的高温下能保持出色的抗拉伸蠕变性。
电性能
KynarPVDF树脂的电性能见如下“KynarPVDF均聚物树脂规格”和“KynarPVDF共聚物树脂规格”部分。KynarPVDF树脂在很宽的温度范围内具有较高的介电强度和出色的机械性能,适用于薄壁绝缘部件和工业用线缆护套。KynarPVDF树脂具有出色的阻燃性和低发烟性,可用于高频数据电缆护套。
耐候性和耐紫外线性能
常年曝晒对KynarPVDF树脂的物理性能的影响极小。见右图长期曝晒测试。
高真空条件下的放气率
KynarPVDF树脂本身具有很低的放气率和成膜压缩性。在高真空条件下,KynarPVDF均聚物树脂的重量损失极低。在℃(℉),5x10-6torr压力下,测得重量损失为13x10-11g/cm2s。
40年佛罗里达曝晒试验——Kynar建筑涂层
共混改性及增强改性
我们提供不同改性规格的KynarPVDF树脂:不同颜色的KynarPVDF树脂(本色、红色、黑色和蓝色等);KynarUHM具有极高的模量和极低的成型收缩率;Kynar黑色材料填充树脂,收缩率2%(和多种聚丙烯产品的收缩率相同);Kynar和KynarC适用于导电型产品应用。
防霉性
KynarPVDF树脂采用美国*用标准B(年6月15日)第号方法检测时无霉菌滋生。
耐臭氧性
臭氧是一种极不稳定的高效氧化剂,KynarPVDF树脂具有出色的耐臭氧性能。请联系富临塑胶,了解相关的信息。
二、KynarPVDF树脂加工指南
挤出
所有KynarPVDF树脂产品均可快速挤出加工,无需添加挤出助剂、润滑剂及热稳定剂。使用标准设备,如加工PVC或聚丙烯的设备就可加工KynarPVDF树脂,无需特殊材质及设备。KynarPVDF树脂通常无需烘干;但烘干可以减少膜、板材、管材挤出过程中的表面缺陷。高粘度聚乙烯(PE)可以用于KynarPVDF树脂加工生产结束后的螺杆清洗。但是,如果螺杆没有清洗干净,残留的PE将会污染之后的生产。另外流延丙烯酸树脂也可用作螺杆清洗,未充填的纯KynarPVDF材料可用作阻燃型KynarPVDF加工后的清洗料。
管材挤出
Kynar和Kynar1是生产化工管路的主要规格。Kynar-02树脂包含低发烟添加剂,主要用于排污管及管件。KynarFlex共聚物可用于对耐冲击性和抗应力开裂性有较高要求的应用。
通常会使用L/D比为24/1,压缩比为3/1的标准螺杆。该螺杆在进料区、过渡区和计量区之间的螺纹分布较均匀。可使用反向螺纹块实现更高的温度和输出稳定性。可使用Maddox螺旋式混炼头,但不建议使用杆式混炼头。需要合理控制挤出机和模具的温度,以获得最优的加工效果。
消除缓流区域及停滞点很重要,这样可以避免KynarPVDF树脂变色。常见的熔体聚积区域包括分流梳、底部切口及其他任何滞留区域。
支架式模头常用于生产KynarPVDF管材。设计时应减少机头存料,精简过程,以避免材料聚积。螺旋式模头应具有类似的结构,以提高熔接线强度。
模头拉伸比(DDR)一般范围为1.3-2.1(面积DDR)或1.05-1.5(外DDR),具体根据成品的尺寸而定。成型段最佳长度取决于管的尺寸、加工条件和材料规格。挤出温度范围为-℃(-℉),具体根据材料规格、管及工具尺寸而定。熔融温度越低,熔体越“坚硬”。当优先考虑产品白度时,可采用较低熔融温度。
通常采用配备实心铜或铜盘的真空定径系统进行管材定径,考虑到材料收缩,定径尺寸可稍大。通用管材加工温度见表2。
KYNARPVDF模具收缩率——表1
软管挤出
管材挤出相关技术参数(设备、加工温度等)同样适用于软管挤出。KynarPVDF均聚物一般可使用标准管路接触定径设备进行定径。软管接触定径ODDDR范围为1.2-1.5。最好采用非接触定径设备对KynarFlexPVDF树脂产品和薄壁软管定径。通用管材加工温度见表2。请联系我们的技术团队,了解有关该工艺的更多信息。
通用加工温度——表2
注塑
标准的注塑设备和模具均可用于加工KynarPVDF树脂。加工过程无需特殊材质设备,但建议对聚合物接触的设备表面进行镀铬或镀镍处理,以避免受蚀损。
关于成型收缩
熔融温度取决于零部件几何尺寸、模具和树脂规格。一般而言,低粘度KynarPVDF共聚物产品适合采用较低的熔融温度和成型温度。KynarPVDF树脂的加工最好采用较大的浇口或侧浇口。为提高零部件品质,需缓慢填充浇口和流道,然后逐渐加大注塑速度,直至螺杆达到切换位置保压。较小的零部件可使用针孔型或分浇口,需要较快的注塑速度和较高的熔融温度。
KynarPVDF树脂在填充过程结束时需要充分通风,否则会发生狄塞尔效应。KynarPVDF树脂是一种结晶度较高的材料,会有一定的收缩率。收缩率是由零部件厚度、流向(由浇口类型和位置决定)和加工条件(见下表1)决定的。由于KynarPVDF树脂具有较高的结晶度,空洞成为注塑过程中面临的一大问题。采用良好的零部件设计方法,可以避免零部件较厚的部分出现空洞。通用注塑温度见下表2。
KYNARPVDF模具收缩率——表3
KYNARPVDF注塑——表4
安全注意事项
KynarPVDF树脂在正常加工条件下是无*无害的。但是,机械故障或人为失误也可能导致其热降解,释放出氟化氢(HF)。必须采取适当的预防措施,以免降解发生时操作人员吸入或接触过量氟化氢。与PVC不同,当移开热源,温度降至正常加工温度时,KynarPVDF树脂就会停止降解。
云母、石棉、玻璃纤维、某些二氧化钛、金属细粉末等添加剂可促使其热降解,因此在加工过程中应谨慎使用。
三、KynarPVDF树脂耐化学性和耐燃料性能
KYNARPVDF氟聚合物的耐化学性
KynarPVDF树脂具有很好的耐化学性,耐绝大多数酸及酸的混合物、弱碱、卤素、卤化溶剂、烃类、乙醇、盐及氧化剂。在室温条件下,KynarPVDF均聚物通常能够耐受pH值为12以下的化学品,而KynarFlexPVDF共聚物通常能够耐受pH值为13.5以下的化学品。
影响耐化学性的因素
许多因素都能对材料的耐化学性产生影响,如暴露时间、化学浓度、极端温度和压力、温度和压力的循环频率、磨损、机械应力等。特定化学品和机械载荷的叠加会引起材料(金属或非金属)应力开裂,宽分子量分布的KynarPVDF树脂能大大提高抗应力开裂性能。
渗透性和附着力等因素会影响涂料的耐化学性,因此,KynarPVDF涂料可能不具有与熔融加工的KynarPVDF树脂完全相同的性能。KynarPVDF液体涂料或粉末涂料的最大使用温度不能超过℃(℉)。但是,如果耐化学性仍然满足要求,使用温度范围可提高到-℃(-℉)。
应用参数
KynarPVDF树脂在特定环境下的应用参数取决于具体应用,和实验室检测或类似环境下的参数不同。因为腐蚀性液体或蒸汽通常是由不同化学品组成的混合物,我们强烈推荐在实际工作条件下进行评估测试。例如,在特定温度下将KynarPVDF树脂置于单一化学品中进行浸泡,不能根据测试结果预测KynarPVDF零部件在多种化学品混合、并有放热反应发生情况下的应用参数。
KynarPVDF均聚物树脂与其他常见塑料在93℃(℉)下的耐化学性比较
KynarPVDF氟聚合物的耐化学性见上图。本图对93℃(℉)下KynarPVDF均聚物树脂与九类化学品接触的表现同其他常见塑料制品进行了比较。评价等级从严重外圈腐蚀到内圈完好(极好的惰性)。
KynarPVDF树脂耐化学等级是基于假定最恶劣条件下长期浸泡的试验结果。
燃油输送及海上采油应用
KynarPVDF和KynarFlexPVDF树脂的应用跨越从油气勘探、开采到运输配送的整个石油供应链。用于海上用柔性管和海底脐带缆、天然气配送管、加油站地下管以及卡车和汽车用燃油管路等应用。
在燃油应用系统里,Kynar和KynarFlexPVDF树脂比金属燃料管路更耐腐蚀,比其他通用塑料的应用范围更广。许多传统材料不适用于新型燃油及混合燃油体系,但KynarPVDF和KynarFlexPVDF树脂可以用于极具腐蚀性的混合燃油体系(如汽油/MTBE混合物、汽油/乙醇混合物、柴油/生物柴油混合物)。
抗渗透性和抗拉强度稳定性
KynarPVDF和KynarFlexPVDF树脂具有出色的尺寸稳定性和极低的吸胀性,对于绝大多数燃料的渗透率极低。与其他材料相比,KynarPVDF树脂能够保持稳定的物理性能,使用寿命更耐久。
下表显示,KynarPVDF和KynarFlexPVDF在多种燃料中浸泡六个月后,仍能保持稳定的拉伸强度。我们还提供用于粘接的KynarPVDF规格,用于多层燃油管路的防护层,粘接PE、PP、TPU、TPE、橡胶和金属等其他材料。
KynarPVDF置于40℃燃料中六个月后的拉伸强度
-C型燃料由甲苯和异辛烷按50/50比例混合而成
-CE10a型燃料含10%的乙醇
-CE85a型燃料含85%的乙醇
-B20型燃料含20%的生物柴油
-名称末尾的“a”表示含有过氧化物和铜离子腐蚀性较强的燃料型号。
四、KynarPVDF氟聚合物系列阻燃性能
KynarPVDF阻燃性能优异,能够满足极其严苛的、其他众多聚合物无法满足的燃烧检测标准。下表列举了特定规格的KynarPVDF树脂能够满足的检测标准。
特定规格的KYNARPVDF树脂能够满足下列检测标准
满足其他的标准:
Kynar-02和Kynar1HD均聚物以及KynarFlex-02共聚物是第一个满足ASTME84关于建筑夹层材料火焰传播及发烟要求的热塑性塑料产品。这类产品的火焰传播速度/烟密度指数低于25/50,满足标准要求。一些KynarPVDF发泡产品的密度为0.03g/cc,指数为10/30,符合ASTME84标准。
按照加拿大ULS.2M88标准检测,Kynar均聚物管材的火焰传播指数为零,烟密度指数为45,符合火焰传播及发烟标准。Kynar-02树脂满足UL斯坦纳隧道试验的要求,火焰传播指数为零,峰值平均光密度为0.02,零值平均光密度为(0,0.02,0)。
Kynar和KynarFlexPVDF树脂满足或超越NFPA(UL电线和电缆改进后的斯坦纳隧道试验标准)要求。KynarPVDF树脂满足更严格的NFPA(限制燃烧应用斯坦纳隧道试验标准)要求。KynarFlexPVDF某些规格还符合UL(建筑夹层光缆通道试验标准)。
按照ASTMD标准检测,KynarPVDF均聚物树脂的氧指数(LOI)为43,即维持聚合物继续燃烧的空气氧浓度为43%。我们还提供LOI接近于%的KynarPVDF规格。KynarPVDF均聚物满足UL94V-0燃烧等级标准。同时涂有Kynar树脂涂层的金属板按照ASTME84隧道试验标准测得火焰传播指数和烟密度指数均为零。
KynarPVDF均聚物树脂和KynarFlex-00、0-01及3-10树脂满足FM4(美国工厂相互保险组织)关于无尘室燃烧及发烟检测标准。因为无尘室发生火灾的经济损失很大,这些标准的目的就是将火焰控制在着火区域内。
KynarFlex-05和KynarSuperFlexPVDF树脂符合FAR(美国联邦航空条例)第25.条有关烟密度和*性的标准。请联系富临塑胶,了解更多信息。
五、KynarPVDF树脂焊接指南
焊接参数
为实现KynarPVDF树脂制品的高质量焊接,必须控制以下三个参数:
温度:限制在规定范围内,使树脂满足适当熔融条件。
压力:避免压力过大,以免熔融树脂溢出焊接接头。
时间:焊接区域需要整体均匀加热(因为材料导热系数低,导热速度较慢)。
达到KynarPVDF树脂的熔融条件后,需缓慢冷却,便于聚合物分子链充分伸展,减小内应力。在制品焊接后12小时内测得的焊缝物理性能(抗拉强度、弯曲强度等)不准确。进行下一次焊接前,应使焊接区域冷却至环境温度。如焊接区域未冷却,则会产生过大内应力,从而导致焊缝变形。为获得高质量的焊缝,必须将焊接表面清理干净。每一次焊接前应将表面处理平整。同时不要使用溶剂擦拭,以免污染扩散。
焊接方法
KynarPVDF树脂制品可采用多种焊接方法,其中最常见、最有效的焊接方法是使用焊条的热熔焊接和热气焊接,另外超声波焊接、热复合焊接、红外(IR)焊接、电熔焊接、电阻加热焊接、旋转焊接、射频焊接法都适用于焊接KynarPVDF树脂制品。
热气焊接
可使用传统气焊设备焊接KynarPVDF树脂制品。我们强烈推荐使用自动控温焊接设备。这种设备可极大地降低由于温度变化而产生不合格焊缝的可能性。满足DeutscherVerbenaFurSchweissenUndVerwandteVerfahrenE.V.(DVS)焊接认证要求的焊缝可定义为合格焊缝。下表所列数值为DVS目前认可的最佳焊接环境条件。
焊接区域应充分通风,以排走焊接过程产生的热量和烟气。避免可能导致焊缝冷却过快的气流、过量空气流动及类似条件。焊接区域必须洁净,特别是能够吸附到焊缝上的颗粒物。
DVS要求的热气焊接条件
*焊嘴主出口内侧5mm所测温度。
**通过焊枪对焊接区域施加的外力。
对接焊
KynarPVDF树脂板材焊接推荐条件见下表。
最佳条件可能与表中所列的条件存在些许差异。表中的焊接/冷却时间是指卷曲板材焊接的推荐时间,因为平板冷却时不容易发生变形,可以在焊接后很短时间内移走平板。
推荐的对接焊条件
*采用Wegener设备加工Kynar。
六、KynarPVDF树脂溶剂溶解性及耐辐照性
满足特殊应用的性能
溶解性
KynarPVDF树脂不易溶解。表1和表2列出了活性和潜在溶剂。一般来说,KynarPVDF树脂不溶于脂肪烃、芳香烃、氯化溶剂、醇、酸、卤素和碱性溶液。由于结晶度较低,KynarFlexPVDF共聚物的溶解性比KynarPVDF均聚物略高。KynarSuperflexPVDF和KynarUltraflexPVDF可高度溶于选定的溶剂。
活性溶剂*——表1
*常温下KynarPVDF树脂在溶剂中可溶解5-10%(重量)。
潜溶剂*——表2
**通常来说,在室温下潜溶剂无法溶解KynarPVDF均聚物树脂或使其大幅溶胀。
***基于乙二醇、二甘醇及丙二醇。
辐照交联
经过交联的KynarPVDF均聚物和共聚物树脂,在高能电子束及伽玛射线辐照下不会发生降解。
交联效果受产品规格和分子量的影响。经过辐照交联的KynarPVDF产品包括热收缩套管和能够耐受℃(℉)持续高温的绝缘线缆。
耐核辐射性能
KynarPVDF氟聚合物的耐核辐射性能非常出色。在50℃(℉)和高真空(10-6torr)条件下接受伽马射线辐射Mrads后,KynarPVDF树脂的抗拉强度基本保持不变。交联的KynarPVDF的耐冲击性和伸长率略有下降。KynarPVDF零部件具有出色的耐核辐射性和耐化学性,是核废料回收工厂的理想选择。
下表3和表4是KynarPVDF均聚物树脂和KynarFlexPVDF共聚物树脂跟据ASTMD,电子束辐射20Mrads后的性能变化。
拉伸模量与辐照剂量(PSI)的变化关系——表3:
最大拉伸强度与辐照剂量(PSI)的变化关系——表4:
七、KynarPVDF树脂行业标准及法规认证
KYNARPVDF树脂法规标准认证
根据CFR(美国联邦法规)第1章第.条,KynarPVDF均聚物树脂可安全用于重复使用接触食品类产品。KynarFlexPVDF共聚物树脂符合第.条要求。KynarPVDF均聚物树脂满足USDA(美国农业部)检验要求,用于制备肉类或禽类制品的加工或存储区域的材料。
KynarPVDF聚物树脂符合“3-ASSI(3A卫生标准有限公司)第2条:用于接触奶制品加工设备的重复使用的塑料材料“。KynarPVDF均聚物和KynarFlexPVDF共聚物树脂符合USPVI(美国药典VI类)。KynarPVDF均聚物树脂满足NSF61(美国国家卫生基金会)饮用水标准、NSF-51食品设备标准和NSF-14管道系统部件标准。
KynarPVDF均聚物和共聚物树脂还满足FDA第.条,作为辅料用于聚烯烃母粒,使用量可达1%。请联系富临塑胶,了解符合上述法规标准的KynarPVDF均聚物和共聚物规格。
KYNAR和KYNARFLEXPVDF一些规格符合下列法规标准
水处理应用
KynarPVDF树脂一直是半导体和制药行业高纯水输送材料的理想之选。KynarPVDF管、阀、管件、软管、龙头、喷嘴及滤膜可用于18meg-ohmDI水和注射用水(WFI)的加工。KynarPVDF树脂已逐渐成为饮用水过滤的常用材料,这类应用需要满足NSF-61标准,同时能够在氯含量较高或经过臭氧等强氧化剂消*过的水中长期使用。KynarPVDF中空纤维滤膜应用于废水处理及饮用水处理。
KynarPVDF树脂还具有以下优点:耐℃高温蒸汽处理;符合ASTME84第25/50类要求(某些规格);易焊接;耐磨性好;符合FDA第21章、CFR(美国联邦法规)第1章第.条规定。