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公开网络
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时间 :
2023-09-25
氟塑料 | ETFE和PVDF的主要区别对比
ETFE和PVDF同属于氟树脂，二者具有类似的结构，那么，它们有哪些异同呢？
化学结构对比
PVDF和ETFE分子结构很类似，均含有—CH2—和—CF2—基团，但是二者的排列方式不一样，PVDF分子是—CH2—和—CF2—交替排列，而ETFE分子是—CH2—CH2—和—CF2—CF2—交替排列，因此PVDF聚合物的基础单元是—CH2—CF2—，而ETFE的基础单元是—CH2—CH2—CF2—CF2—。
PVDF和ETFE结构式对比
性能对比
外观性状：PVDF和ETFE在外观性状上相差不大，ETFE一般为半透明颗粒或白色粉末，PVDF一般为半透明或白色粉体或颗粒。
熔点：分子结构的高度交替使得ETFE具有很高的分子刚性和结晶度，其玻璃化温度、熔点均高于PVDF。PVDF熔点一般在150℃~185℃之间，而ETFE纯树脂的熔点大多在260~280℃之间，高度交替的ETFE树脂熔点可达到310℃。
玻璃化温度：分子结构的高度交替使得ETFE具有很高的分子刚性和结晶度，其玻璃化温度高于PVDF。
热稳定性：PVDF和ETFE在较高温度下均会发生分解，二者分解温度差约40℃。ETFE在340℃以上会分解，主要产物是低聚物，PVDF在300℃以上会分解，分解产物主要是HF、氟碳有机化合物等。
长期使用温度：ETFE长期使用温度为-70~150℃，低于大部分氟树脂（PTFE、FEP等），PVDF长期使用温度在-40℃~150℃之间。
阻燃性：PVDF和ETFE在空气中均不燃烧，但PVDF比ETFE的阻燃性更好，PVDF极限氧指数为44，而ETFE为30~31。
溶解性：室温条件下，PVDF能在丙酮、四氢呋喃及很多酯类等极性有机溶剂中溶解，而ETFE在较高温度下才在少数溶剂（如己二酸二异丁酯）中溶解。
介电性：ETFE是良好的电介质材料，介电常数比较低，基本不受频率影响，在2.5-2.6之间，在10GHz频率下介电常数仍接近2.3，介电损耗很低，但会随着频率上升而增加。PVDF介电常数相对来说比较高，可达到6~8，介质损耗角正切也比较大，在0.04~0.2之间，体积电阻率较低，具有压电性和热电性。
机械性能：PVDF在一定温度和压力下仍能保持较好的强度，拉伸强度高，抗冲击性能好，韧性好、硬度大，耐磨性也特别好，抗蠕变性能是氟树脂中最好的之一；ETFE是最强韧的氟塑料，机械韧性、模量、拉伸强度、耐蠕变性能均优于PTFE、FEP、PFA，抗蠕变性能由于FEP和PTFE，室温下拉伸强度可达46MPa，断裂拉伸率可达300%，整体上ETFE抗冲击强度和伸长率高于PVDF。
合成方法对比
PVDF和ETFE的合成方法也有所差异。
从单体上来看，PVDF的单体主要是VDF，也包括其他改性单体（如HFP、CTFE、TFE），ETFE的单体主要是TFE和乙烯，改性单体包括全氟甲基乙烯基醚、全氟正丙基乙烯基醚、全氟乙基乙烯、全氟丁基乙烯和全氟正己基乙烯等。
从聚合方式来看，PVDF主要的聚合方式有乳液聚合和悬浮聚合。PVDF的乳液聚合反应机理是VDF单体在引发剂的作用下聚合成颗粒，在乳化剂作用下形成稳定的乳液，悬浮聚合反应机理是VDF单体在搅拌和分散剂共同作用下，以液滴形式悬浮在介质中，在引发剂作用下发生聚合，沉淀出固体粒子。
乙烯和四氟乙烯的共聚是自由基聚合，可采用辐照引发、等离子引发和引发剂引发等方式，现阶段国内外制备ETFE多采用引发剂引发。四氟乙烯和乙烯可在水相、 非水相和混合相共聚制备ETFE。水相聚合常常使用含氟表面活性剂和无机过氧化物为引发剂，非水相聚合可用氟碳化合物为溶剂和过氧化物为引发剂，并加入链调节剂来控制共聚物的平均分子量；混合相中共聚时，水作为传递介质而分散在非水溶剂相中，而单体和引发剂则溶解于非水溶剂相中。
PVDF工艺流程示意图
ETFE工艺流程示意图
应用领域对比
由于性质上的差异，PVDF和ETFE的应用领域也有所不同。ETFE、PVDF均可应用在建筑、能源、化工、电子、制药、食品等行业中。
ETFE比较典型的应用是在建筑和电线电缆领域。相较玻璃等常见透明建筑材料，ETFE薄膜具有更高的透光率、更薄的厚度、更好的变形吸收能力与更强的抗冲击与自洁能力，使其在建筑屋顶及墙体领域应用场景不断拓展；ETFE综合性能比较优越，但长期使用温度仅为150℃，在高速电子辐照下，ETFE分子可形成交联，高温机械性能大幅提高，连续使用温度可达200℃，而且还很轻，密度明显小于PTFE、PFA及FEP，加之X-ETFE的强度较高，其绝缘厚度可以适当降低一点，这样相比其他材料在同等质量情况下，电缆的重量要比同等产品轻得多，所以X-ETFE在电线电缆中得到广泛适用。
PVDF最突出的应用是在锂电池和涂料领域。由于PVDF具有优秀的化学稳定性和耐腐蚀性，可有效抵抗极性有机溶剂电解液的侵蚀，同时具有较好的粘结性能，因此在锂电池正极粘结剂中被广泛使用，而且尚无合适的替代品，目前占比可达90%；涂料是PVDF第二大应用领域，PVDF制成的涂料耐氧化和光学降解，不褪色，可经受空气、水、霉、酸碱、盐雾等的侵蚀，使用寿命超过30年，无需保养，具有很高的性价比，是建筑物外墙、屋顶及各种建材的理想装饰材料。
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