Параўнанне каразійнай стойкасці PTFE і PVDF

І ПТФЭ (политетрафторэтилен), і ПВДФ (поливинилиденфторид) з'яўляюцца фторпалімерамі, якія валодаюць выдатнай устойлівасцю да хімічнай карозіі дзякуючы атамам фтору ў іх малекулярнай структуры. Аднак іх каразійная стойкасць значна адрозніваецца, перш за ўсё з-за адрозненняў у малекулярнай структуры, утрыманні фтору і фізічных уласцівасцях. Ніжэй параўноўваецца іх каразійная ўстойлівасць па розных вымярэннях:

Рулонны ліст AHD PTFE

I. Малекулярная будова і асноўныя ўласцівасці

ПТФЭ: асноўны малекулярны ланцуг складаецца з чыстых вуглярод-вугляродных сувязей (-CC-), прычым кожны атам вугляроду злучаны з двума атамамі фтору (-CF₂-CF₂-), утвараючы вельмі сіметрычную спіральную структуру. Атамы фтору цалкам заключаюць вугляродны ланцуг, утвараючы для абароны «фторную абалонку». Ён мае высокае ўтрыманне фтору, амаль не мае адкрытых палярных груп і надзвычай высокую хімічную стабільнасць. Ён таксама мае высокую кристалличность.

PVDF: асноўны малекулярны ланцуг утрымлівае групы -CH₂- і -CF₂-, якія чаргуюцца (структура: -(-CH₂-CF₂-)ₙ-). Ён мае нізкае ўтрыманне фтору і больш нізкую кристалличность. Некаторыя атамы вадароду аголеныя, дэманструючы слабую палярнасць, што прыводзіць да крыху ніжэйшай устойлівасці да карозіі.

II. Параўнанне ўстойлівасці да звычайных агрэсіўных асяроддзяў

1. Моцныя кіслоты (напрыклад, саляная кіслата, серная кіслата, азотная кіслата)

Ліст PTFE: устойлівы да ўсіх канцэнтрацый і тэмператур (уключаючы тэмпературу кіпення) салянай кіслаты, разведзенай/канцэнтраванай сернай кіслаты (≤98%) і дымячай азотнай кіслаты (≤90%), без набракання або карозіі, і можа выкарыстоўвацца ў працяглы час пры тэмпературах вышэй за 200 ℃.

Ліст PVDF: добрая ўстойлівасць да разведзеных кіслот (напрыклад, ≤37% салянай кіслаты, ≤98% сернай кіслаты) і азотнай кіслаты пры пакаёвай тэмпературы (≤65%); аднак ён можа павольна набракаць пад уздзеяннем канцэнтраваных кіслот (напрыклад, ≥90% азотнай кіслаты) або высокіх тэмператур (>100 ℃), і яго механічныя ўласцівасці будуць зніжацца пры працяглым кантакце (напрыклад, канцэнтраваная саляная кіслата пры 150 ℃).

2. Моцныя асновы (напрыклад, гідраксід натрыю, гідраксід калію)

PTFE: Цалкам устойлівы да любых канцэнтрацый і тэмператур (уключаючы расплаўлены стан) моцных асноў (напрыклад, 50% NaOH, KOH), без рэакцыі.

PVDF: ён мае добрую ўстойлівасць да разведзеных шчолачаў (напрыклад, ≤50% NaOH) і канцэнтраваных шчолачаў пры пакаёвай тэмпературы (напрыклад, 98% KOH); аднак ён можа пакутаваць ад каразійнага расколіны пад напругай (SCC) пры высокай тэмпературы (>120 ℃) і высокай канцэнтрацыі шчолачаў (напрыклад, 30% NaOH), і асабліва схільны да далікатнасці пры расцягваючым напружанні.

3. Арганічныя растваральнікі

ПТФЭ: амаль не раствараецца ні ў адным арганічным растваральніку (уключаючы араматычныя рэчывы, галагенаваныя вуглевадароды, кетоны і г.д.), мала раствараецца ў вельмі невялікай колькасці рэчываў, такіх як перфтораэфіры, пры высокіх тэмпературах (>300 ℃).

PVDF: добрая ўстойлівасць да непалярных растваральнікаў (такіх як алканы і масла); аднак ён лёгка набракае або раствараецца ў палярных арганічных растваральніках, напрыклад: Пры пакаёвай тэмпературы: ацэтон (лёгкае набраканне), дыхларметан (абмежаванае набраканне); Пры высокіх тэмпературах (>80 ℃): диметилсульфоксид (DMSO) і N-метилпирролидон (NMP) могуць растварыць яго.

4. Акісляльнікі і галагены

PTFE: Устойлівы да моцных акісляльнікаў (такіх як канцэнтраваная азотная кіслата і перакіс вадароду) і галагенаў пры высокіх тэмпературах, бурна рэагуе толькі з расплаўленымі шчолачнымі металамі (напрыклад, Na і K) або газападобным фторам.

ПВДФ лёгка акісляецца і руйнуецца ў моцных акісляльных асяроддзях (такіх як высокатэмпературная канцэнтраваная азотная кіслата і азон), што прыводзіць да паверхневых расколін; ён рэагуе з галагенамі (Cl₂, Br₂) пры высокіх тэмпературах з адукацыяй галагенідаў.

III. Уплыў тэмпературы

Стрыжань з ПТФЭ: доўгатэрміновая рабочая тэмпература -200~260 ℃. Ён пачынае раскладацца пры тэмпературы вышэй за 300 ℃, але захоўвае сваю каразійную ўстойлівасць да раскладання.

Стрыжань PVDF: доўгатэрміновая рабочая тэмпература -40~150 ℃ (некаторыя мадыфікаваныя маркі могуць дасягаць 170 ℃). Пры высокіх тэмпературах рух малекулярных ланцугоў ўзмацняецца, значна зніжаючы каразійную ўстойлівасць.

IV. Адрозненні ў сцэнарыях практычнага прымянення

ПТФЭ: падыходзіць для экстрэмальных агрэсіўных асяроддзяў, такіх як футроўка хімічных рэактараў, высокатэмпературныя трубаправоды моцнай кіслаты, паўправадніковыя ёмістасці з рэагентамі высокай чысціні і радыяцыйна- і каразійна-ўстойлівыя кампаненты ў ядзернай прамысловасці.

ПВДФ: выкарыстоўваецца ў агульных каразійных асяроддзях, такіх як звычайныя рэзервуары для захоўвання хімічных рэчываў, каразійна-ўстойлівыя ўшчыльненні клапанаў, гальванічныя футроўкі рэзервуараў і фотаэлектрычныя плёнкі для тыльнага ліста (устойлівыя да надвор'я і электралітаў), а таксама з улікам механічнай трываласці і магчымасці апрацоўкі (здольнасць утвараць расплав).

Рэзюмэ

ПТФЭ забяспечвае больш поўную і экстрэмальную каразійную ўстойлівасць, асабліва дасягаючы высокіх тэмператур, моцных кіслот і шчолачаў, арганічных растваральнікаў і акісляльнікаў, што прынесла яму званне "Караля пластмас". PVDF, з іншага боку, дастаткова надзейны ў звычайных агрэсіўных асяроддзях і забяспечвае выдатныя механічныя ўласцівасці, тэхналагічнасць і кошт.

Пры выбары неабходна ўзважыць тып агрэсіўнай асяроддзя, тэмпературу, механічныя патрабаванні і кошт: выбірайце PTFE для экстрэмальных умоў і PVDF для агульнага прымянення.

November 22, 2025