电池隔膜的成本一般占整个电池成本的20~30%,如果能够研发出成本低,工艺简单,孔径适中,孔隙率高,有足够机械强度和优良性能的微孔聚合物隔膜和非织造腊,有利于提高电池的综合性能和降低成本。聚偏氟乙烯(PVDF)中由于碳氟键(-C-F-)键能较强,并且每两个氟原子包围着一个碳原子,使得碳原子不容易与其它原子反应,因此,聚偏氟乙烯的化学性质较稳定,此外,聚偏氟乙烯成膜后的机械性能较好,并可以溶于许多有机溶剂中,被认为理想的膜材料。聚偏氟乙烯其聚合物链段上交替排列的CH2和CF2基团又赋予PVDF独特的极性并影响了材料的溶解性和介电性能。上海离岸管道级聚偏氟乙烯技术指导
FL2608特征共聚物,低粘度,应用制品,外形白色半透明颗粒,项目典型值FL2608试验方法,物理性质密度(g/cc)(g/10min),230℃,ASTMD1238熔体粘度(Kps)6~9剪切速率1001/s,ASTMD3835水含量(%)(Time24hr)≤(cm/cm)(Da)250,000~280,000GPC,DMF,ISO16014特性粘度(dl/g)℃,DMAC分子量分布()(MPa)600~()(MPa)800~()(MPa)()(MPa)(%)(%)200~60050mm/min,ASTMD638硬度,ShoreD()70~75ASTMD2240悬臂梁冲击强度,缺口(℃)(J/m)100~150NotchedV10mmASTMD256热性能熔点(℃)158~166ASTMD3418结晶温度(DSCpeak)(℃)115~130ASTMD3418玻璃化转变温度,Tg(℃)(℃)330~3501%(℃)90~105ASTMD1525热变形温度()(℃)50~60Afterannealing150℃,16hASTMD648电气性能表面电阻(ohm)≥,After2min—500VASTMD257电阻率(ohm·cm)≥,After2min@23℃ASTMD257介电强度(℃)(KV/mm)20~25ASTMD149介电常数(1kHz,23℃)()V-0UL94氧指数()44%ASTMD2683。上海离岸管道级聚偏氟乙烯技术指导偏氟乙烯也能辐射聚合,可免去聚合物受引发剂和其他组分的污染,所得的聚偏氟乙烯熔点达175°C 。
所以说,如果在浸没沉淀法中,想得到比较多的各向异性或非对称的微孔,是需要加入一些助剂,通常这些助剂有:PVP、PEG等。蒸发助热致相分离(TAEPS)制备PVDF微孔膜,可以分为下面几个步骤:将聚合物按一定配比,配制成溶液,在一定温度下溶解,搅拌,相称均一、稳定的溶液:将溶液均匀的涂布在一块干净的玻璃板或钢板上,用与第一步相同的温度加热;将涂布好玻璃板或钢板放入烘箱中,通过保持一定的温度,蒸发出溶剂,蒸发助热致相分离法(TAEPS)在使用过程中,玻璃板或钢板的温度,烘箱保持的温度,膜的厚度等都是影响微孔膜的重要因素。TAEPS是一种新型的制备微孔膜的方法,这种方法步骤简单,避免浸没沉淀法和热致相分离法制备薄膜的繁琐性和局限性,也是PVDF微孔膜工业化的成本更为低廉。
聚偏氟乙烯(PVDF)具有多种晶型,其中比较多见的是a晶型、β晶型、γ晶型、δ晶型用。它们形成的条件不同,又可以在不同的条件下相互转化,例如:热、电、辐射和机械以及磁场等的作用。a晶型是一种较为常见的晶型,无论是在熔融过程中还是聚合过程中都会形成。主要是通过在一定的温度下给予特定的降温速度,便可以形成a晶型。而若要得到比较完善的a晶型,就必须有足够高的结晶温度,或者过冷程度,也就是结晶熔点和结晶温度之差,足够小。这样才能使得结晶速度快,得到的分子链才能排列整齐I5。由于a晶型是通过给予一定的降温速率得到的,所以从热力学上看,a晶型也是一种相对稳定的晶型。PVDF树脂不吸湿,加工前不必干燥处理。
与浸没沉淀法相比,热致相分离法(TIPS)有如下几个优点:热致相分离法中的相分离是通过热交换进行的,比较迅速,而不是浸没沉淀法中存在于溶剂非溶剂的交换;另外,在浸没沉淀法中,由于存在溶剂和非溶剂的交换,会导致部分溶剂参与凝胶,影响微孔膜空隙的产生,导致微孔膜孔隙率下降。在热致相分离法中,还可以通过冷却时间,冷却温度来控制微孔膜结构。并且萃取得到的溶剂不需要纯化,可以直接二次使用,也不需要像浸没沉淀法一样,加入许多非溶剂。加工PVDF树脂可使用聚氯乙烯和聚烯烃的加工设备,其材质不必是不锈钢。上海离岸管道级聚偏氟乙烯技术指导
PVDF化学稳定性:在室温下,不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀,对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定。上海离岸管道级聚偏氟乙烯技术指导
不管是热致相分离法(TIPS)还是浸没沉淀法(NIPS),在制备方法和晶体结构等方面都存在--些缺陷。如:热致相分离法制备PVDF微孔薄膜时,由于PVDF的结晶性能,形成的晶核聚集成球晶,这样球晶容易形成含有球晶的微孔结构,由于球晶都呈规则的球形,所以在球晶之间就会形成较大的空洞"1。而浸没沉淀法制备PVDF微孔薄膜时,以DMF为溶剂,就会在薄膜的上表面形成大而短的指状孔"7,而在薄膜的下层,就会形成众多球晶的堆积的球晶聚集层",而以DMAC为溶剂的时候,形成的几乎是横穿整个薄膜的指状孔9,而以TEP为溶剂时,在薄膜表面形成树枝状晶体,在断面是球晶的堆积层20。上海离岸管道级聚偏氟乙烯技术指导
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