موضوع مقاله: پلی‌وینیل فلورید | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پلی‌وینیل فلورید | مقدمه: پلی‌وینیل فلوئورید (PVF) یا –(CH2CHF)n– یک ماده پلیمری است که عمدتاً در پوشش‌های کاهنده اشتعال‌پذیری فضای داخلی هواپیما و صفحات پشتی ماژول فتوولتائیک استفاده می‌شود. | ## بخش 1: پلی‌وینیل فلورید | پلی‌وینیل فلوراید یک فلوروپلیمر ترموپلاستیک با یک واحد تکرارشونده وینیل فلوراید است و از نظر ساختاری بسیار شبیه به پلی‌وینیل کلرید است. پلیمریزاسیون پرکاربردترین پلیمریزاسیون‌های وینیل فلوئورید (VF) در سوسپانسیون‌های آبی یا امولسیون‌ها انجام می‌شود. الکترونگاتیوی بالای فلوئور، پلیمریزاسیون را در مقایسه با سایر هالیدهای وینیل دشوارتر می‌کند.[4] دمای پلیمریزاسیون از 50 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد متغیر است و می‌تواند بر بلورینگی، نقطه ذوب و شاخه‌دار شدن محصول تأثیر بگذارد. شروع واکنش توسط پراکسیدها یا ترکیبات آزو انجام می‌شود.[3] پایداری رزونانسی واسطه در حال انتشار (رادیکال VF) ضعیف است، که اغلب منجر به معکوس شدن مونومر، شاخه‌دار شدن و واکنش‌های انتقال زنجیره می‌شود. وجود ناخالصی‌ها به شدت بر وزن مولکولی و پایداری حرارتی محصول تأثیر می‌گذارد، زیرا رادیکال VF بسیار واکنش‌پذیر است. این امر همچنین انتخاب محیط‌های پلیمریزاسیون، سورفکتانت‌ها، آغازگرها یا سایر افزودنی‌ها را محدود می‌کند. پلیمریزاسیون تعلیقی معمولاً توسط پراکسیدهای آلی (مثلاً دی‌ایزوپروپیل پراکسیدی کربنات) آغاز می‌شود، اما می‌توان از نور UV یا تابش یونیزه کننده نیز استفاده کرد. با این حال، هنگامی که هیچ رادیکالی وجود ندارد، تابش VF،UV را به استیلن و HF تجزیه می‌کند. پلیمریزاسیون امولسیونی پلیمریزاسیون امولسیونی را می‌توان در فشارهای بسیار پایین و دماهای پایین‌تر در مقایسه با پلیمریزاسیون تعلیقی انجام داد. کنترل بهبود یافته فرآیند و حذف گرمای واکنش منجر به افزایش وزن مولکولی، سرعت واکنش و بازده می‌شود. سورفکتانت‌های فلوئوردار مانند اسیدهای کربوکسیلیک پرفلوئور شده حتی پس از تبدیل 40٪، سرعت واکنش بالایی را حفظ می‌کنند، از نظر حرارتی و شیمیایی پایدار هستند و ترکیب آنها به خواص PVF آسیبی نمی‌رساند. سایر امولسیفایرها (سولفات‌های الکل چرب، سولفونات‌های آلکان و غیره) به اندازه آنها مؤثر نیستند. | ## بخش 2: پلی‌وینیل فلورید | با این حال، به دلیل پیوندهای هیدروژنی و بلورینگی آن، دمایی بالاتر از 100 درجه سانتیگراد برای حل کردن PVF در حلال‌های پنهان ضروری است. پردازش با اکستروژن مذاب به انحلال پنهان PVF در حلال‌های بسیار قطبی و ادغام متعاقب آن بستگی دارد. ترکیب افزودنی‌ها (نرم‌کننده‌ها، رنگدانه‌ها، تثبیت‌کننده‌ها و غیره) با پراکندگی با PVF در حلال پنهان انجام می‌شود. حلال پس از اکستروژن تبخیر می‌شود.> برای ایجاد لایه‌های دو محوری، PVF پراکنده شده در حلال باید هم در جهت‌های عرضی و هم در جهت‌های دو محوری دنبال شود که منجر به استحکام کششی بالاتر می‌شود. آنها انعطاف‌پذیرتر و شکل‌پذیرتر هستند و ازدیاد طول در نقطه شکست بیشتری نسبت به لایه‌های جهت‌دار نشان می‌دهند. خواص اکثر پیوندهای PVF از نوع سر به دم هستند و تنها 12 تا 18 درصد از پیوندها سر به سر هستند. این بی‌نظمی‌ها احتمالاً علت تغییرات نقطه ذوب هستند که از 185 درجه سانتیگراد تا 210 درجه سانتیگراد متغیر است. بلورینگی PVF بسته به روش پلیمریزاسیون و تاریخچه حرارتی پلیمر از 20 تا 60 درصد متغیر است. مشخص شده است که دمای پلیمریزاسیون پایین‌تر منجر به کاهش پیوندهای سر به سر و متعاقباً افزایش نقطه ذوب می‌شود زیرا ساختارهای بسیار منظم، بلورینگی بالاتری را نشان می‌دهند. چندین مرحله گذار در زیر نقطه ذوب رخ می‌دهد، عمدتاً در دمای پایین Tg از -15 تا -20 درجه سانتیگراد و در دمای بالای Tg با محدوده دمایی 40 تا 50 درجه سانتیگراد. وقتی دما افزایش می‌یابد، در حلال‌های قطبی (آمیدها، کتون‌ها و غیره) محلول می‌شود. در دمای اتاق، لایه‌های PVF در برابر اسیدها و بازها و همچنین مایعات آلیفاتیک، آروماتیک و الکلی مقاوم هستند. | ## بخش 3: پلی‌وینیل فلورید | پایداری حرارتی PVF نسبت به سایر پلیمرهای وینیل هالید بهتر است و در دمای 450 درجه سانتیگراد در جو بی‌اثر، شکست زنجیره اصلی و از دست دادن HF را نشان می‌دهد، در حالی که در هوا، از دست دادن HF در دمای 350 درجه سانتیگراد رخ می‌دهد. ایمنی از آنجایی که PVF پایداری حرارتی استثنایی دارد، بسیار ایمن‌تر از PVC است که راحت‌تر تجزیه می‌شود. اگر تجزیه PVF اتفاق بیفتد، اسید HF بسیار واکنش‌پذیر تولید می‌شود اما به سرعت در مواد اطراف جذب شده و پراکنده می‌شود. مونومر، VF، قابل اشتعال و بسیار واکنش‌پذیر است، با هوا مخلوطی انفجاری تشکیل می‌دهد و به عنوان "احتمالاً سرطان‌زا برای انسان" طبقه‌بندی می‌شود. PVF هیچ واکنش پوستی یا اثرات سمی ایجاد نکرده است، اگرچه پس از قرار گرفتن بیش از حد در معرض آن، میزان فلوراید در ادرار افزایش یافته است. گرم شدن بیش از حد محصولات PVF ممکن است منجر به تعامل با مواد افزودنی مانند رنگدانه‌ها یا پرکننده‌ها شود که می‌تواند به عنوان یک خطر اضافی ایجاد شود. برخی از فرمولاسیون‌های فیلم‌های تدلار(Tedlar) ممکن است حاوی ترکیبات فلزات سنگین باشند که می‌توانند در گرد و غبار ایجاد شده توسط عملیات ثانویه (مانند سنباده زدن) وجود داشته باشند. روکش‌های PVF خارجی و داخلی خطر اضافی در مورد آتش‌سوزی در ساختمان‌های مسکونی و صنعتی ایجاد نمی‌کنند، زیرا کربن مونوکسید ایجاد شده توسط احتراق سایر مصالح ساختمانی بسیار خطرناک‌تر است. دو روش برای اعمال PVF وجود دارد، یا به عنوان یک فیلم از پیش ساخته شده (لمینیت) یا از طریق پراکندگی (پوشش). در صنعت خودرو، از پرایمر PVF برای بهبود چسبندگی رنگ استفاده می‌شود، در حالی که در صنعت مهندسی هوافضا، فیلم PVF روی کیسه‌های عایق حاوی الیاف شیشه اعمال می‌شود که در دیواره‌های خارجی هواپیما، در فضای بار و مجاری تهویه مطبوع استفاده می‌شوند. در بالای سلول‌های فتوولتائیک، فیلم شفاف PVF در برابر رطوبت محافظت می‌کند، در حالی که فیلم رنگدانه‌ای سفید در سطح زیرین آنها استفاده می‌شود. | ## جمع‌بندی | فیلم‌های PVF به رزین‌های فنلی(phenolic)، اکریلیک و اپوکسی نمی‌چسبند و بنابراین می‌توانند به عنوان فیلم‌های رهاسازی، معمولاً در پردازش دمای بالای این رزین‌ها، استفاده شوند.