پلی‌وینیل فلورید

**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. همچنین در  پالتو های بارانی‌ها و ورق‌های فلزی نیز کاربرد دارد. پلی‌وینیل فلوراید یک فلوروپلیمر ترموپلاستیک با یک واحد تکرارشونده وینیل فلوراید است و از نظر ساختاری بسیار شبیه به پلی‌وینیل کلرید است.

بندانگشتی|250x250پیکسل|شرکت دوپونت دِ نمورس|راست
## تاریخچه
لایه نازک شیمیایی مبتنی بر PVF برای اولین بار در سال 1961 توسط شرکت دوپونت با نام تدلار(Tedlar) به بازار عرضه شد.
## پلیمریزاسیون
پرکاربردترین پلیمریزاسیون‌های وینیل فلوئورید (VF) در سوسپانسیون‌های آبی یا امولسیون‌ها انجام می‌شود. به دلیل فراریت VF، فشارهای بالا مورد نیاز است. 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.
[بندانگشتی|تصویر [میکروسکوپی نوری از یک کوپلیمر PMMA، ساخته شده توسط پلیمریزاسیون تعلیق]]

### پلیمریزاسیون تعلیقی
VF مایع در آب معلق است و توسط پلیمرهای محلول در آب بر پایه سلولز یا پلی وینیل الکل تثبیت می‌شود. نمک‌های معدنی نیز می‌تواند به عنوان تثبیت‌کننده عمل کنند. 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.

## پردازش
PVF معمولاً به لایه‌ها و پوشش‌های نازک تبدیل می‌شود. 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. لایه‌های غیر جهت‌دار نیز پس از ریخته‌گری کمی کشیده می‌شوند. 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. در مورد استرئونظمی( stereoregularity)، PVF عمدتاً آتاکتیک(Tacticity) است، اما این امر تأثیر قابل توجهی بر نقطه ذوب ندارد. فیلم PVF آتاکتیک تجاری، پیک نقطه ذوب را در 190 درجه سانتیگراد نشان می‌دهد.

چندین مرحله گذار در زیر نقطه ذوب رخ می‌دهد، عمدتاً در دمای پایین ''T''<sub>g</sub> از -15 تا -20 درجه سانتیگراد و در دمای بالای ''T''<sub>g</sub> با محدوده دمایی 40 تا 50 درجه سانتیگراد.

PVF در حلال‌های رایج زیر 100 درجه سانتیگراد نامحلول است. 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.

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.

## کاربرد
بندانگشتی|یک سلول خورشیدی لایه نازک انعطاف‌پذیر برای استفاده در هوافضا (۲۰۰۷)
کاربردهای اصلی PVF به دلیل پایداری حرارتی و بی‌اثر بودن کلی آن در برابر مواد شیمیایی، خورنده‌ها و عوامل لکه‌دار، پوشش‌های محافظ و تزئینی هستند. دو روش برای اعمال PVF وجود دارد، یا به عنوان یک فیلم از پیش ساخته شده (لمینیت) یا از طریق پراکندگی (پوشش). این پوشش‌ها می‌توانند شفاف یا رنگدانه‌ای باشند.

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.

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.

## ترکیبات مرتبط

* وینیل فلوئورید

* PVC (پلی وینیل کلراید)

* PVDF (پلی وینیلیدین فلوئورید)

* PTFE (پلی تترافلوئورواتیلن یا تفلون)

## منابع

رده:بسپارها
رده:بسپارهای آلی
رده:فلوئوروپلیمر
رده:گرمانرم‌ها
رده:بسپارهای وینیلی