化學結構差異
聚偏氟乙烯(PVDF):其分子鏈是由偏氟乙烯(VDF)單體聚合而成,化學結構中含有CH-CF單元。這種結構使得PVDF分子鏈具有的極性,分子間作用力較強,包括偶極-偶極相互作用等。
聚四氟乙烯(PTFE):由四氟乙烯單體聚合形成,分子鏈全部由-CF-CF-單元構成。由于氟原子均勻對稱地分布在碳鏈周圍,PTFE分子呈非極性,分子間作用力主要是較弱的范德華力。
物理性質區(qū)別
密度:PVDF的密度在1.75-1.78g/cm3之間,相對較高;PTFE密度約為2.1-2.3g/cm3,比PVDF更重。
熔點和熱穩(wěn)定性:PVDF熔點在156-165℃左右,在常規(guī)加工溫度下可以比較容易地進行成型加工;PTFE熔點高達327℃左右,且在高溫下仍能保持良好的化學穩(wěn)定性和機械性能,能夠在-196℃-260℃的寬溫度范圍內長期使用,熱穩(wěn)定性更出色。
柔韌性和硬度:PVDF具有較好的柔韌性,可以制成多種形狀,如薄膜、管材等,其硬度相對較低;PTFE也有柔韌性,但質地更軟,觸感類似蠟,容易被刮傷。
機械性能對比
強度和韌性:PVDF具有較高的拉伸強度和抗沖擊韌性,拉伸強度一般在30-50MPa之間,能夠承受的外力拉伸而不會輕易斷裂;PTFE的拉伸強度相對較低,大約在14-35MPa之間,但它具有良好的韌性,在受到較大變形后不易破裂。
損性:PVDF材料的性能良好,這是因為其分子鏈結構較為緊密,且氟原子的存在增加了材料表面的硬度和光滑度;PTFE的摩擦系數極低,是已知固體材料中低的,具有優(yōu)異的自潤滑性,但性不如PVDF,在高負載或高摩擦速率的情況下容易產生磨損。
化學穩(wěn)定性差異
耐腐蝕性:PVDF對大多數化學物質都具有優(yōu)異的耐受性,能抵抗酸、堿、鹽等多種化學試劑的侵蝕,但在一些強氧化劑(如高溫濃硝酸)和某些有機溶劑(如某些含氟溶劑)面前,其穩(wěn)定性稍遜一籌;PTFE幾乎能耐所有的強酸、強堿和強氧化劑,化學穩(wěn)定性更加,在化學環(huán)境下(如王水)也能保持穩(wěn)定。
耐溶劑性:PVDF對大多數有機溶劑有較好的耐受性,但一些有機溶劑(如N-甲基吡咯烷酮)可能會對其產生影響;PTFE對幾乎所有有機溶劑都表現出良好的耐受性,有機溶劑很難滲透和溶解它。
電學性能不同
介電性能:PVDF是一種優(yōu)良的電介質材料,具有較高的介電常數(一般在7-10之間)和較低的介電損耗;PTFE的介電常數較低(約2.0-2.1),但介電損耗也非常低,在高頻電場下具有出色的絕緣性能,更適合用于高頻電子設備。
壓電性和熱電性:PVDF具有的壓電和熱電性能,當受到機械壓力時能產生電荷,也能將溫度變化轉化為電信號,可用于制造傳感器;PTFE則沒有這種壓電和熱電性能。
加工性能比較
加工方式:PVDF可以通過擠出、注塑、溶液澆鑄等多種加工方法制成各種產品,加工過程相對較容易控制;PTFE的加工比較困難,因為它的熔點高且在熔融狀態(tài)下粘度,通常采用冷壓成型后再進行燒結的加工工藝。
加工溫度和難度:PVDF加工溫度相對較低,一般在180-250℃之間;PTFE加工溫度要求高,燒結溫度通常在360-380℃左右,而且加工過程中需要嚴格控制工藝參數,否則容易出現產品質量問題。
成本與價格差異
PVDF的生產成本相對較低,價格也相對便宜。這是因為其生產工藝相對簡單,原材料成本較低。而PTFE由于其的性能和復雜的生產工藝,生產成本較高,價格也更貴。在一些對性能要求不是特別苛刻的應用場景中,PVDF可以作為一種經濟實惠的替代品。