Покрытие pvdf что это: Какое полимерное покрытие лучше?

Содержание

Какое полимерное покрытие лучше?

Большинство профилировщиков традиционно считают полиэстер наиболее подходящим и наиболее востребованным покрытием для металлочерепицы, профнастила и стеновых панелей. Действительно, полиэстер — наиболее экономичное органическое покрытие — по праву может считаться самым популярным. Однако всегда ли "эконом класс" является оптимальным вариантом? Очевидно, нет. В мире давно существуют более долговечные и более современные покрытия. К таким покрытиям можно отнести матовый полиэстер, HPS200, Armacor, Пластизол, Pural, PVDF.

Российские производители полимерных покрытий выпускают главным образом полиэстер. Остальные виды покрытия попадают в Россию в основном из-за рубежа, и возможно поэтому считаются "дорогими" и малоизвестными потребителю. Однако, спрос на более дорогие и более изысканные материалы в строительстве, пусть даже и медленно, но все-таки растет. Поэтому использование матового полиэстера, HPS200, Armacor, Пластизола, Pural, PVDF остается предметом интереса МАПОС.

В этот раз специалисты Межрегиональной Ассоциации Потребителей Оцинкованной Стали провели исследование того, насколько профилировщики знакомы с таким типом полимерного покрытия, как PVDF.

Металлургические комбинаты и производители лакокрасочных материалов рекомендуют использовать оцинкованную сталь с покрытием PVDF для производства стеновых материалов, поэтому в ходе исследования были опрошены менеджеры тридцати компаний, производящих сэндвич-панели и кассетные профили.

Респонденты оценивали перед потенциальным заказчиком возможность выполнения заказа из стали с покрытием PVDF, а также описывали свойства этого покрытия. В опросе приняли участие 30 компаний из Москвы, Санкт Петербурга, Челябинска и Самары. Как обычно, перед публикацией результаты исследования корректировались начальниками отдела продаж, маркетинга и коммерческими директорами опрошенных компаний. Экспертами также выступили Галина Карташова (Becker Industrial Coatings) и Светлана Лехмус (Ruukki).

В результате исследования были получены следующие результаты:

Из всех компаний, участвующих в опросе, менеджеры только трех компаний сами предлагают на выбор несколько типов покрытия металла, в том числе и PVDF.

Менеджеры 17 компаний знакомы с этим покрытием, но или не могут выполнить заказ из металла с PVDF или накладывают ограничение на минимальный объем заказа. Как правило эти ограничения связаны с тем, что профилировщики опасаются хранить на складах остатки рулонов, считая, что им будет сложно сбыть эти остатки.

Менеджеры 10 компаний ничего не знают о новых типах покрытия (в том числе о PVDF), и эти компании используют при производстве панелей металл только с покрытием полиэстер.

Соотношение количества компаний знающих и не знающих о PVDF.

Большое количество компаний, которые не предлагают своим клиентам изготовить сэндвич-панели из стали с покрытием PVDF, вероятно связано с тем, что сотрудники отдела продаж этих компаний плохо знакомы со свойствами новых видов покрытий. И поэтому считают, что металл с покрытием PVDF не сможет заинтересовать заказчика, тем более, что при продаже изделия, внешний вид полиэстера и PVDF не отличается.

Так, при описании свойств покрытия PVDF менеджеры компаний приводили следующие ошибочные характеристики:

  • PVDF — это просто особый вид порошковой окраски, а свойства его такие же, как у полиэстера. Это утверждение не верно. PVDF наносится валковым способом (также как и полиэстер), при этом свойства его отличны от полиэстерового покрытия.
  • Металл с PVDF стоек к химическому воздействию, но это покрытие плавится в жаркую погоду. Это утверждение не верно. PVDF сохраняет свои прочностные свойства до плюс 120 градусов по Цельсию.
  • Облицовка с этим покрытием применяется только при строительстве специальных объектов, к облицовке которых применяются повышенные требования по сопротивляемости к химическому воздействию. Это утверждение тоже верно только отчасти. Конечно, благодаря инертности к воздействию активных химических веществ PVDF можно использовать для облицовки, например, склада химикатов, или объектов, облицовку которых необходимо часто мыть. Но это покрытие также подходит для облицовки объектов любого назначения. При этом следует помнить, что PVDF в первую очередь разработан как покрытие для наружных стеновых конструкций и основные его преимущества проявляются именно там.
  • Облицовка с PVDF применяется только при эксплуатации объекта в неблагоприятных климатических условиях. Покрытие PVDF действительно имеет более высокую чем полиэстер стойкость, например, к воздействию морской соли, но его можно использовать также для облицовки объектов, эксплуатирующихся в любом климате.
  • Покрытие PVDF имеет небольшую цветовую гамму. Это ошибочное мнение. Покрытие PVDF имеет ограниченную, но достаточно широкую гамму цветов. Ограничения связаны с входящими в состав сырья UV-стойких пигментов, а их количество ограничено. Тем не менее, за счет использования дополнительных лаков можно добиться даже ярких цветов.

Что же такое покрытие PVDF и каковы его свойства на самом деле?

PVDF — это полимерное покрытие оцинкованного металла, состоящее минимум на 70% из поливинилденфторида и на 30% из акрила. PVDF наносится не порошковым способом окраски металла, а валковым — как и Полиэстер, при этом до нанесения PVDF находится в жидкой консистенции. Такое покрытие получается стойким к воздействию окружающей среды и достаточно пластичным, что необходимо для дальнейшей профилировки металла. Валковым способом наносится большинство полимерных покрытий — Полиэстер, Матовый полиэстер, HPS200, Armacor, PVDF, Пластизол, Pural.

На рынке существует по крайней мере три разновидности PVDF, отличающихся друг от друга количественным содержанием поливинилденфторида и акрилового полимера: 50%/50%, 70%/30% и 80/20%. Все эти разновидности можно называть PVDF. Но лицензионный PVDF выпускается только по известным лицензиям Kynar500 или Hylar5000 и содержит не менее 70% поливинилденфторида. Соотношение 80%/20% дает некоторое преимущество в долговечности под влиянием атмосферных факторов, но при этом несколько отражается на стоимости конечного продукта. Покрытия с соотношением поливинилдентфторида/акрила 50%/50% значительно дешевле, чем покрытия с соотношением 70%/30%, но разница в долговечности между данными двумя видами гораздо более заметна, чем между соотношениями 70%/30% и 80%/20%. Пример состава PVDF можно привести на двух самых распространенных на российском рынке материалах — PVDF Ruukki и PVDF Corus. Финский материал имеет соотношение 80%/20%, английский — 70%/30%.

Покрытие PVDF гладкое на ощупь и может быть матовым или глянцевым. Оно имеет большую цветовую гамму. Кроме стандартных цветов, согласно каталогу RAL или RR, это покрытие, за счет добавления специальных лаков и многослойного нанесения, имеет цвета, которые достаточно точно имитируют натуральные полированные металлы — бронзу, золото и алюминий.

Эксплуатационные свойства PVDF отличаются от свойств Полиэстера. PVDF проявляет лучшую стойкость цвета и сопротивляемость коррозии, чем полиэстер.

Сравнительные характеристики покрытий PVDF и полиэстер.

Во время эксплуатации PVDF не выцветает под действием солнечного света и обеспечивает металлу надежную защиту при длительном соприкосновении с водой, солями, щелочами или кислотами. Эту исключительную стойкость к внешним немеханическим воздействиям обеспечивает поливинилденфторид, который входит в состав покрытия. А антикоррозионные свойства PVDF можно увеличить за счет более толстого слоя грунтовки и нанесения защитного лака.

Таким образом, PVDF обладает достаточными конкурентными преимуществами перед полиэстером и применение этого покрытия может принести взаимную выгоду как потребителю готовых изделий, так и профилировщику.

Сталь с этим покрытием является оптимальным техническим решением для производства фасадов, которые будут эксплуатироваться в экологических условиях современного города. Облицовка здания, которое находится в городе, каждый день подвергается отрицательному воздействию выхлопных газов, солнечного света или дождя и снега, что негативно сказывается на внешнем виде и целостности облицовки стен. Это воздействие усиливается, если в городе есть производственные предприятия или здание находится непосредственно в промышленной зоне.

Кроме этого, стены здания, под воздействием солнечного цвета, со временем могут несколько изменять свой цвет. Причем стены, обращенные в разные стороны света, будут выцветать с различной скоростью. А участки облицовки, находящиеся в постоянной тени от водосточных труб, скатов крыш, лестниц или деревьев, формируя "цветовые пятна", будут портить внешний вид здания.

PVDF позволяет избежать выцветания отдельных участков и разрушения покрытия облицовки от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Конечно, металл с новыми покрытиями стоит несколько дороже, чем металл с покрытием полиэстер. Так, например, при заказе сэндвич панели с покрытием PVDF, цена одного квадратного метра панели увеличивается на 10-12%, по сравнению с таким же заказом из полиэстера. Но это увеличение цены обуславливается лучшими эксплуатационными характеристиками покрытия PVDF. Использование металла с более качественным покрытием — это вложения, позволяющие избежать последующих затрат на ремонт и преждевременную замену стенового материала. И если владелец здания заботится о сохранности внешнего вида стеновых панелей, то выгода от использования металла с покрытием PVDF очевидна.

Покрытия PVDF, Pural и RAL стеновых сэндвич и SIP (сип)-панелей


1. Стальной лист

2. Цинковое покрытие, нанесенное горячим способом – основной антикоррозионный слой.

3. Пассивация – конверсионный слой, препятствующий образованию «белой ржавчины» на цинковом покрытии даже после механического повреждения лакокрасочного слоя. Толщина слоя пассивации до 0,5 мкм.

4. Грунт – слой, обеспечивающий надежную адгезию эмали с цинковым покрытием. Толщина слоя составляет 5-8 мкм.

5. Эмаль – основной полимерный декоративный слой, защищающий поверхность от воздействия внешних факторов: влаги, механического воздействия, ультрафиолетового излучения, воздействия агрессивных газов. Толщина слоя составляет от 20 до 200 мкм (зависит от вида эмали).



Покрытие PVDF

PVDF – это полимерное покрытие оцинкованного металла состоящее минимум из 70% поливинилденфторида и на 30% из акрила.


Преимущества покрытия PVDF:


  • Повышенная устойчивость к выгоранию, сохраняет цвет

  • Устойчивость к воздействию специфических климатических условий, например к морской соли, воздействия, которой многие покрытия не выдерживают;

  • PVDF сохраняет свои свойства при температуре до +120С

  • Отличная сопротивляемость коррозии;

  • Высокая стойкость к агрессивным средам и к механическому повреждению и т.д.

Покрытие Pural

Защитно-декоративное полимерное покрытие на основе полиуретана с добавлением полиамида, которое наносится на оцинкованную сталь. Отличается стойкостью к ультрафиолетовому излучению и повышенной прочностью.


Преимущества покрытия Pural:



Наименование показателейПурал PuralПоливинил- дифторид PVDF

Толщина покрытия, мкм

50

25

Поверхность

Гладкая

Гладкая

Максимальная температура эксплуатации, °С

+120

+120

Минимальная температура обработки, °С

-15

-10

Сохранность внешнего вида

++++

+++++

Мин. радиус изгиба

1×t

1×t

Коррозионная стойкость
- Соляной тест, часов
- Водяной тест, не менее, часов

1000
1000

1000
1000

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению

++++

+++++

Устойчивость к механическим повреждениям

++++

++++

Основные цвета по шкале RAL

* Цвета на экране монитора могут отличаться от оригинала из-за особенностей цветопередачи. Данная таблица предоставлена только в ознакомительных целях.


Полимерное покрытие PVDF - Премиальные покрытия Metipol

Назад

PVDF. Премиальные покрытия Metipol

Мы с радостью спешим поделиться с вами важными новостями. Metipol приступил к промышленному производству окрашенной стали с премиальными полимерными покрытиями повышенной прочности и износостойкости – PVDF (ПВДФ), RWS, PU-Rock. Сегодня мы расскажем о каждом из них подробнее.

Полимерное покрытие PVDF состоит из поливинилфторида и акрила. Особенностью данного покрытия является то, что ему свойственна повышенная стойкость к механическим повреждениям и агрессивным коррозийным средам. Подобно полиэстеру, PVDF отличается гладкой глянцевой поверхностью с красивым элегантным блеском.

Сферы применения PVDF

Основная задача, которую выполняет PVDF – сопротивление агрессивной среде. Именно поэтому данное покрытие часто используется при строительстве сельскохозяйственных объектов.

Покрытие PVDF — это оптимальное решение для изготовления фасадов, рассчитанных на эксплуатацию в условиях агрессивной городской среды, насыщенной выхлопными газами, промышленными выбросами и химическими реагентами. Все эти элементы, в сочетании с солнцем, водой и снегом, подвергают материалы настоящим испытаниям на прочность.

Свойства PVDF

  • Толщина покрытия 28 мкм
  • Повышенная коррозийная стойкость
  • Повышенная стойкость к выгоранию
  • Стойкость к механическим и химическим повреждениям
  • Грязеотталкивающие свойства
  • Низкая горючесть (1500 оС)
  • Гарантия 20 лет

Стоимость данного покрытия на 10-15% выше стандартного полиэстера, что обуславливается более дорогим составом краски, и как следствие лучшими эксплуатационными характеристиками покрытия PVDF. Использование стали с более качественным и прочным покрытием — это инвестиции, которые гарантированно снижают риски дополнительных расходов на ремонт или капитальную замену материалов в долгосрочной перспективе.

Мы готовы ответить на все интересующие вас вопросы, связанные с премиальными покрытиями Metipol и открыты для сотрудничества над проектами любой сложности!

Премиальные покрытия Metipol (скачать)

Назад

Похожие статьи

Полимерное покрытие металла

 

Полимерное покрытие применяется с целью увеличения срока эксплуатации металлических поверхностей и улучшения их определенных характеристик, например, стойкости к коррозии. Оно представляет собой совокупность из полимеров, цветовых пигментов и прочих добавок, способных к образованию слоя защиты металла от негативного воздействия окружающей среды.

 

Формируется такое покрытие нанесением на металл особого жидкого или порошкообразного состава в камере для полимеризации. Чаще всего таким способом покрывают металлические поверхности ограждений, профлистов и металлочерепицы.


Цена покрытия легко окупается долговечностью изделий из него и их способностью противостоять различным негативным воздействиям окружающей среды. Помимо практической ценности, оно обладает эстетичным внешним видом с набором таких декоративных качеств, как цвет, гладкость и блеск. Последнее достигается благодаря слою грунтовки с предварительной обработкой металлической поверхности.

 

Сегодня купить рулонный металл, покрытый полимерным слоем  можно в нескольких вариантах. Из множества существующих видов покрытий наибольшее распространение имеют такие полимерные материалы, как полиэстер, ПВДФ, пластизоль и пурал. Любой из них наделен рядом достоинств и выбирается в зависимости от условий предстоящей сооружению эксплуатации.

 

Покрытие из полиэстера

 

 

 

Этот недорогой материал в сравнении с другими видами покрытий имеет не очень высокие прочностные характеристики. Улучшает их посыпание полиэстера кварцевым песком, но цена металла с покрытием из полимеров в этом случае будет несколько выше. При этом транспортировка таких листов будет осложнена способностью песка царапать смежные с ним поверхности.

 

Покрытие ПВДФ

 

 

 

ПВДФ не боится механических повреждений и из всех разновидностей покрытий имеет самый продолжительный срок службы. Как правило, такую технологию покрытия металла используют для обработки наружных поверхностей стен, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды, например морского побережья.

 

Пластизоль

 

Также отличными декоративными качествами обладает полимер пластизоль. Он отличается большой (до 200 мкм) толщиной полимерного покрытия металла. По стоимости этот материал один из самых дорогих, но и устойчивость покрытия к механическим повреждениям благодаря его толщине тоже одна из самых высоких. Именно с помощью пластизоля создают фактурные покрытия, тисненые поверхности и наносят на металлические изделия штампованные рисунки.

 

 

 

 

Такое покрытие, помимо защиты металла от коррозии, климатических и механических воздействий, еще и придает сооружениям архитектурную выразительность. Однако его не рекомендуют применять в южных регионах из-за невысокой стойкости к ультрафиолету и большим температурам (+80ºС и выше). В этих условиях материал быстро изнашивается и выцветает, поэтому возможно использование только пластизоля светлых тонов, максимально отражающих свет.

 

Пурал

Пурал – материал на основе полиуретана, имеющий в составе модифицированный полиамид, обладает высокой термостойкостью и шелковисто-матовой поверхностью. Покрытые им металлоизделия имеют уникальную стойкость даже к значительным перепадам температур в широком диапазоне (в пределах 120ºС).

 

 

При этом листовой металл, покрытый пуралом не подвержен изменению цвета, наделен высокой химической стойкостью и другими ценными эксплуатационными характеристиками. Хотя данный материал не так стоек к пластическому деформированию, как пластизоль, и несколько дороже полиэстера, на сегодня это наиболее оптимальное покрытие по соотношению цены и качества.


Наибольшее распространение получил оцинкованный металл с покрытием из полимеров в обустройстве кровли. Профилированный и уложенный на крышу, он придает строению экологичность и красивый внешний вид. А высокие антикоррозионные характеристики покрытия, его стойкость к ультрафиолетовым лучам и механическим повреждениям обеспечивают кровле легкость монтажа и долговечность в эксплуатации.

Отличия покрытия PE от PVDF алюминиевых композитных панелей

Известность и применение алюминиевых композитных панелей растет с каждым годом. Но не каждому потребителю известны те тонкости, которыми он обладает. На заводах-изготовителях алюминиевые композитные панели проходят сложный технологический процесс: алюминиевый лист покрывается фосфатным антикоррозийным слоем, затем наносится грунтовка, а затем-защитное полимерное покрытие (полиэстер или PVDF).

PE (полиэстер) - относительно недорогое покрытие с глянцевой поверхностью, подходящее для любых климатических условий. Основа покрытия - полиэфирная краска, обладающая хорошей стойкостью цвета. Материал обладает высоким уровнем гибкости 

PVDF - покрытие, состоящее из поливинилденфторида (70%) и акрила (30%). Имеет глянцевую поверхность. PVDF обладает самоомываемостью, высокой стойкостью к механическим повреждениям. Этот материал самый стойкий к ультрафиолетовому излучению, он практически не выцветает.
PVDF наносится валковым способом (также как и PE (полиэстер)),

Свойства отличия PVDF покрытия от PE (полиэстер) покрытия:

1. Имитация натуральных полированных металлов
Покрытие PVDF гладкое на ощупь и может быть матовым или глянцевым. Кроме стандартных цветов это покрытие, за счет добавления специальных лаков и многослойного нанесения, имеет цвета, которые достаточно точно имитируют натуральные полированные металлы - бронзу, золото и серебро.

2. Эксплутационные свойства.
Покрытие PVDF проявляет лучшую стойкость цвета и сопротивляемость коррозии, чем PE (полиэстер).Во время эксплуатации PVDF не выцветает под воздействием солнечного света и обеспечивает материалу надежную защиту при длительном соприкосновении с водой, солями, щелочами или кислотами. Эту исключительную стойкость к внешним немеханическим воздействиям обеспечивает поливинилденфторид, который входит в состав покрытия. 

3. Антикоррозионные свойства

Покрытие PVDF можно увеличить за счет более толстого слоя грунтовки и нанесения защитного лака. Покрытие PVDF позволяет избежать выцветания отдельных участков и разрушения покрытия облицовки от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Конечно, материал с покрытием PVDF стоит несколько дороже, чем материал с покрытием полиэстер. Цена одного квадратного метра увеличивается на 10-12%. Но это увеличение цены обуславливается лучшими эксплуатационными характеристиками покрытия PVDF. Использование материала с более качественным покрытием - это вложения, позволяющие избежать последующих затрат на ремонт и преждевременную замену стенового материала. И если владелец здания заботится о сохранности внешнего вида стеновых панелей, то выгода от использования материала с покрытием PVDF очевидна.

Наилучшей гарантией выбора именно того материала, который нужен заказчику, является сертификат, выданный заводом - изготовителем и компанией - продавцом материала. Такой сертификат выдается на каждую конкретную партию товара, в нем указывается, какое именно покрытие было нанесено на материал. Также должна быть маркировка на обратной стороне панели, указывающая вид покрытия.

PVDF | Виды полимеров - Resinex

ПВДФ (поливинилиденфторид или поливинилидендифторид) представляет собой специализированный термопластичный фторполимер, характеризующийся высокой инертностью. ПВДФ получают путем полимеризации винилидендифторида.

ПВДФ-смолы выпускаются в гранулированной форме, что облегчает процесс их переработки при компаундировании, формовании и экструзии, в форме стандартных термопластов и в форме тонкодисперсного порошка для приготовления растворов, производства технологических добавок и центробежного формования.

Детали, производимые из ПВДФ посредством литья под давлением или экструзионного формования, обычно используются для длительной транспортировки агрессивных химических веществ. ПВДФ химически устойчив к воздействию галогенов (хлора, брома, фтора, йода) и концентрированных кислот даже при высоких температурах. В качестве оболочки электропроводов ПВДФ может использоваться при рабочих температурах до 175°C с полным сохранением всех своих природных огнестойких свойств.

Химическая формула ПВДФ.

Крупнейшим в мире производителем ПВДФ является компания Arkema. Ее производственные предприятия располагаются в США, Франции и Китае. Компания Arkema производит как гомополимерные, так и сополимерные сорта под марками Kynar® и Kynar Flex®.

Выпуск поливинилиденфторида (ПВДФ) марки Kynar® начался в 1965 году для применений, связанных с транспортировкой химических продуктов, а также для производства материалов изоляции и оболочки электропроводов, а к настоящему времени ПВДФ Kynar® превратился в один из наиболее предпочтительных материалов для множества применений, требующих высоких эксплуатационных характеристик.

ПВДФ марки Kynar Flex® был запущен в серийное производство в 80-е годы как материал, аналогичный Kynar® по эксплуатационным характеристикам, но обладающий большей универсальностью для удовлетворения требований, связанных с новыми целями применения.

Основные свойства ПВДФ

  • Хорошая обрабатываемость в качестве стандартных термопластов
  • Высокая химическая стойкость даже при высоких температурах
  • Природная огнестойкость
  • Чрезвычайно высокая ультрафиолето- и радиационная стойкость
  • Очень малая адгезия микроорганизмов
  • Стойкость к истиранию

Вышеперечисленные свойства

ПВДФ обеспечивают возможность его использования в следующих целях:
  • Литье под давлением: ПВДФ хорошо подходит для изготовления деталей, используемых в химической и ядерной промышленности, производстве фармацевтических средств, продуктов питания и напитков, а также в электротехнике и автомобилестроении.
  • Гибкие трубопроводы: ПВДФ используется в однослойных и многослойных структурах, применяемых для транспортировки фармацевтической продукции, напитков, химических материалов и топлива.
  • Покрытия: ПВДФ является полимером, имеющим выдающиеся свойства для целого ряда покрытий. Его различные сорта используются для нанесения покрытий методами дисперсии, разложения и распыления. Образующиеся в результате этого покрытия находят применение в архитектуре, автомобилестроении, промышленном производстве, а также в фармацевтическом и полупроводниковом секторах.
  • Полимерные технологические добавки: добавки на основе ПВДФ предназначены для облегчения процессов экструзии термопластичных смол. ПВДФ-ПТД могут использоваться в процессах производства пленок методом экструзии с раздувом или методом полива, выдувного формования, изготовления оболочек электропроводов и кабелей, изготовления труб экструзией и получения экструдированного волокна.
Мы предлагаем:

Полимерные покрытия металлочерепицы: виды и свойства

Подробнее остановимся на важнейшей характеристике профилированной кровли - покрытию металлочерепицы, отвечающей за сохранность ее внешнего вида и защиту металла от коррозии и воздействию природных факторов. Многообразие защитных полимеров, использующихся в тонколистовой металлической кровле (профнастиле в том числе), сводится к основным пяти. Их мы рассмотрим в данной статье и попробуем выяснить, какое покрытие кровельного железа лучше.

Для начало приведем сравнительные характеристики всех типов полимерных покрытий:

Характеристики

покрытий

PEМат. PEPVDFPUPVC
Толщина, мкм25352750200
Текстурагладкаяматоваягладк.гладк.тис-нение
Макс. температура эксплуатации, °C10010012012060
Устойчивость к коррозиихор.хор.хор.отл.отл.
Механическая устойчивостьнизкаянизкаянизкаяхорошаяотл.
Стойкость к УФ излучениюхор.отл.отл.отл.низкая
Стойкость цветанизкаяхор.отл.отл.низкая

Металлочерепица с покрытием Полиэстер (PE)

В силу своей невысокой стоимости металлочерепица с таким видом покрытия стала самой распространенной. Полиэстер (PE) или полиэфир представляет собой глянцевое напыление средней толщины 25мкм. Минусом можно считать низкую стойкость к механическим воздействиям, в связи с чем продукция, именуемая "полиэстер", требует бережной транспортировки и аккуратности при монтаже. Металлочерепица PE благодаря своим характеристикам и невысокой стоимости неплохо зарекомендовала себя в средней полосе России и странах СНГ.

Матовый полиэстер (Matt PE, Purex)

Внешние отличия покрытий "полиэстер" и "матовый полиэстер"

Еще одна разновидность защитного полимера "полиэстер" с добавлением тефлона, благодаря чему металлочерепице придается благородный матовый оттенок и немного шершавая поверхность. Также плюсом такого покрытия является дополнительная защита от воздействия ультрафиолетовых лучей, что улучшает цветостойкость кровельного материала. Как правило, толщина Matt PE составляет 35мкм. Наиболее известные представители матового полиэстера - Викинг (Металл Профиль) и Velur (Grand Line).

PVDF

Обычно применяется для отделки фасадов и реже используется для кровельных материалов. PVDF - очень стойкое глянцевое покрытие как к потере цвета, так и к механическим повреждениям. В таком варианте обычно используется высококачественная сталь с первым классом цинкового содержания (275 г/м2). PVDF состоит на 80% из поливинилфторида и на 20% из акрила. Также выпускается финским металлургическим концерном Ruukki в матовом исполнении (matt PVDF).

Полиуретановое покрытие (Pural)

Самый качественный и стойкий по своим свойствам защитный полимер для металлочерепицы толщиной 50мкм. Более известен как "pural" (сокращенно PU) благодаря родоначальнику данного продукта - финскому заводу Ruukki. Полиуретановый вид покрытия стоек к выцветанию, воздействию окружающей среды и перепаду температур. В настоящее время пурал выпускается большинством металлургических заводов по производству кровельных металлических материалов. Например Colorcoat (английская разработка - Prisma, поставщик - Металл Профиль), Arcelor (бельгийское покрытие Granite HDX, поставщик - Grand Line), финский производитель Pelti ja Rauta (покрытие Prelaq Nova, поставщик - Мир Кровли).

Важно: полиуретановое покрытие при максимальном визуальном сходстве с полиэстером имеет небольшую шершавую поверхность, напоминающую порошковое напыление!

Как и полиэстер, такой вид защитного слоя металлочерепицы имеет матовый вариант, что позволяет достигать максимального сходства профилированного стального материала с керамической кровлей.

Пластизол (PVC)

Самый толстый, а, следовательно, самый стойкий к механическим воздействием верхний слой кровли. Толщина - 200мкм. Сокращенно обозначается PVC, у некоторых производителей можно встретить под маркой Solano или HPS200. В состав полимера входят пластификаторы и поливинилхлорид. Текстура металлочерепицы имеет характерный рисунок, напоминающий "кожу".

Металлочерепица в покрытии "пластизол"

При всех своих видимых достоинствах "пластизол" крайне неустойчив к перепадам температуры и воздействию ультрафиолетовых лучей. Поэтому не рекомендуется использовать металлочерепицу с таким видом полимера в южных регионах. Обычно используется в промышленных и производственных объектах.

Это основные типы защитных покрытий. Другие названия и вариации являются модификациями приведенных выше полимеров.

Например, в основе бельгийской металлочерепицы Cloudy, имитирующей натуральную кровлю, лежит модифицированный полиэстер. Тем самым создается неповторимый рисунок, напоминающий обжиг керамики.

Металлочерепица Cloudy

По аналогии с Cloudy, сталь ECOSTEEL, которая имеет максимальное сходство с камнем или деревом, также является результатом модификации полиэстера. В основном такой тип полимера используют при изготовлении материалов для забора (профнастил) или фасада (металлический сайдинг).

Профнастил и металлический сайдинг, имитирующий бревно, в покрытии "ECOSTEEL"

Какое покрытие лучше?

На основании изложенных свойств и характеристик защитных полимеров металлочерепицы можно выделить самые надежные покрытия. Полиуретан обладает как достаточной толщиной, так отличными показателями стойкости к УФ. Такая металлочерепица прослужит долгий период времени практически в любом регионе, и по праву считается лучшей. Для центральных или северных регионов идеально подойдет пластизол. Благодаря толщине полимера в 200 мкм покрытие выдержит повышенные снеговые нагрузки или наледь. Остальные виды цветного слоя кровли уступают полиуретану и пластизолу по своим характеристикам. Не рекомендуется использовать металлочерепицу с покрытием "полиэстер" в регионах с агрессивным климатом.

Производители постоянно совершенствуют защитные полимеры для тонколистовой продукции, предлагая все новые решения, продлевающие срок службы металлочерепицы, профнастила и другой продукции из стали. Надеемся, что статья оказалась полезной при выборе лучшего покрытия железа для кровли.

Поливинилиденфторид - обзор

11.4.6 Нерассасывающиеся швы на основе поливинилиденфторида

Неабсорбируемые монофиламентные швы на основе поливинилиденфторида (PVDF) были разработаны Peters Laboratoire Pharmaceutique (Бобиньи, Франция) для создания сосудистой хирургии для закрытия сосудов. имеют очень хорошую антитромбогенность, те же характеристики обработки, что и полипропиленовые нити, и долговечность, сравнимую с прочностью полиэфирных нитей. Химические, физические, механические, морфологические и биосовместимые свойства шовных материалов из ПВДФ 5/0 и 6/0 (Teflene®) описаны Urban et al. (1994). Другими коммерчески доступными шовными материалами из ПВДФ являются Pronova (Ethicon) и Radene and Vilene (Dynek).

Было обнаружено, что швы из ПВДФ и ПП очень похожи по разрывной силе при растяжении и биосовместимости в кровеносных сосудах. Три свойства, которые в наибольшей степени отличают ПВДФ от шовных нитей ПП, - это ползучесть, степень ятрогенной травмы иглодержателем и стерилизация с помощью γ-облучения. За период 103 мин размер швов из PVDF увеличился примерно на 10%, в то время как у швов из полипропилена (Prolene) размер увеличился более чем на 50%.Таким образом, шовные нити из ПВДФ обладают большей устойчивостью к ползучести, чем шовные нити из полипропилена, и, следовательно, ожидается, что они будут более стабильными по размеру. Однако ПВДФ показал большее изменение размеров, чем ПП, в течение первых 30 мин испытания на ползучесть.

Шовные материалы из ПВДФ, по-видимому, лучше переносят повреждения иглодержателями, чем швы из полипропилена, по крайней мере, с точки зрения морфологии поверхности. Швы из ПВДФ демонстрировали некоторое уплощение с шероховатой поверхностью, но не имели продольных трещин и фибриллярных образований, характерных для швов из полипропилена.Это морфологическое различие между ними, однако, не отразилось в значительной степени на значениях силы разрыва при растяжении. Другими словами, ятрогенная травма, нанесенная иглодержателями на швах из полипропилена и ПВДФ, существенно не снизила их разрывную силу при растяжении.

Шовные нити из ПВДФ и ПП имеют очень похожие температуры плавления (165–175 ° C), но заметно различаются уровнем кристалличности. PVDF имеет степень кристалличности 59% ± 7%, а PP - 43% ± 3%. Из-за отсутствия алкильной группы PVDF можно стерилизовать обычным методом γ-облучения, в то время как PP требует использования газообразного оксида этилена.Таким образом, PVDF может использовать преимущества эффективности и удобства стерилизации гамма-облучением. Как и полипропиленовые нити, нити из ПВДФ не должны иметь в своей химической структуре никаких элементов O2. Однако на поверхности швов из ПВДФ и ПП были обнаружены продукты окисления, что было подтверждено электронной спектроскопией для химического анализа. Количество элемента O2 на поверхности швов из ПВДФ и ПП составляло 7,4% и 7,9% соответственно. Однако объемные данные FTIR не выявили таких продуктов окисления. Это говорит о том, что окисление ПВДФ и ПП происходит во время формования волокон из расплава и в основном ограничивается поверхностью шовных волокон.

Нити из PVDF

показали аналогичную гистологическую реакцию на шов из полипропилена (Urban et al. , 1994). В конце 6-месячной имплантации взрослым беспородным собакам швы PVDF были заключены в тонкий слой новообразованной соединительной ткани без воспалительных клеток. Эксплантированные и очищенные швы из ПВДФ не выявили видимых повреждений или деградации поверхности.

Трубы из ПВДФ, специальные профили и вытяжное волокно

Специальное оптоволоконное покрытие - PVDF может поставляться в качестве специального покрытия для защиты чувствительного волоконно-оптического кабеля от истирания и сложных химических сред, например, в нефтегазовой промышленности.Волоконная оптика с покрытием приобретает механическую прочность, а также защищает от ультрафиолетового излучения при использовании на открытом воздухе.

Пользовательские профили - В Zeus мы преуспеваем в производстве нестандартных профилей с жесткими допусками и специальных форм для наших экструдированных продуктов. Мы предлагаем трубы из ПВДФ в экструдированных профилях, изготовленных по индивидуальному заказу, которые включают трубы со специальной поверхностью, шлицы и другие уникальные формы. Специально разработанные поверхности можно наносить на внутренний, внешний или оба диаметра трубки. Мы разработали технологию, позволяющую воплотить концепцию в жизнь уникальных экструдированных профилей.

Травление - Хотя трубки из ПВДФ полностью свариваются в расплаве, трубки также можно подвергать химическому травлению для улучшения сцепления с другими материалами. Травление может производиться по всей длине трубки или по длине на конце. Наши экструзии трубок также могут быть вытравлены по внутреннему диаметру, внешнему диаметру или по обоим параметрам для создания поверхности с хорошей адгезией.

Экструдированная трубка - трубка из ПВДФ может использоваться для защиты ее содержимого от химических загрязнений и механических нагрузок, а также обеспечивает изоляцию для электрических целей.Улучшенные механические, физические и химические свойства ПВДФ делают этот полимер отличным вариантом трубок для отраслей промышленности, которые полагаются на эти критерии. Химическая стойкость ПВДФ делает эту трубку отличным переносчиком почти всех часто встречающихся химикатов. Это открывает широкий спектр возможностей для труб из ПВДФ, таких как фармацевтическая и лабораторная, пищевая и нефтехимическая промышленность. Устойчивость ПВДФ к ультрафиолетовому излучению позволяет использовать эту трубку в течение длительного времени на открытом воздухе, где она сохраняет свои характерные свойства.Трубки со спиральной нарезкой - это модификация после экструзии, которую мы создаем для формирования расширяемых трубок для жгутов и жгутов проводов. Эта трубка также доступна в виде специальной изоляционной трубки, которая точно соответствует потребностям вашего электрического применения.

Волокно - стойкое к ультрафиолетовому излучению, механически прочное и стойкое к истиранию волокно ПВДФ - отличный материал с прочными свойствами по конкурентоспособной цене. PVDF является химически и радиационно стойким и имеет температуру непрерывной эксплуатации 302 ° F (150 ° C).PVDF также может быть вплетен в сетку фильтра. Этот материал обладает прочностью, необходимой даже для самых сложных швов ткани. Волокно PVDF также является отличным материалом для плетения проволоки. Стандартный размер моноволокна составляет от 0,003 дюйма (0,076 мм) до 0,040 дюйма (1,016 мм). Мононить ПВДФ легкая и стерилизуемая. Эта моноволокна доступна по индивидуальному заказу.

Наполнители - PVDF доступен с рядом наполнителей для дальнейшей адаптации вашего продукта к вашему конкретному применению.Например, углеродные наполнители увеличивают рассеивание электричества смолой; барий и висмут обеспечивают рентгеноконтрастность катетеров и других медицинских устройств; а пигменты добавляют цвет. Дополнительные наполнители доступны по запросу.

Многоканальная трубка - Многоканальная трубка Zeus содержит множество просветов, или «проходов», образующих несколько рабочих каналов, которые проходят по всей длине трубки. Эти каналы позволяют пропускать через трубку несколько инструментов, проводов, волокон или жидкостей, но находятся внутри одной трубки с внешним диаметром.Многопросветные трубки широко используются в медицинских устройствах, таких как катетеры, а также в электронных устройствах и приложениях для работы с жидкостями. Наши многопросветные трубки изготавливаются с жесткими допусками и в соответствии с высочайшими стандартами качества.

Модификация поверхности мембраны из поливинилиденфторида (ПВДФ) посредством радиационной прививки: новые механизмы, лежащие в основе интересного улучшения характеристик мембраны

  • 1.

    Лю, Д., Чжу, Дж., Цю, М. и Хе, К.Необрастающие свойства микрофильтрационной мембраны из ПВДФ с привитым поли (лизинметакриламидом) для отделения растворенных веществ. Сентябрь Purif. Technol. 171 , 1–10, DOI: 10.1016 / j.seppur.2016.07.006 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 2.

    Zhang, W. et al. . Пенопластовая мембрана с микро / нано-иерархическим слоем поли (акриловой кислоты) с привитым поли (винилиденфторидом) для термостатируемого разделения тяжелой нефти / воды. Сентябрь Purif. Технол . 156 , часть 2, 207–214 (2015).

  • 3.

    Онг, Ю. К. и др. . Последние разработки мембран для процессов первапорации. Успехи полимеров 57 , 1–31, DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2016.02.003 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 4.

    Чжао, К., Сюй, X., Чен, Дж. И Ян, Ф. Влияние концентрации оксида графена на морфологию и противообрастающие свойства мембран для ультрафильтрации из ПВДФ. Журнал экологической химической инженерии 1 , 349–354, DOI: 10.1016 / j.jece.2013.05.014 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 5.

    Лю, Л., Чен, Х. и Ян, Ф. Повышение эффективности мембраны путем смешивания ПММА-TiO2 с привитым ATRP или ПММА-ПСБМА-TiO2 в PVDF. Сентябрь Purif. Technol. 133 , 22–31, DOI: 10,1016 / j.сентябрь.2014.06.015 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 6.

    Tang, YP, Cai, T., Loh, D., O'Brien, GS & Chung, TS Создание необрастающей поверхности просвета на мембране из полых волокон из поливинилиденфторида с помощью стратегии цвиттерионной привитой сополимеризации . Сен Purif Technol 176 , 294–305, DOI: 10.1016 / j.seppur.2016.12.012 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Хуанг, К., Сяо, К. и Шен, Ю. X. Последние достижения в технологии мембранных биореакторов для очистки сточных вод в Китае. Передняя среда Sci En 4 , 245–271, DOI: 10.1007 / s11783-010-0240-z (2010).

    Артикул Google ученый

  • 8.

    Lin, H. et al. . Критический обзор внеклеточных полимерных веществ (EPS) в мембранных биореакторах: характеристики, роль в загрязнении мембран и стратегии контроля. J. Membr. Sci 460 , 110–125, DOI: 10.1016 / j.memsci.2014.02.034 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 9.

    Рана Д., Мацуура Т. и Нарбаитц Р. М. Новые гидрофильные модифицирующие поверхность макромолекулы для полимерных мембран: концы полиуретана, закрытые гидроксигруппой. J. Membr. Sci 282 , 205–216, DOI: 10,1016 / j.memsci.2006.05.024 (2006).

    CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Meng, J.-Q., Chen, C.-L., Huang, L.-P., Du, Q.-Y. И Чжан, Ю.-Ф. Модификация поверхности PVDF мембраны посредством AGET ATRP непосредственно с поверхности мембраны. Заявл. Серфинг. Sci. 257 , 6282–6290, DOI: 10.1016 / j.apsusc.2011.02.062 (2011).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Zhao, G. & Chen, W. N. Разработка мембраны из поли (винилиденфторида) -g-p (гидроксиэтилметакрилат-N-изопропилакриламид) путем модификации поверхности для повышения устойчивости к загрязнению и свойств высвобождения. Заявл. Серфинг. Sci. 398 , 103–115, DOI: 10.1016 / j.apsusc.2016.11.138 (2017).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Тели, С. Б., Молина, С., Сотто, А., Кальво, Э. Г. и Абаджоб, Дж. Д. Устойчивые к обрастанию полисульфон-PANI / TiO2 ультрафильтрационные нанокомпозитные мембраны. Промышленные и инженерные исследования в области химии 52 , 9470–9479 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    Ши, Ф., Ма, Ю., Ма, Дж., Ван, П. и Сан, В. Приготовление и характеристика гибридных мембран ПВДФ / TiO2 с различной дозировкой нано-TiO2. Журнал мембрановедения 389 , 522–531, DOI: 10.1016 / j.memsci.2011.11.022 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Шен Л. и др. . Получение и характеристика гибридных мембран ZnO / полиэфирсульфон (PES). Опреснение 293 , 21–29, DOI: 10.1016 / j.desal.2012.02.019 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 15.

    Балта, С. и др. . Новый взгляд на улучшение мембран с помощью наночастиц: альтернатива ZnO. J. Membr. Sci 389 , 155–161, DOI: 10.1016 / j.memsci.2011.10.025 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Шен, Ж.-Н., Жуань, Х.-М., Ву, Л.-Г. И Гао, К.-Дж. Приготовление и определение характеристик органо-неорганической композитной ультрафильтрационной мембраны PES – SiO 2 для предварительной обработки сырой воды. Журнал химической инженерии 168 , 1272–1278, DOI: 10.1016 / j.cej.2011.02.039 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Цуй, А., Лю, З., Сяо, К. и Чжан, Ю. Влияние микрочастиц SiO2 на характеристики мембран из смеси ПВДФ с помощью TIPS. Журнал мембрановедения 360 , 259–264, DOI: 10,1016 / j.memsci.2010.05.023 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 18.

    Рахимпур А. и др. . Новые функционализированные углеродные нанотрубки для улучшения поверхностных свойств и производительности полиэфирсульфоновой (PES) мембраны. Опреснение 286 , 99–107, DOI: 10.1016 / j.desal.2011.10.039 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Vatanpour, V., Madaeni, S. S., Moradian, R., Zinadini, S. & Astinchap, B. Изготовление и характеристика новой противообрастающей нанофильтрационной мембраны, изготовленной из нанокомпозита оксидированных многослойных углеродных нанотрубок / полиэфирсульфона. Журнал мембрановедения 375 , 284–294, DOI: 10.1016 / j.memsci.2011.03.055 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 20.

    Зинадини, С., Зинатизаде, А.А., Рахими, М., Ватанпур, В. и Зангене, Х. Приготовление новой противообрастающей мембраны из полиэфирного волокна со смешанной матрицей путем встраивания нанопластин из оксида графена. Журнал мембрановедения 453 , 292–301, DOI: 10.1016 / j.memsci.2013.10.070 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Тан, Ю. П. и др. . Одновременно ковалентный и ионный мостик для предотвращения обрастания мембран из полых волокон из нанокомпозитов с добавлением GO. Журнал химии материалов A 3 , 10573–10584, DOI: 10.1039 / C5TA01715G (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 22.

    Kang, G.-D. И Цао, Ю.-М. Разработка противообрастающих мембран обратного осмоса для водоподготовки: обзор. Исследование воды 46 , 584–600, DOI: 10.1016 / j.watres.2011.11.041 (2012).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 23.

    Нади, Н. и др. . Методы модификации поли (арилсульфоновых) мембран: мини-обзор, посвященный модификации поверхности. Опреснение 275 , 1–9, DOI: 10.1016 / j.desal.2011.03.010 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 24.

    Чжао, К., Сюэ, Дж., Ран, Ф. и Сан, С. Модификация полиэфирсульфоновых мембран - обзор методов. Успехи материаловедения 58 , 76–150, DOI: 10.1016 / j.pmatsci.2012.07.002 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Feng, Y. et al. . Влияние полиэтиленгликоля на образование мембран и свойства гидрофильных сульфированных полифениленсульфоновых (sPPSU) мембран. J Мембрана Sci .

  • 26.

    Назри, Н. А. М. и др. . Характеристики мембран на основе ПАН с привитыми сополимерами, несущими гидрофильные сегменты ПВС и ПАН при прямой ультрафильтрации сточных вод натурального каучука. Опреснение 358 , 49–60, DOI: 10.1016 / j.desal.2014.12.012 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Ulbricht, M., Matuschewski, H., Oechel, A. & Hicke, H.-G. Модификации поверхности фотоиндуцированной прививочной полимеризации для получения гидрофильных и низкопротен-адсорбирующих ультрафильтрационных мембран. Журнал мембрановедения 115 , 31–47, DOI: 10.1016 / 0376-7388 (95) 00264-2 (1996).

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    Ху, М.-Х., Ян, К. и Сюй, З.-К. Повышение гидрофильности полипропиленовых микропористых мембран путем прививки 2-гидроксиэтилметакрилата за счет синергетического эффекта фотоинициаторов. Журнал мембрановедения 285 , 196–205, DOI: 10.1016 / j.memsci.2006.08.023 (2006).

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Wavhal, D. S. & Fisher, E. R. Гидрофильная модификация полиэфирсульфоновых мембран путем привитой полимеризации, индуцированной низкотемпературной плазмой. Журнал мембрановедения 209 , 255–269, DOI: 10.1016 / j.nano.2008.04.001 (2002).

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Даргавилль, Т. Р., Джордж, Г. А., Хилл, Д. Дж. Т., Уиттакер, А. К. Прививка фторполимеров с помощью высокоэнергетического излучения. Успехи полимеров 28 , 1355–1376, DOI: 10.1016 / S0079-6700 (03) 00047-9 (2003).

    CAS Статья Google ученый

  • 31.

    Nasef, M. M. & Hegazy, E.-S. A. Получение и применение ионообменных мембран путем прививки, индуцированной излучением, полярных мономеров на неполярных пленках. Успехи полимеров 29 , 499–561, DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2004.01.003 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Mok, S., Worsfold, D. J., Fouda, A. & Matsuura, T. Модификация поверхности мембран из полых волокон из полиэфирсульфона с помощью γ-излучения. Журнал прикладной науки о полимерах 51 , 193–199, DOI: 10.1002 / app.1994.070510120 (1994).

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Янг, Х. Х. и др. . Приготовление необрастающих мембран для микрофильтрации из порошка поли (N, N-диметилакриламида) привитого поливинилиденфторида (ПВДФ). Журнал химии материалов 21 , 11908–11915, DOI: 10,1039 / c1jm11348h (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Chen, L. et al. . Необрастающие мембраны для микрофильтрации, полученные из порошков поливинилиденфторид-привитой поли (N-винилпирролидон), синтезированных путем привитой полимеризации, индуцированной предварительным облучением. Журнал прикладной науки о полимерах 128 , 3949–3956, DOI: 10.1002 / app.v128.6 (2013).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Шин, И. Х., Хонг, С., Лим, С. Дж., Сон, Ю.-С. И Ким, T.-H. Модификация поверхности PVDF-мембраны путем радиационной привитой полимеризации для нового мембранного биореактора. J. Ind. Eng. Chem. 46 , 103–110, DOI: 10.1016 / j.jiec.2016.10.020 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 36.

    Хонг Х., Чжан М., Хе Й., Чен Дж. И Линь Х. Механизмы обрастания гелевого слоя в биореакторе с погруженной мембраной. Биоресурсы. Технол 166 , 295–302, DOI: 10.1016 / j.biortech.2014.05.063 (2014).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 37.

    Чжоу, С. и др. . Нанесение щеток из полиакриловой кислоты на циркониевые мембраны: уменьшение загрязнения и легкость очистки. Сентябрь Purif. Technol. 114 , 53–63, DOI: 10.1016 / j.seppur.2013.04.023 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Deng, B. et al. . Необрастающие мембраны для микрофильтрации, полученные из порошка поливинилиденфторида, привитого акриловой кислотой или метакриловой кислотой, синтезированного путем привитой полимеризации, индуцированной предварительным облучением. Журнал мембрановедения 350 , 252–258, DOI: 10.1016 / j.memsci.2009.12.035 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Zheng, L. L. et al. . Взаимодействие белка теплового шока Cpn10 с субстратом циклина E / Cdk2 ядерного белка при атаксии-телеангиэктазии (NPAT) участвует в регуляции транскрипции гистонов. J Biol Chem 290 , 29290–29300, DOI: 10.1074 / jbc.M115.659201 (2015).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 40.

    Wang, F. et al. . Влияние ионной силы на загрязнение мембраны в мембранном биореакторе. Биоресурсы. Технол 156 , 35–41, DOI: 10.1016 / j.biortech.2014.01.014 (2014).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 41.

    Ито, Ю., Очиай, Ю., Парк, Ю. С., Иманиши, Ю. pH-чувствительный гейтинг путем изменения конформации полипептидной щетки, трансплантированной на пористую полимерную мембрану. Журнал Американского химического общества 119 , 1619–1623, DOI: 10.1021 / ja963418z (1997).

    CAS Статья Google ученый

  • 42.

    Лю, К. Ф., Ли, К. Х. и Ким, Х. Оценка рабочих характеристик щелочно-обработанных поливинилиденфторидных мембран. Сентябрь Научно-технический 45 , 1209–1215, DOI: 10.1186 / s40199-014-0077-2 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Zhao, C., Nie, S., Tang, M. & Sun, S. Полимерные pH-чувствительные мембраны - обзор. Прог. Polym. Sci. 36 , 1499–1520, DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2011.05.004 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Янг, С. и др. . Модификация поверхности полипропиленовой мембраны путем прививочной полимеризации ОПЦ и иммобилизация фотокатализаторов TiO2 для разложения фенола в реакторе с фотокаталитической мембраной. Сентябрь Purif. Technol. 83 , 157–165, DOI: 10.1016 / j.seppur.2011.09.030 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 45.

    You, J.-O. & Огюст, Д. Т. Регулируемая с помощью обратной связи доставка паклитаксела на основе наночастиц поли (N, N-диметиламиноэтилметакрилат-со-2-гидроксиэтилметакрилата). Биоматериалы 29 , 1950–1957, DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2007.12.041 (2008).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 46.

    Ху, Л., Чу, Л.-Й., Ян, М., Ван, Х.-Д. & Hui Niu, C. Получение и характеристика новых катионных pH-чувствительных поли (-диметиламиноэтилметакрилатных) микрогелей. J. Colloid. Интерф. Sci. 311 , 110–117, DOI: 10.1016 / j.jcis.2007.02.063 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Янг, К., Цао, Ю., Сан, К., Лю, Дж. И Ван, Х. Функциональные группы привитых нетканых материалов для фильтрации крови - Влияние функциональных групп и смачиваемости на адгезию лейкоциты и тромбоциты. Заявл. Серфинг. Sci. 257 , 2978–2983, DOI: 10.1016 / j.apsusc.2010.10.103 (2011).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Ван, Л.-Л. и др. . Прививка метоксиполиэтиленгликоля на полипропиленовой мембране для улучшения противообрастающих характеристик - Влияние длины подвески и плотности прививки. Сентябрь Purif. Technol. 164 , 81–88, DOI: 10.1016 / j.seppur.2016.03.010 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 49.

    Канг, Дж. С., Шим, Дж. К., Ха, Х. и Ли, Ю. М. Коллоидная адсорбция альбумина бычьей сыворотки на пористой полипропилен-g-поли (2-гидроксиэтилметакрилатной) мембране. Langmuir 17 , 4352–4359, DOI: 10.1021 / la001310y (2001).

    CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Raiado-Pereira, L., Carapeto, AP, Botelho do Rego, AM & Mateus, M. Прививка лигандов гидрофобного и аффинного взаимодействия на мембранные адсорберы: «вид» крупным планом с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии . Сентябрь Purif. Technol. 93 , 75–82, DOI: 10.1016 / j.seppur.2012.03.028 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 51.

    Варгас-Гарсия, А., Торрестиана-Санчес, Б., Гарсия-Боркес, А. и Агилар-Усканга, Г. Влияние прививки на микроструктуру, состав и поверхность, а также транспортные свойства керамических мембран для осмотического воздействия. испарение. Сентябрь Purif. Technol. 80 , 473–481, DOI: 10.1016 / j.seppur.2011.05.030 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • Влияние свойств связующего из поливинилиденфторида (ПВДФ) на электроды из LiNi0,33Co0,33Mn0,33O2 (NMC), полученные методом порошкового покрытия

    Мы исследовали влияние молекулярной массы связующего из поливинилиденфторида (ПВДФ) на электрохимические характеристики и механическую целостность LiNi 0,33 Co 0,33 Mn 0.33 O 2 электродов (NMC), изготовленных методом сухого порошкового покрытия. Сравнивались микроструктура, прочность связи и электрохимическое поведение электродов, изготовленных из двух типов полимеров ПВДФ. Мы показываем, что тонкий слой PVDF может образовываться на поверхности частиц NMC после нагрева PVDF до температуры выше его точки плавления. Микроструктура и пористость слоя ПВДФ сильно зависят от молекулярной массы ПВДФ. С увеличением молекулярной массы слой PVDF становится более пористым, улучшая высокоскоростную емкость без снижения прочности связывания и длительных циклических характеристик электродов.

    Перезаряжаемые литий-ионные батареи (LIB) широко используются в нашей повседневной жизни из-за их относительно высокой плотности энергии и удельной мощности. 1,2 Однако LIB обширны для многих приложений. 3,4 Сегодня производство типичных электродов начинается со смешивания активных материалов, проводящих агентов, полимерных связующих и растворителей для образования суспензии, заливки суспензии на металлическую фольгу (Al или Cu), когда она достигает соответствующей вязкости, сушки суспензии. для формирования пористого электрода. 5 Высушенные электроды каландрируют для улучшения электропроводности и дополнительно сушат для удаления остаточного растворителя и влаги перед изготовлением ячеек. 6 Во многих коммерческих LIB в качестве связующего используется поливинилиденфторид (PVDF) из-за его превосходной электрохимической стабильности, смачиваемости электролитами и приемлемой прочности сцепления между слоистыми электродами и токосъемниками. 7 PVDF представляет собой синтетический полимер с длинноцепочечной полукристаллической структурой с повторяющимся звеном (CH 2 CF 2 ), которому требуется N-метил-2-пирролидон (NMP) в качестве растворителя для растворения частицы полимера для приготовления суспензии.Использование NMP увеличивает стоимость материала и производства электрода, поскольку NMP является дорогостоящим, токсичным и легковоспламеняющимся веществом, а также требует энергии для сушки и улавливания. 4,6,8–15 За счет отказа от использования NMP стоимость изготовления электродов может быть снижена примерно на 15%. 16

    Электростатическое напыление (ESD), процесс нанесения сухого порошкового покрытия, является одним из многообещающих методов снижения стоимости производства LIB за счет отказа от использования органических растворителей. 16–18 Электростатический разряд обычно используется в автомобильной окраске, пищевой и фармацевтической промышленности. 19 Для исследования производства аккумуляторов с помощью электростатического разряда изготавливались электроды заданной морфологии. 20 В процессе электростатического разряда частицы заряжаются высоким напряжением. После того, как заряженные частицы нанесены на заземленную металлическую подложку, каждая частица индуцирует заряд равной величины, но противоположной полярности (заряд зеркала) на заземленной металлической поверхности. Противоположные заряды создают электростатическую силу, удерживающую частицы на поверхности металла.

    Несколько исследовательских групп исследовали процесс изготовления электродов с помощью электростатического разряда. Hiroya et al. сообщили о процессе изготовления катода с использованием трибозарядной пушки. 18 Порошки электродов с сухой смесью содержат LiCoO 2 (LCO, активный материал), углеродные наночастицы (проводящая добавка) и наночастицы полиметилметакрилата (ПММА, полимерное связующее), распыленные в воздухе с образованием заряженного порошкового облака. Заряженные порошки переносились на заземленную алюминиевую подложку и скатывались в электроды.Ludwig et al. сообщили о производстве электродов, содержащих LCO или LiNi 0,33 Co 0,33 Mn 0,33 O 2 (NMC), технический углерод и PVDF с использованием электростатического разряда и горячей прокатки для улучшения прочности связывания электродов. 16 Аль-Шруфи и др. сообщили о методе изготовления электродов из NMC с использованием электростатического разряда, обжига в печи и прокатки при комнатной температуре. 17 Сообщалось, что электроды сохраняли емкость 80% в течение более 300 циклов. Лю и др.сообщили о производстве долговечных электродов, содержащих 90 мас.% NMC с электростатическим разрядом и горячей прокаткой, которые сохраняют емкость более 80% после 500 циклов. 21

    Для обычного процесса нанесения покрытия влажной суспензией полимеры PVDF растворяются в растворителе NMP, и полимерные цепи распутываются до структуры произвольной спирали. 22 Согласно Zheng et al., Активные частицы в электродной суспензии после смешивания окружены цепями PVDF. 23 Полимеры PVDF с высокой молекулярной массой выбираются в качестве связующих для предотвращения агломерации или осаждения во время процессов литья и сушки суспензии. 24 Хотя влияние свойств PVDF на электроды с мокрым покрытием из суспензии было тщательно исследовано, 24–27 их влияние на электроды с сухим покрытием все еще неизвестно. Таким образом, важно исследовать, как свойства PVDF влияют на электроды, изготовленные с помощью процесса ESD.

    Путем наблюдения за микроструктурой, испытаний на сопротивление отслаиванию, испытаний на царапание и электрохимических измерений в этой статье мы раскрываем влияние молекулярной массы PVDF на электроды из NMC, изготовленные с помощью ESD.

    Свойства связующих PVDF

    В качестве связующих для электродов использовались два имеющихся в продаже полимера PVDF с разной молекулярной массой: один от Arkema (Kynar HSV 900, обозначен как HSV 900), а другой от Alfa Aesar (Alfa Aesar 44080, обозначен как " Альфа Эсар »). Некоторые свойства полимеров ПВДФ собраны в Таблице I. 28–31 Размер частиц порошков был определен по изображениям, полученным с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), которые показаны на рис. S1 в дополнительной информации.

    Таблица I. Свойства двух типов полимеров ПВДФ, использованных в данном исследовании. 1-3

    906

    рад с −1 (кПуаз)
    Размер частиц Плавка Молекулярный Вязкость расплава при 230 ° C, Скорость течения расплава при 230 ° C, специальный
    ПВДФ (мкм) температура (° C) вес (кДа) 21.Нагрузка 6 кг (г за 10 мин) Плотность (г · см −3 )
    HSV 900 2-40 162-172 92840 и 1367 47-53 НЕТ 1,78
    Альфа Эсар 6-50 155-160 350 24-30 6-14 1,76

    Изготовление электродов

    Приготовление электродных порошков

    Порошковые смеси, состоящие из 90 мас.% LiNi 0.В планетарном смесителе (Mazerustar KK- 250С, Курабо) на 4 цикла. Каждый цикл длился 4 минуты (уровень скорости вращения 3, уровень скорости вращения 9). Температура порошков в конце цикла смешивания составляла менее 70 ° C, измеренная инфракрасным термометром (ETEKCITY). Порошковая смесь охлаждалась на воздухе между каждым циклом в течение приблизительно 1 минуты.

    Подготовка электродов

    Ручной распылитель порошкового покрытия (Encore LT Manual Powder Coating System, Nordson) использовался для процесса ESD. Один кусок алюминиевой фольги толщиной 16 мкм использовался в качестве подложки электрода, один кусок электрически заземленной медной пластины (толщиной 250 мкм) использовался в качестве платформы. Рабочее напряжение 25 кВ. Давление распыления и потока составляло 7 фунтов на квадратный дюйм. Время распыления составляло 45 секунд. Направление распыления было 45 o с расстоянием 20 см между наконечником распылителя и алюминиевой подложкой.Термическую активацию проводили путем переноса покрытых сухим порошком электродов в печь (DKN812, Yamato) и обжига на воздухе. В качестве процесса термической активации использовались различные продолжительность выпечки и температуры, и для достижения оптимальных результатов была выбрана выпечка при 200 ° C в течение 1 часа.

    Обожженные электроды каландрировали при комнатной температуре с зазором 10 мкм с помощью компактного электрического прокатного пресса (MTI Corp.). Каландрированные электроды перфорировали в диски диаметром 12 мм с помощью прецизионного дискового резака (MTI corp.) и перенесен в бардачок. Пористость электродов с сухим покрытием после каландрирования составляла около 30%. Средняя загрузка электродных дисков составила 2,4 мАч / см 2 . Средняя толщина после каландрирования составила 59 мкм.

    Определение характеристик

    Определение морфологии

    Морфологию поверхности исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) (FEG 250, Quanta).

    Механические измерения

    Прочность связывания покрытых сухим порошком электродов измеряли с помощью теста на отслаивание и теста на царапание.Сила связывания измерялась тестом на отслаивание 180 o (Mh3-110, Imada, Inc.) на основе стандарта ASTM-D903. Скорость составляла 60 мм в минуту. Фольгу из алюминия разрезали на полоски шириной 1 см перед процессом нанесения покрытия сухим порошком. Полоски с покрытием нагревали до 200 ° C в печи и каландрировали по отдельности. Каландрированная полоса прикреплялась к столику для образца двусторонней липкой лентой. Прочность сцепления между частицами NMC измеряли с помощью теста на царапание (NanoTest Vantage, Micro Materials Limited) с использованием конической алмазной иглы.Радиус острия составлял 10 мкм, угол конуса составлял 60 o . Диск электрода диаметром 12 мм был приклеен к плоскому предметному столику в качестве образца царапины. Царапина 2000 мкм была сделана путем скольжения образца по кончику. Приложенная нагрузка составляла от 0,1 мН до 20 мН.

    Изготовление монетных ячеек и электрохимические измерения

    Монетные ячейки (CR2025) были собраны с использованием автоматического устройства для обжима монетных ячеек (KTE-20S-D, Hohsen) внутри перчаточного ящика, заполненного аргоном (MBraun). Фольга из металлического лития (99.9%, Sigmae-Aldrich) использовали в качестве противоэлектрода. Один кусок полипропиленовой мембраны (Celgard 2400) использовали в качестве разделителя. Электролит представлял собой 1 М LiPF6 в этиленкарбонате / этилметилкарбонате (EC / EMC 3: 7 по объему, Gotion) с 2% виниленкарбоната (VC, Gotion). Электрохимические характеристики собранных ячеек проводили с использованием потенциостата (BCS-805, Bio-logic). Плотность тока для 1С определена как 160 мА г -1 . Циклические тесты проводились с заданной скоростью, начиная с 0.От 1 до 5 ° C, от 3,0 до 4,3 В. В монетном элементе поддерживали напряжение 4,3 В до тех пор, пока ток не упал ниже 0,05 ° C после каждого цикла зарядки. Измерения спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) проводили с использованием потенциостата (VMP-3, Bio-logic) от 10 мГц до 1 МГц, сигнал 10 мВ переменного тока. Круглые плоские элементы были разряжены до 3,0 В и удерживались при 3 В до тех пор, пока ток не упал ниже 0,0025 ° C. Все клетки отдыхали в течение 12 часов перед измерением EIS.

    Измерение поверхностного натяжения

    Поверхностное натяжение гранул ПВДФ получали с помощью анализатора формы капли (DSA 100S, KRÜSS GmbH) при комнатной температуре.Деионизированная (ДИ) вода и ДИ вода / этанол 1: 1 использовали в качестве тестовых жидкостей. Порошки ПВДФ прессовали в таблетку в форме диска диаметром 12,5 мм с помощью пресс-формы при комнатной температуре. Давление прессования составляло 263 МПа. 16 Шероховатость поверхности таблеток измеряли с помощью Optical Surface Profiler (Zygo NewView 7300). Поверхностная энергия рассчитывалась методом Оуэнса, Вендта, Рабеля и Кельбла (OWRK).

    Расчет пористости электрода

    Пористость электрода без алюминиевой подложки рассчитывалась в соответствии со следующими уравнениями: 5,32

    Массовый% и теоретическая плотность NMC и углеродной сажи равны 4.8 г см −3 и 1,94 г см −3 соответственно. Теоретическая плотность PVDF Alfa Aesar и PVDF HSV 900 составляет 1,76 г / см -3 и 1,78 г / см -3 , соответственно.

    Настройка системы распыления

    Есть два типа коммерческих систем ESD: турбонаддув и коронный заряд. Система турбонаддува заряжает распыленные частицы, контактируя и отделяя их от стены. Накопление заряда у частиц является сложным и не подходит для проводящих материалов.Система зарядки коронным разрядом заряжает распыленные частицы отрицательно заряженными свободными ионами, генерируемыми приложенным электрическим полем. Для этого исследования выбрана система напыления с коронным разрядом, поскольку она может использоваться как с изоляционными, так и с проводящими материалами. 33,34 Для системы распыления коронного заряда приложенное напряжение должно быть достаточно высоким, чтобы заряжать материалы, создавая электростатическую силу, достаточную для удержания частиц на подложке. Однако, если приложенное напряжение слишком велико, осажденные частицы быстро создадут сильное электрическое поле внутри порошкового покрытия, ионизируя воздух, находящийся между порошками, с образованием потоков положительных ионов и отрицательных электронов внутри.Новые потоки ионов нейтрализуют или заряжают осажденные частицы противоположным образом, а потоки электронов отталкивают заряженные частицы, выбрасывая материалы из покрытия и образуя поверхностные дефекты. 19,35–38 Были испытаны приложенные напряжения 50 кВ и 25 кВ, поверхности покрытия показаны на рис. 1. Покрытие заряженным порошком на 50 кВ имело множество макроскопических дефектов на поверхности, которые обнажали металлическую подложку под ним, как показано на рис. 1а. На поверхности заряженного порошкового покрытия напряжением 25 кВ, показанного на рис.1b. Поэтому для изготовления образцов для испытаний использовалась установка 25 кВ. Дополнительные изображения поверхностей покрытия показаны на рис. S2 в дополнительной информации.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 1. Фотографии поверхности электродов, выполненные методом электростатического разряда с использованием (а) 50 кВ и (б) 25 кВ. Белые пятна - это дефекты, обнажающие алюминиевую фольгу.

    Характеристика PVDF

    Чтобы помочь понять влияние процесса нагрева, порошки PVDF были напылены на алюминиевую подложку с помощью того же процесса ESD.После этого структура частиц ПВДФ до и после термообработки была исследована с помощью СЭМ. Как показано на фиг. 2, полученные частицы ПВДФ диаметром от 2 до 60 мкм состоят из первичных частиц диаметром около 300 нм. После нагревания при 200 ° C в течение 1 часа PVDF Alfa Aesar полностью покрыл подложку, в то время как первичные частицы PVDF HSV900 увеличились в размерах, но все еще сохраняли свою сферическую форму.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рисунок 2. СЭМ-изображения порошков ПВДФ до и после процесса термоактивации: (а) и (б) - Alfa Aesar; (c) и (d) представляют собой HSV 900.

    На текучесть расплава полимера при нулевом давлении в основном влияют молекулярно-массовое распределение и время нагрева. 39–41 Кроме того, на характеристики текучести расплава может влиять поверхностное натяжение, вызванное различными добавками. Поверхностное натяжение таблеток ПВДФ было измерено для исследования возможного эффекта поверхностного натяжения. 16 Краевые углы смачивания капель деионизированной воды на гранулах Alfa Aesar и HSV 900 составляли 86.74 o и 87,25 o соответственно. Краевые углы смачивания капли деионизированной воды / этанола 1: 1 на гранулах Alfa Aesar и HSV 900 составляли 37,00 ° и 36,63 ° , соответственно. Поверхностное натяжение, измеренное методом Sessile Drop Technique, составило 24,37 мН м -1 (Alfa Aesar PVDF) и 25,03 мН м -1 (HSV 900 PVDF), показывая, что поверхностное натяжение этих двух полимеров очень похоже. Небольшая разница в поверхностном натяжении может происходить из-за шероховатости поверхности, которая равна 0.299 ± 0,013 мкм для гранул Alfa Aesar и 0,255 ± 0,003 мкм для гранул HSV 900. 42 Типичные карты поверхности показаны на рис. S3 в дополнительной информации.

    Частицы PVDF HSV 900 подвергали обжигу при 200 ° C в течение 5 часов для исследования влияния времени нагрева на характеристики потока HSV 900, показанного на рис. 3. Частицы PVDF HSV 900 сохраняют свою сферическую форму без растекания. на подложке, показывая, что ограниченная текучесть расплава смесей HSV 900 PVDF при 200 ° C в основном вызвана ее высокой молекулярной массой. 41,43

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 3. Порошковое покрытие HSV 900 после процесса термической активации при 200 ° C в течение (a) 1 часа, (b) 2 часов и (c) 5 часов.

    Характеристика структуры электрода

    Порошки PVDF смешивали с частицами NMC для изучения смачиваемости PVDF на поверхностях NMC, как показано на рис. 4. Весовое соотношение (NMC: PVDF) составляло 18: 1.Вторичные частицы ПВДФ разбились в процессе сухого перемешивания, образуя тонкий слой на поверхности NMC. После процесса термической активации расплавленные частицы PVDF Alfa Aesar полностью покрыли поверхность NMC, образуя плотный слой. Напротив, расплавленный PVDF HSV 900 частично покрыл поверхность NMC.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 4. СЭМ изображения : (а) NMC / Alfa Aesar до термической активации; (b) NMC / Afla Aesar после термической активации; (c) NMC / HSV 900 перед термической активацией; (d) NMC / HSV 900 после термической активации.

    Морфология термоактивированной порошковой смеси NMC / CB / PVDF показана на рис. 5a – 5e. В порошковой смеси с Alfa Aesar на поверхности NMC находится тонкий слой PVDF, показанный на рис. 5b – 5c. Эта структура согласуется с наблюдением на рис. 4b. Добавленные частицы CB были связаны с поверхностью NMC расплавленным PVDF. В порошковых смесях с ПВДФ HSV 900 на поверхности NMC обнаружен пористый слой, показанный на рис. 5д. Это можно понять как то, что высокая молекулярная масса HSV 900 PVDF может препятствовать свободному течению полимера по поверхности NMC во время процесса термической активации.В результате они связывают только частицы CB или PVDF поблизости, не распространяясь и полностью покрывая частицы NMC. В обоих электродных порошках наблюдались некоторые оголенные участки NMC и агрегаты CB / PVDF. Разрушенные частицы NMC были обнаружены на обеих поверхностях электродов после каландрирования.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 5. СЭМ изображения NMC, CB и PVDF после термической активации.(а) Поверхность электрода с PVDF Alfa Aesar. (б) и (в) области в желтом и синем прямоугольниках соответственно. (d) Поверхность электрода с PVDF HSV 900. (e) Область в зеленых прямоугольниках. (f) Поверхности электродов после каландрирования PVDF Alfa Aesar (слева) и HSV900 (справа).

    Характеристика силы связывания

    Прочность связывания электродов измеряли с помощью теста на отслаивание 180 ° на основе стандарта ASTM D903. 44 Измеренные значения прочности на отслаивание показаны на рис.6а. Электрод с порошковым покрытием из Alfa Aesar PVDF имеет немного более высокую среднюю прочность на отслаивание (0,04 Н · см -1 ), чем электрод с HSV 900 (0,03 Н · см -1 ), что может быть вызвано повышенным граница раздела между расплавленным ПВДФ и алюминиевой подложкой. Поверхности подложки после испытания на отслаивание показаны на рис. 6b – 6d. На подложке электрода с PVDF Alfa Aesar остались некоторые частицы NMC, что показывает, что разрушение произошло как внутри электрода, так и на границе раздела электрод-подложка, а когезия PVDF / NMC и адгезия PVDF / Al вносят вклад в измеренную прочность на отслаивание.На подложке электрода с PVDF HSV 900 практически не осталось частиц NMC, что свидетельствует о том, что разрушение произошло в основном на границе раздела электрод-подложка. Следовательно, образцы HSV 900 имеют меньшие вариации прочности на отрыв, чем образцы Alfa Aesar.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 6. (a) Прочность связывания полос с порошковым покрытием. (b) Образцы подложек после испытания на отслаивание.(c) и (d) СЭМ-изображения поверхности образца подложки после испытаний на отслаивание.

    Для дальнейшего исследования когезионной прочности частиц электрода с порошковым покрытием, был проведен скретч-тест. Сила трения была измерена вдоль дорожки длиной 2000 мкм, показанной на рис. 7. Два типичных графика царапин были выбраны в качестве примеров, чтобы показать тенденции на рис. 7a. Согласно Чену и др., Сила сцепления между частицами связана с соотношением силы трения и приложенной силы. 45 Как показано на рис.7b, при одинаковых приложенных нагрузках измеренные следы силы трения перекрываются, что указывает на то, что сцепление, обеспечиваемое этими двумя PVDF, очень похоже.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 7. Испытание на царапание электродов с порошковым покрытием. (а) Графики приложенной нагрузки и силы трения в зависимости от расстояния до царапины. (б) Графики силы трения как функции приложенной нагрузки.

    Чтобы лучше понять механизм связывания в электродах с порошковым покрытием, была исследована структура поперечного сечения с EDS-картированием электрода с порошковым покрытием, показанная на рис.S4 в дополнительной информации. Термически активированный полимер PVDF связывает частицы электрода и токоприемник посредством взаимодействий Ван-дер-Уоллса, что аналогично электродам, изготовленным методом мокрого покрытия. 26,46 Хотя расплавленный PVDF с более низкой молекулярной массой распространяется и покрывает большую площадь частиц NMC, только PVDF между областью сужения, соединяющей две соседние частицы NMC, может обеспечивать связывающую силу, что согласуется с результатами Ludwig et al. al. 16 Следовательно, слои PVDF, сформированные на поверхности NMC, имеют ограниченный вклад в улучшение прочности связывания.

    Определение электрохимических характеристик

    Электрохимические свойства покрытых сухим порошком электродов были протестированы в конфигурации плоского элемента. Подробная информация о ячейках показана в Таблице II.

    Таблица II. Информация о монетной ячейке.

    Масса электрода Толщина Пористость
    Тест (мг · см −2 ) (мкм) (%)
    Альфа_сухая
    длительная езда на велосипеде 16.9 59,0 31
    Велоспорт с частотой C 16,7 58,7 32
    HSV_dry
    длительная езда на велосипеде 17,0 59,0 31
    Велоспорт с частотой C 16,8 59,3 31

    Циклические характеристики электродов с порошковым покрытием показаны на рис.8а. Хотя сопротивление отслаиванию электрода, изготовленного из HSV 900, немного ниже, чем у электрода, изготовленного из Alfa Aesar, на его характеристики это не повлияло. Электроды циклически повторяли при 0,2 ° C в течение 3 циклов, а затем при 0,5 ° C в течение 47 циклов. Удельная разрядная емкость электродов с сухим покрытием, изготовленных из Alfa Aesar PVDF (Alfa_dry) и HSV 900 PVDF (HSV_dry), составляет 159 и 161 мАч g −1 при 0,2 ° C и составляет 153 и 155 мАч g −1 при 0,5С соответственно. После 50 циклов емкости составили 148 и 146 мАч g -1 .В целом электрохимические характеристики покрытых сухим порошком электродов с различными связующими PVDF аналогичны. После 50-го цикла сохранение емкости Alfa_dry и HSV_dry составило 93% и 91% соответственно.

    Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

    Рис. 8. Результаты электрохимических измерений (а) длительные циклические характеристики; (b) производительность C-rate; (c) EIS электродов с порошковым покрытием.(d) Схематическое изображение поверхностей NMC с различными PVDF после термической активации.

    Показатели C-rate показаны на рис. 8b. Удельная разрядная емкость Alfa_dry составляла 159, 148, 133 и 27 мАч g -1 при 0,1, 0,5, 1 и 5 ° C соответственно. Удельная разрядная емкость HSV_dry составляла 160, 150, 139 и 82 мАч g -1 при 0,1, 0,5, 1 и 5 ° C соответственно. Удельная разрядная емкость была одинаковой для обоих электродов с порошковым покрытием при низком коэффициенте C от 0.От 1С до 0,5С. На 1С и 5С емкость Alfa_dry уменьшилась более существенно, чем HSV_900. Емкость Alfa_dry составляла 16,7% от начальной емкости при 5C, в то время как HSV_dry сохранил 50% своей начальной емкости. Электрохимические характеристики электродов, изготовленных обычным способом мокрого нанесения покрытия, показаны на рис. S5 в дополнительной информации.

    Электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS) была проведена, чтобы помочь понять разницу в возможностях скорости. 47,48 График Найквиста обычно состоит из полукруга на высокой частоте и хвоста Варбурга на низкой частоте, представляющих межфазный импеданс и диффузионное сопротивление материала электрода соответственно.Графики Найквиста монетных ячеек после циклов сборки и формирования показаны на рис. 8c. Графики Alfa_dry имеют больший радиус полукруга, что указывает на очень высокое межфазное сопротивление и более низкую производительность, чем у HSV_dry. Различие в электрохимических характеристиках можно объяснить следующим образом: частицы NMC в электродах с порошковым покрытием частично покрываются агломерациями PVDF / CB после процесса ESD. Во время процесса термической активации расплавленные агломерации PVDF связывают соседние частицы NMC, а остальные агломерации образуют тонкий слой на частицах NMC.Схематические изображения поверхностей NMC, изготовленных из различных PVDF, показаны на рис. 8d. После термической активации PVDF с низкой молекулярной массой более равномерно распределяется по поверхности NMC, образуя плотный слой. Этот слой блокирует перенос ионов лития, увеличивая межфазное сопротивление электрода. Для ПВДФ с высокой молекулярной массой слой пористый. Электрод с этим пористым слоем имеет более низкое межфазное сопротивление, потому что электролит может заполнять поры, улучшая характеристики с высокой долей углерода.

    Изучено влияние молекулярной массы PVDF на электроды из NMC, изготовленные методом сухого порошкового покрытия. Результаты показывают, что тонкий слой PVDF образовался на поверхности NMC после процесса термической активации, действуя как точки связывания и барьеры интеркаляции / деинтеркаляции лития. За счет увеличения молекулярной массы ПВДФ слой стал более пористым, а сохранение емкости улучшилось с 17% до 50% без снижения прочности связывания и долговременных характеристик цикличности. Таким образом, PVDF с высокой молекулярной массой является предпочтительным для электрода, изготовленного методом сухого порошкового покрытия.Поскольку молекулярная масса ПВДФ, используемого в процессе нанесения покрытия из жидкой суспензии, должна контролироваться, чтобы соответствовать требованиям вязкости отливки; процесс нанесения покрытия сухим порошком может позволить использовать PVDF даже с более высокой молекулярной массой, что может помочь улучшить прочность склеивания. Дальнейшая работа будет сосредоточена на улучшении прочности связывания электрода и изучении характеристик высокой скорости углерода за счет включения ПВДФ с более высокой молекулярной массой.

    Мы хотели бы поблагодарить доктора Стивена Бакстера, Dr.Рамину Амин-Санайи и доктору Веншенгу Хе из Arkema Inc. за полезные обсуждения и за предоставление некоторых PVDF-материалов, использованных в этой работе. Мы благодарим Адама Прайса из Университета Кентукки за помощь в измерении шероховатости поверхности. Мы также благодарим Мохаммада Сайфула Ислама и Николаса Кпрека из Университета Кентукки и двух приглашенных студентов, Давэя Ли из Шанхайского университета и Винсента Келли из Университета штата Кентукки, за техническую помощь. Эта работа была поддержана премией Национального научного фонда 1355438 «Энергия биоэкономики Кентукки для устойчивого будущего».«

    Объем рынка поливинилиденфторида (ПВДФ) Тенденция и возможности на 2021 год, доля рынка, анализ, CAGR и исследование цепочки цен, с влиянием на внутренний и мировой рынок 2026

    Отдел новостей MarketWatch не участвовал в создании этого контента.

    PVDF представляет собой полимер с несколькими кристаллическими формами в зависимости от условий обработки. Он имеет температуру плавления (~ 170 oC) значительно ниже, чем у других фторполимеров.Нормальные температуры обработки ПВДФ находятся в диапазоне 200–260 ° C, а температура непрерывной эксплуатации ПВДФ составляет до 150 ° C.

    PVDF

    доступен в виде трубных изделий, листов, трубок, пленок, пластин и изолятора для высококачественной проволоки. Он может быть подвергнут литью, формованию или сварке и обычно используется в химической, полупроводниковой, медицинской и оборонной промышленности, а также в литий-ионных батареях. Он также доступен в виде сшитого пенопласта с закрытыми порами, который все чаще используется в авиации и космонавтике.

    Анализ рынка и выводы: Мировой рынок поливинилиденфторида (PVDF)

    Мировой рынок поливинилиденфторида (PVDF) оценивается в 535,4 млн долларов США в 2020 году, и ожидается, что к концу 2026 года он достигнет 1567,5 млн долларов США, при среднегодовом темпе роста 16,4% в течение 2021-2026 гг.

    Мировой рынок поливинилиденфторида (ПВДФ): движущие силы и сдерживающие факторы

    В исследовательский отчет включен анализ различных факторов, способствующих росту рынка. Он представляет собой тенденции, ограничения и движущие силы, которые преобразуют рынок в положительную или отрицательную сторону.В этом разделе также представлены различные сегменты и приложения, которые потенциально могут повлиять на рынок в будущем. Подробная информация основана на текущих тенденциях и исторических событиях. В этом разделе также представлен анализ объема производства на мировом рынке, а также по каждому типу с 2015 по 2026 год. В этом разделе упоминается объем производства по регионам с 2015 по 2026 год. Анализ цен включен в отчет по каждому типу с 2015 по 2026 год, производитель с 2015 по 2020 год, регион с 2015 по 2020 год и мировая цена с 2015 по 2026 год.

    Тщательная оценка ограничений, включенных в отчет, выявляет контраст с движущими силами и дает возможность для стратегического планирования. Факторы, которые омрачают рост рынка, имеют решающее значение, поскольку их можно понять как создание различных способов использования прибыльных возможностей, имеющихся на постоянно растущем рынке. Кроме того, были проанализированы мнения экспертов рынка, чтобы лучше понять рынок. ) Market Report:

    ● Arkema
    ● Solvay
    ● Dongyue
    ● 3F
    ● Kureha
    ● Sinochem Lantian
    ● Zhejiang Juhua
    ● Shandong Deyi
    ● 3 мес. Получите образец отчета о рынке поливинилиденфторида (PVDF) за 2021 год

    Целостное исследование рынка формируется с учетом разброса факторов, от демографических условий и деловых циклов в конкретной стране до микроэкономических воздействий на конкретный рынок.Исследование выявило сдвиг в рыночных парадигмах с точки зрения региональных конкурентных преимуществ и, следовательно, конкурентной среды основных игроков. Дополнительно осуществляется анализ спроса на переработку и сырье и оборудование для добычи и сбыта. С помощью таблиц и цифр, помогающих анализировать прогноз мирового рынка поливинилиденфторида (PVDF), это исследование предоставляет ключевую статистику о состоянии отрасли и должно стать ценным источником рекомендаций и указаний для компаний и частных лиц, заинтересованных в рынке.

    Что касается продукта, то этот отчет отображает сборку, выручку, цену, долю рынка и темпы роста каждого типа, в основном разделенные на

    ● Гранулы ПВДФ ● Порошок ПВДФ

    Что касается самых высоких пользователей / приложений, В этом отчете основное внимание уделяется состоянию и перспективам основных приложений / конечных пользователей, потреблению (продажам), доле рынка и темпам роста для каждого приложения, включая

    ● Сельскохозяйственное покрытие ● Химические вещества ● Электроника ● Другое

    Получить образец отчета в формате PDF @ https: // www.360marketupdates.com/enquiry/request-sample/14850808

    Основные регионы, охваченные отчетом:

    ● Северная Америка ● Европа ● Азиатско-Тихоокеанский регион ● Латинская Америка ● Ближний Восток Африка

    Мировой рынок поливинилиденфторида (PVDF) ожидается, что он будет расти значительными темпами в течение прогнозируемого периода, с 2021 по 2026 год. В 2021 году рынок рос умеренными темпами, и с ростом принятия стратегий ключевыми игроками прогнозируется рост рынка в течение прогнозируемого периода.В отчете также отслеживается самая последняя динамика рынка, такая как движущие факторы, сдерживающие факторы, и отраслевые новости, такие как слияния, поглощения и инвестиции.

    Отчет может помочь узнать рынок и разработать соответствующую стратегию расширения бизнеса. В рамках анализа стратегии он дает понимание от позиционирования на рынке и маркетинговых каналов до потенциальных стратегий роста, обеспечивая углубленный анализ для новых брендов или существующих конкурентов в отрасли поливинилиденфторида (PVDF).Отчет о мировом рынке поливинилиденфторида (PVDF) за 2021 год содержит эксклюзивные статистические данные, данные, информацию, тенденции и детали конкурентной среды в этом нишевом секторе.

    Заполните форму предварительного заказа для отчета @ https: // www.360marketupdates.com / запрос / предварительный заказ / 14850808

    Основные моменты из содержания:

    1 Обзор отчета

    1.1 Объем исследования

    1.2 ключевых сегмента рынка

    1.3 Охваченные игроки: рейтинг по доходам из поливинилиденфторида (ПВДФ)

    1.4 Анализ рынка по типу

    1.5 Рынок по приложениям

    1.6 Цели исследования

    1.7 Рассмотрение лет

    2 Тенденции глобального роста по регионам

    2.1 Перспективы рынка поливинилиденфторида (PVDF) (2015-2026)

    2.2 Тенденции роста поливинилиденфторида (PVDF) по регионам

    2.3 Тенденции в отрасли и стратегия роста

    3 Конкуренция по ключевым игрокам

    3.1 Ведущие мировые игроки на рынке поливинилиденфторида (ПВДФ) по размеру рынка

    3,2 Мировая рыночная концентрация поливинилиденфторида (ПВДФ)

    3,3 Поливинилиденфторид (ПВДФ) Ключевые игроки Главный офис и территория обслуживания

    3.4 Ключевые участники Поливинилиденфторид (PVDF) Решение и обслуживание продуктов

    3.5 Дата выхода на рынок поливинилиденфторида (PVDF)

    3.6 Слияния и поглощения, планы расширения

    4 Данные в разбивке по типу (2015-2026)

    4.1 Исторический размер мирового рынка поливинилиденфторида (PVDF) по типу (2015 г.) -2021)

    4,2 Прогнозируемый объем мирового рынка поливинилиденфторида (ПВДФ) по типам (2021-2026 гг.)

    5 Разбивка поливинилиденфторида (ПВДФ) по областям применения (2015-2026 гг.)

    5.1 Объем мирового рынка поливинилиденфторида (ПВДФ) в зависимости от области применения (2015-2021)

    5.2 Прогнозируемый объем мирового рынка поливинилиденфторида (ПВДФ) в зависимости от области применения (2021-2026)

    6 Северная Америка

    6,1 Северная Америка Поливинилиденфторид ( PVDF) Объем рынка (2015-2021)

    6.2 Поливинилиденфторид (PVDF) Ключевые игроки в Северной Америке (2019-2021)

    6.3 Северная Америка Размер рынка поливинилиденфторида (PVDF) по типу (2015-2021)

    6.4 Размер рынка поливинилиденфторида (ПВДФ) в Северной Америке в зависимости от области применения (2015-2021)

    7 Европа

    8 Китай

    9 Япония

    10 Юго-Восточная Азия

    11 Индия

    12 Центральная и Южная Америка

    13 Профили ключевых игроков

    13.1 Компания 1

    13.1.1 Компания 1 Информация о компании

    13.1.2 Обзор бизнеса компании 1 и ее общая выручка

    13.1.3 Компания 1 Поливинилиденфторид (PVDF) Введение

    13.1.4 Выручка компании 1 в сфере поливинилиденфторида (PVDF) (2015-2021))

    13.1.5 Компания 1 Последние разработки и многое другое

    Приобретите этот отчет (цена 2900 долларов США за однопользовательскую лицензию) - https://www.360marketupdates.com/purchase/14850808

    Свяжитесь с нами:

    Имя: Мистер.Ajay More

    Эл. Почта: [email protected]

    Организация: 360 Обновления рынка

    Телефон: +14242530807 / + 44 20 3239 8187

    Объем рынка синтетического графита в 2021 году с CAGR 0,3%, верх Растущие компании: GrafTech, SGL Carbon, Fangda Carbon и, конечный пользователь, SWOT-анализ в отрасли в 2026 г.

    Размер рынка стеклянных подложек для дисплеев в 2021 г. с среднегодовым темпом роста 0,6%, ведущие растущие компании: Corning, AGC, NEG и, End- Пользователь, SWOT-анализ в отрасли. 2026 г.

    Размер рынка преобразователей энергии и инверторов, показывающий впечатляющие факторы роста потребления, достигнет 18261.54 миллиона долларов США и будет расти со среднегодовым темпом роста 3,07% с 2021 по 2027 год, с учетом состояния и перспектив ведущих стран

    Пресс-релиз, распространяемый The Express Wire

    Чтобы просмотреть исходную версию на Express Wire, посетите рынок поливинилиденфторида (PVDF) Размер 2021 Тенденция и возможности, Доля рынка, Анализ, CAGR и исследование цепочки цен, с влиянием на внутренний и мировой рынок 2026

    COMTEX_389772395 / 2598 / 2021-07-14T01: 36: 08

    Есть ли проблемы с этим пресс-релизом? Свяжитесь с поставщиком исходного кода Comtex по адресу editorial @ comtex.com. Вы также можете связаться со службой поддержки клиентов MarketWatch через наш Центр поддержки клиентов.

    Отдел новостей MarketWatch не участвовал в создании этого контента.

    Гемосовместимость поливинилиденфторидной мембраны с сетчатым и щеточным противообрастающим слоем, контролируемая плазменным поверхностным ПЭГилированием

    В данной работе изучалась гемосовместимость микропористых мембран из ПЭГилированного поливинилиденфторида (ПВДФ) с различным покрытием и структурой прививки с помощью плазменного поверхностного ПЭГилирования.Сетчатые и щеточные ПЭГилированные слои на поверхности мембран из ПВДФ были получены обработкой плазмой при низком давлении и атмосферном давлении. Химический состав, физическая морфология, структура прививки, гидрофильность поверхности и гидратационная способность приготовленных мембран были определены, чтобы проиллюстрировать корреляцию между качествами прививки и гемосовместимостью мембран из ПЭГилированного ПВДФ в контакте с кровью человека. Адсорбцию белков плазмы на различных ПЭГилированных ПВДФ мембранах из растворов с одним белком и сложной среды 100% плазмы человека измеряли с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) с моноклональными антителами.Гемосовместимость ПЭГилированных мембран оценивали по противообрастающим свойствам адгезии тромбоцитов, наблюдаемым с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), и антикоагулянтной активности коагулянта крови, определяемой путем тестирования времени свертывания плазмы. Контроль за трансплантацией структур ПЭГилированных слоев в высокой степени регулирует мембрану PVDF, чтобы противостоять адсорбции белков плазмы, адгезии тромбоцитов и коагуляции плазмы человека. Было обнаружено, что мембраны из ПВДФ с трансплантированными слоями, похожими на щеточки, ПЭГилированными, обладают более высокой способностью к гидратации при связывании молекул воды, чем сеткообразные ПЭГилированные слои, для улучшения гемосовместимости белков плазмы и устойчивости к тромбоцитам в крови человека.Эта работа предполагает, что гемосовместимая природа привитых ПЭГилированных полимеров за счет контроля структур прививки дает им большой потенциал в молекулярном дизайне антитромбогенных мембран для использования в крови человека.

    Исследование радиочастотной плазменной обработки пленки ПВДФ с использованием газов Ar, O2 и (Ar + O2) для улучшения адгезии полипиррола

    3.1. Измерение угла смачивания

    Измерение угла смачивания показывает улучшение смачиваемости поверхности ПВДФ после плазменной обработки.Среднее значение WCA контрольного образца PVDF составляло 84,55 °, и оно снижалось при плазменной обработке независимо от используемого газа .WCA снижалось до 68,36, 63,2 и 46,65 для образцов плазмы Ar, O 2 и Ar + O 2 соответственно, поскольку Показано в . WCA напрямую связана с поверхностной энергией, она также зависит от морфологии поверхности и химических функциональных групп, присутствующих на поверхности.

    Угол смачивания воды (WCA) тонкой пленки поливинилиденфторида (PVDF) до и после плазменной обработки Ar, O 2 и (Ar + O 2 ).

    3.2. Сканирующая электронная микроскопия

    Изменения морфологии поверхности обычно вызываются ионной бомбардировкой и УФ-излучением в плазме и зависят от газа плазмы. СЭМ-изображения на a – e показывают поверхность пленки PVDF до и после плазменной обработки. Зернистость на поверхности пленки PVDF возникла еще в процессе производства пленки.

    Микрофотография поливинилиденфторида (ПВДФ) с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ): ( a ) контроль; ( b ) Ar плазма; ( c ) O 2 плазма и ( d , e ) (Ar + O 2 ) плазма.

    Нет видимого травления плазмой Ar или O 2 , тогда как обработка плазмой (Ar + O 2 ) значительно изменила морфологию поверхности (d). Была отображена более шероховатая поверхность, как показано на изображении с более высоким разрешением (e).

    3.3. Измерение XPS

    Измерения XPS были выполнены для контрольных образцов PVDF, обработанных плазмой Ar, O 2 и (Ar + O 2 ). Углерод, фтор и кислород были обнаружены во всех образцах, как показано на общем XPS-сканировании в и.Плазменная обработка снизила содержание фтора, но повысила содержание кислорода. Существует большая разница в энергии связи между связями C – F и C – H. Энергия связи для связей F – F составляет всего 1,6 эВ, для связей H – F - 5,85 эВ, а для связей C – F - 4,42 эВ [14]. Сканирование высокого разрешения C1s было выполнено для изучения присутствия различных функциональных групп на поверхности PVDF. Пики C1s были построены по кривой для расчета относительной концентрации присутствующих функциональных групп. Три субпика C1s пик A, C1s пик B и C1s пик C на 286.4, 291,4 и 288 эВ соответственно. Пик A присвоен группам CH 2 –CF 2 , CHF – CH 2 –CHF и O – CH 2 . Пик B соответствует CF 2 –CH 2 , а пик C - CH 2 –CHF – CH 2 , CH 2 –CHF – CHF, O – CH 2 –CF 2 [22]. Пик O 1s при 533,7 эВ приписан C – O [23], а пик F1s при 688,65 эВ - связи C – F.

    Обзорное сканирование пленки поливинилиденфторида (ПВДФ) с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) до и после обработки плазмой Ar, O 2 и Ar + O 2 .

    Таблица 1

    Атомный состав необработанных и обработанных плазмой образцов пленок из поливинилиденфторида (ПВДФ).

    135,65
    Образец C1s Пик A (286,4) C1s Пик B (291,4) C1s Пик C (288) O1s Пик A (533,7) F1s Пик C O F O / C F / C
    Контроль 29,21 16,8 17.7 2,2 34,14 63,7 2,16 34,1 0,03 0,54
    Ar 73,42 1,89 927 927 9147 9147 927 927 927 9147 9147 927 927 927 5,48 0,11 0,06
    O 2 51,54 7,99 8,46 8,7 23,31 68,0 8.7 23,3 0,13 0,34
    Ar + O 2 52,14 9,4 8,85 9,3 20,31 727 9,3 20,31 727 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147 9147

    Необработанная поверхность PVDF показала два основных пика при компонентах 291,4 эВ (из-за CF 2 ) и 286,4 эВ (из-за CH 2 ) [11,24]. Плазма Ar была наиболее эффективной в снижении пика C1s B с 16.От 8 до 1,89, в то время как O 2 и (Ar + O 2 ) приводили к умеренным уровням дефторирования (). Отношение фтора к углероду (F / C) уменьшилось с 0,54 до 0,06 для Ar и 0,34, 0,29 для O 2 и (Ar + O 2 ) соответственно. Плазма Ar также увеличила содержание кислорода на поверхности с 2,16% до 9,15%, однако два других плазменных газа достигли аналогичных результатов по включению кислорода. Отношение кислорода к углероду (O / C) выросло до 0,13 для плазмы O 2 и (Ar + O 2 ) с 0.03 для контрольного образца. Величина O / C составляла 0,11 для плазмы Ar. Интересно отметить включение функциональных групп на основе кислорода в плазму аргона. Кислород может поступать из следующих источников; (i) примесь в газе Ar [25]; (ii) воздействие воздуха после извлечения из плазменной камеры перед измерением XPS [17].

    Спектры C1s пленок PVDF до и после высокочастотной плазмы показывают, что плазменная обработка вызывает дефторирование и включение кислорода в поверхность полимера ().Сканирование C1s и общий состав () показывают, что атомы углерода CF 2 были модифицированы до углерода CHF и CH 2 и углерода O – C (O – CH 2 и O – CHF) во время воздействия плазмы, о чем свидетельствует увеличение содержания кислорода и снижение пика C1s. Повышение гидрофильности является важным показателем включения функциональных групп на основе кислорода. Хотя плазма Ar привела к более высокой степени дефторирования, это не привело к снижению WCA.

    Спектры сканирования C1s поливинилиденфторида (ПВДФ).( a ) Контроль; ( b ) Ar плазма; ( c ) O 2 плазма и ( d ) (Ar + O 2 ) плазма.

    3.4. Сопротивление истиранию и листовое сопротивление

    Образцы пленки ПВДФ с покрытием из

    PPy, истертые с помощью прибора для испытания на истирание Мартиндейла, фотографировали под микроскопом (Olympus DP71, Токио, Япония) после 0, 200 и 2000 циклов истирания (). Для всех изображений было установлено 10-кратное увеличение. Некоторая часть покрытия контрольного образца отсутствовала даже до испытания на истирание из-за слабого межфазного связывания, и почти все покрытие исчезло с контрольного образца после 200 и 2000 циклов истирания, в результате чего поверхность стала непроводящей.

    Образец пленки из поливинилиденфторида (PVDF), покрытой полипирролом (PPy), после 0, 200 и 2000 циклов истирания в тестере на истирание Мартиндейла для контрольных образцов Ar, O 2 и (Ar + O 2 ); увеличение 10 ×.

    Образцы, обработанные плазмой, явно показали лучшую стойкость к истиранию. Хотя образец плазмы Ar показал некоторое отслаивание после 2000 циклов, он все же был значительно лучше, чем контрольный образец. С другой стороны, образцы, обработанные плазмой O 2 и (Ar + O 2 ), имели сильное связывание, так как наблюдалась лишь небольшая видимая потеря покрытия.Эффективность плазменной обработки (Ar + O 2 ) очевидна, поскольку она показала лучшую стойкость покрытия, чем использование только этих газов. Это происходит из-за дефторирования и включения функциональных групп на основе кислорода во время плазменной обработки [14]. Результаты показали, что плазма Ar привела к дефторированию еще до испытаний на истирание. У нас нет доказательств того, изменялась ли морфология поверхности вместе с де-фторанизацией. Исследование этого вопроса с помощью АСМ было бы целесообразно в будущем исследовании.

    Результаты сопротивления листа (R s ) после 0, 200 и 2000 циклов истирания представлены в. Плазменные газы Ar и (Ar + O 2 ) снизили значения R s для пленок PVDF, покрытых PPy, по сравнению с контрольным образцом (1600 Ом / кв.), В то время как плазменная обработка O 2 привела к небольшому увеличению начальные значения R имеют , что может быть связано с меньшим воздействием дефторирования на O 2 по сравнению с Ar и (Ar + O 2 ). Значения R s не могли быть рассчитаны для контрольных образцов с 200 и 2000 циклами истирания.Самые низкие значения R s были отмечены для газа (Ar + O 2 ) при 1197 Ом / кв. При 120-секундной плазменной обработке, которые увеличились до 2589 Ом / кв. После 2000 циклов истирания. Значение R s образца плазмы Ar до истирания составляло 1452; оно увеличилось до 2083 и 66 523 Ом / кв после 200 и 2000 циклов истирания соответственно. Аналогично, значения R s для плазмы O 2 до истирания составляли 2280; они выросли до 4218 и 6989 Ом / кв после 200 и 2000 циклов истирания соответственно.Повышенное пластовое сопротивление в результате плазменной обработки Ar + O 2 можно отнести к преимуществам как аргоновой плазмы (эффективен при дефторировании), так и кислородной плазмы (эффективен при дегидратации и введении кислородных функциональных групп) для достижения улучшенное сцепление, следовательно, более низкое удельное сопротивление.

    Листовая стойкость образцов поливинилиденфторида (ПВДФ), покрытых полипирролом (PPy); контроль, Ar, O 2 и (Ar + O 2 ).

    Данные по сопротивлению листов образцов ПВДФ, покрытых полипропиленом, и фотографии абразивных образцов согласуются друг с другом и подтверждают порядок эффективности плазменного газа: (Ar + O 2 )> O 2 > Ar.Измерения угла смачивания показывают улучшение смачиваемости поверхности ПВДФ после плазменной обработки. Уменьшение отношения F / C и краевого угла смачивания воды доказывает, что как химические, так и физические эффекты играют важную роль в адгезии.

    Интересно отметить, что контрольные образцы PVDF, обработанные плазмой Ar и O 2 , имели зернистую морфологию поверхности, которая не снижала значение R s так сильно, как поверхность (Ar + O 2 ), обработанная плазмой. Имея плоскую, но наноразмерную шероховатость поверхности, аналогичная тенденция наблюдалась для прочности сцепления.И XPS, и визуализация поверхности показывают, что включение кислородных функциональных групп и наноразмерная шероховатость поверхности важны для стойкости покрытия. Это было подтверждено связью изображения сопротивления истиранию, измерения сопротивления листа и данных химического состава в. Аналогичные результаты были получены в нашей предыдущей работе с полиэфирной тканью [19].

    Об обработке ПВДФ с использованием кислородной, аргоновой и водородной плазмы сообщалось в аналогичном исследовании Park et al. . [26], где они сообщили об использовании дистанционной плазменной обработки, при которой образец располагался в области послесвечения, а авторы сосредоточили внимание на отдельных эффектах вышеупомянутых плазменных газов. Принимая во внимание, что в наших экспериментах образец был помещен внутри источника плазмы, и эффекты аргона (инертный газ), кислорода (реактивный газ) и комбинации аргон + кислородная плазма использовались для лучшего понимания роли аргоновой и кислородной плазмы. и эффект от комбинации.В целом результаты показали, что наиболее эффективной обработкой была комбинация аргон + кислород, за которой следовали кислород и аргон.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *