pvdf是什么材料-结晶相与功能

依托于对聚偏二氟乙烯（PVDF）的全面概述，我们不难发现其独特的化学结构和优良的物理性质将其广泛地应用于了许多领域。从其首先的被用作涂料、塑料、纤维等的原料，到如今的高性能的超微的传感膜、电池的隔膜、导电的涂层等，其应用领域的广泛性和深入的程度可见一斑

PVDF 是一种半结晶的氟聚合物，化学式为 \((C_2H_2F_2)_n\)，由乙烯二氟单体（Vinylidene Fluoride）经自由基聚合得到[]。它属于热塑性工程塑料，具有以下几大特性：

1. 基本性质

其具有较高的强度和良好的冲击韧性，且其拉伸强度和硬度均优于多数普通的塑料，在高的温度下仍能保持良好的机械强度。

- 热性能：熔点约为 165 ℃，热变形温度高，能够在 150 ℃以上长期工作，具备良好的热稳定性[]。

其对酸、碱、油脂等绝大多数的有机溶剂均表现出极强的耐腐蚀性，对于广泛的化工中所经常遇到的各种腐蚀性介质均能保持极好的耐腐蚀性，适用于各种严苛的化工环境。

其电学特性介电常数约为8-11（1kHz时），尤其其β相时表现出较强的压电、铁电和热电等多种特殊的电性效应。

2. 结晶相与功能

而PVDF可形成的四种晶型中以β相（全反式的构型）其极化能力最强，对应的PVDF-β相正是实现了压电、铁电和热电等多种功能的关键相。凭借对其的机械拉伸、热处理、电极化或静电纺丝等一系列的工艺的调制就可将其诱导成β相，从而大大地提升了其所具有的功能性.。

3. 加工方式

通过常规的热塑加工如注塑、挤出等均可将其熔融成型成管材、棒材等各种形状的外形。

- 溶液浇铸/旋涂：适用于薄膜制备，常用 N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）或乙腈等溶剂。

- 静电纺丝：可制备纳米纤维膜，便于获得高比例的 β 相[]。

通过微的加工与印刷技术的发展，尤其是对柔性电子和微机电系统（MEMS）的深入挖掘，也使得对其所能实现的精细的图案化的技术要求也越来越高。

5. 发展趋势与挑战

基于对β相的控制尤其是对其比例的调优不仅能有效的提升压电/铁电材料的性能，同时也将对其的应用产生了深远的影响，当前的研究基本上都集中于对β相的低温拉伸、共聚改性（如PVDF- TrFE）以及表面等离子体的诱导等新方法的探索等。

基于对PVDF的改性，如将导电的填料（如碳纳米管、石墨烯）或高的介电的填料掺入PVDF等，既可显著的提升其介电常数，又可将其机械的强度得到较好的提高，从而更好的拓宽其在柔性电子、超大容量的高能量密度的储能器件中的应用等。

凭借对可回收、低能耗的加工路径的深入探索，及对PVDF衍生物的生物降解的改性研究，使其能更好地符合现代的绿色制造的要求。

总结

由其独特的化学惰性、优异的机械与热的性能以及可调的电学功能等特点，PVDF已成为现代材料科学中极具价值的多功能聚合物。在晶相的调控及复合技术的不断深入的发展背景下，其在传感、能量的收集、过滤、航空航天及生物医药等众多高技术领域的应用前景也越来越广阔起了更大的用途。