聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料
膜分離技術作為一種集濃縮和分離于一體的高效無污染凈化技術,具有操作簡單、維護方便、能耗低、適應性強等特點,已廣泛應用于化工、電子、食品、醫(yī)療和環(huán)境保護等領域。膜材料的化學性質和膜結構決定了分離效果,聚偏氟乙烯(PVDF)是一種新興的、綜合性能優(yōu)良的膜材料,機械強度高,耐酸堿等苛刻環(huán)境條件和化學穩(wěn)定性好,具有突出的介電性、生物相容性、耐熱性、高分離精度和高效率的特點,在膜分離領域具有廣闊的應用前景。
PVDF樹脂是20世紀70年代發(fā)展起來具有優(yōu)良綜合性能的新材料,年增長速率10%以上,產(chǎn)量約占全部含氟塑料總量的14%左右。它的重要性在含氟高分子材料中位居第2位,全球年產(chǎn)超過4.3 萬噸。 PVDF結晶度 60%~80%,氟含量59%,密度1.75~1.78 g·cm-3,玻璃化溫度-92℃,脆化溫度-62℃以下,結晶熔點約 170℃,熱分解溫度在316℃以上,力學性能優(yōu)良,具有良好的耐沖擊性、耐磨性和耐切割性能。此外,還具有壓電性、介電性和熱電性等特殊性能。PVDF的化學穩(wěn)定性良好,在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕,對脂肪烴、芳香烴、醇和醛等有機溶 劑很穩(wěn)定,在鹽酸、硝酸、硫酸和稀、濃堿液(質量分 數(shù)40%)中以及高達100℃溫度下,其性能基本不變。PVDF具有優(yōu)異的抗y射線、紫外線輻射和耐老化性能,其薄膜長期置于室外不變脆,不龜裂。PVDF更突出的特點是具有極強的疏水性,可使它成為膜蒸餾和膜吸收等分離過程的理想材料。
PVDF膜的特性如下:
◇ 聲學性能
一般膜結構對于低于60Hz的低頻幾乎是透明的,對于有特殊吸音要求的結構可以采用具有FABRASORB裝置的膜結構,這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。
◇ 保溫性能
單層膜材料的保溫性能與磚墻相同,優(yōu)于玻璃。同其他材料的建筑一樣,膜建筑內(nèi)部也可以采用其他方式調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度。例如:內(nèi)部加掛保溫層,運用空調(diào)采暖設備等。
◇ 防火性能
如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高溫性能,達到法國、德國、美國、日本等多國標準。
◇ 力學性能
PVDF是半透明的聚合物,氟含量59%,抗沖擊強度高,耐磨耗、耐蠕變,韌性好,是氟塑料中更強韌的。
◇ 光學性能
膜材料可濾除大部分紫外線,防止內(nèi)部物品褪色。其對自然光的透射率可達25%,透射光在結構內(nèi)部產(chǎn)生均勻的漫射光,無陰影,無眩光,具有良好的顯色性,夜晚在周圍環(huán)境光和內(nèi)部照明的共同作用下,膜結構表面發(fā)出自然柔和的光輝,令人陶醉。
◇ 自潔性能
PVDF自潔涂層和PVC底層之間的粘接強度以及成品膜加工焊接的可靠性,在PVDF自潔層和PVC底層之間增加一層過度層——Primer涂層。它不僅解決PVC膜材自潔性差、塑性劑容易外移至材料表面粘住空氣、雨水中的臟物不易清洗的問題,還能大大提高耐用性。
PVDF膜的實用特性:
◇藝術性
充分發(fā)揮建筑師的想象力,又體現(xiàn)結構構件清晰受力之美。多變的支撐結構和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化,新穎美觀,同時體現(xiàn)結構之美,且色彩豐富,可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。
◇工期短
膜建筑工程中所有加工和制作均在工廠內(nèi)完成,可減少現(xiàn)場施工時間,避免出現(xiàn)施工交叉,相對傳統(tǒng)建筑工程工期較短。
◇大跨度
膜結構可以從根本克服傳統(tǒng)結構在大跨度(無支撐)建筑上實現(xiàn)所遇到的困難,可創(chuàng)造巨大的無遮擋可視空間,有效增加空間使用面積。
◇經(jīng)濟性
由于膜材具有一定的透光率,白天可減少照明強度和時間,能很好地節(jié)約能源。同時夜間彩燈透射形成的絢爛景觀也能達到很好的廣告宣傳效益。膜建筑屋面重量僅為常規(guī)鋼屋面的1/30,這就降低了墻體和基礎的造價。同時膜建筑奇特的造型和夜景效果有明顯的“建筑可識性”和商業(yè)效應,其價格效益比更高。
◇耐久性
膜材的耐久性不僅與其布基所用材料本身的性質有關,而且不同的涂層種類,對布基的保護程度各不相同,也影響著膜材的使用壽命。膜材老化的主要因素有:紫外線照射下,聚合物自身的化學不穩(wěn)定;從膜的邊緣或劃傷處由于毛細虹吸水存在微生物的滋生而引起的發(fā)霉變質導致材料性質的退化。一般來說,玻璃纖維之耐久性高過于一般聚酯纖維之膜材,因此耐用年限可達15~20年.