Fluororesina in diversi settori - Green Energy

Nel 1934, la Germania sviluppò per la prima volta il policlorotrifluoroetilene (PCTFE). Nel 1938, DuPont sviluppò politetrafluoroetilene. Dall'industrializzazione, i tipi di fluororesina sono aumentati e il campo dovrebbe essere ampliato. Aviazione, aerospaziale, petrolio, chimica, macchinari, elettronica, edilizia, pesticidi, medicina e materiali viventi.

1 proprietà e tipi di fluororesina

La fluororesina è ottenuta mediante omopolimerizzazione o copolimerizzazione di un monomero contenente un atomo di fluoro. L'elettronegatività dell'atomo F è 4.0, il raggio di van der Waals è 1,35, l'energia del legame CF è 487,2 kJ / mol e il legame CF ha una polarizzabilità di 0,68 cx. Inoltre, la speciale struttura rende la fluororesina resistente al calore e agli acidi. Ha prestazioni eccellenti in termini di resistenza agli alcali, resistenza chimica, resistenza agli agenti atmosferici, oleofobicità idrofobica, resistenza alle macchie, non appiccicosità, biocompatibilità, permeabilità selettiva dei gas, sensibilità alle radiazioni e basso coefficiente di attrito. Le varietà di fluororesina in uso comprendono principalmente: copolimero di politetrafluoroetilene (PTFE), policlorotrifluoroetilene (PCTFE), polivinilidene fluoruro (PVDF), polivinil fluoruro (PVF) e tetrafluoroetilene-esafluoropropilene. (FEP), copolimero di etilene-clorotrifluoroetilene (ECTFE), copolimero di etilene-tetrafluoroetilene (ETFE), tetrafluoroetilene-perfluoroalchil etere di vinile (PFA), tetrafluoroetilene-sei fluoro-vinil-fluoridene copolimero (THV) e copolimero-toroforo-copolimero-THF) ).

2 Applicazione della fluororesina nel settore

Energia verde

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La batteria secondaria agli ioni di litio è una batteria verde ad alta energia emersa alla fine degli anni '80. Presenta i vantaggi di alta tensione, grande capacità, autoscarica ridotta, lunga durata e protezione ambientale. È un'industria della difesa, una fotocamera digitale, un telefono cellulare, un laptop e uno spazio. Uno dei focus della ricerca e dello sviluppo energetico negli ultimi anni nel campo della tecnologia. Le batterie agli ioni di litio includono batterie agli ioni di litio di tipo liquido (LIB) e batterie agli ioni di litio di tipo polimerico (LIP).

Nella batteria agli ioni di litio di tipo liquido, la resina PVDF viene utilizzata principalmente come legante del materiale attivo dell'anodo e dell'elettrodo catodico; nella batteria agli ioni di litio tipo polimero, la resina modificata PVDF viene trasformata in una membrana elettrolitica polimerica insieme al sale di litio e al solvente. . La resina PVDF è sostituita da un atomo di fluoro avente un'elettronegatività di 4,0 nell'atomo di idrogeno di un atomo di carbonio nella catena del carbonio e gli atomi di fluoro si respingono reciprocamente in modo che l'atomo di fluoro sia distribuito a spirale lungo la catena del carbonio, in modo che il la periferia della catena del carbonio è stabilizzata da una serie di proprietà. Circondata da atomi di fluoro, questa barriera sterica quasi priva di gap rende impossibile per qualsiasi atomo o gruppo entrare nell'interno della sua struttura e distruggere la catena del carbonio, esibendo così una stabilità chimica e termica estremamente elevata, che non solo rende la resina PVDF sufficientemente forza di legame e rendono anche la resina PVDF meno suscettibile all'ossidazione o alla riduzione. Allo stesso tempo, a causa della bassissima polarizzabilità del legame CF, che è solo 0,68 cx, anche la resina PVDF è altamente isolante.

Pertanto, quando la resina PVDF viene applicata a una batteria agli ioni di litio di tipo liquido, può garantire:

(1) adeguata resistenza del legame per evitare che il materiale attivo cada sul collettore attuale o si rompa durante l'assemblaggio della batteria e sia staccato dal collettore attuale dallo strato di copertura o crepa durante i cicli ripetuti di carica e scarica; (2) Range di tensione di esercizio all'interno, non facilmente ossidabile o ridotto;

(3) Un solvente organico insolubile nella soluzione elettrolitica, ma solubile nel rivestimento utilizzato come superficie dell'attuale collettore; (4) una quantità sufficiente di forza di legame può essere fornita in una piccola quantità.

Inoltre, la resina PVDF è adatta per la promozione e l'applicazione. Una batteria agli ioni di litio polimerica è costituita da uno strato di anodo, uno strato di catodo e uno strato di elettrolita di plastica tra i due poli. Il ruolo dello strato di membrana dell'elettrolita è quello di separare i poli positivo e negativo, prevenire i cortocircuiti e garantire il passaggio degli ioni di litio per fornire una maggiore conduttività. Come membrana elettrolitica a batteria agli ioni di litio polimero, generalmente resina modificata PVDF, come copolimero P (VDF-HFP), polimero reticolato PVDF-PEO, ecc., Non ereditano solo la stabilità termica e la resistenza alla corrosione della resina PVDF. Presenta i vantaggi della grande costante dielettrica e dell'elevata resistenza meccanica e supera le carenze della scarsa solubilità e flessibilità della fluororesina. È un materiale di membrana elettrolitica ideale per batterie agli ioni di litio polimero.

La pellicola FEP ha un'elevata trasmissione della luce e una buona resistenza alla luce e può essere utilizzata nei collettori solari. La membrana FEP viene utilizzata come barriera di convezione nel collettore solare ad alta efficienza prodotto da Tekno Term AB. I risultati del test mostrano che il concentratore può fornire acqua calda con una temperatura superiore a 100 ° C entro un anno. Lo strato esterno del concentratore è realizzato in vetro refrattario ad alta trasparenza e il film FEP è disposto sotto lo strato di vetro. Poiché la trasmissione del film FEP è alta fino al 96%, la luce solare può essere quasi completamente trasmessa pur essendo fortemente soppressa. Flusso di calore inverso. Il calore raccolto sul concentratore può essere utilizzato direttamente o accumulato in un contenitore sottomarino. Secondo Tekno Term AB, questo concentratore garantisce una perdita di calore di <1,6 w=""> Il film FEP alluminato o argento può essere utilizzato nel sistema di controllo della temperatura della superficie esterna del veicolo spaziale. Il rivestimento in metallo può garantire un elevato tasso di radiazione solare, mentre lo strato di pellicola FEP assorbe la radiazione termica del veicolo spaziale.