Polivinilidenfluoruro

Polivinilidenfluoruro
	Formula di struttura
Nome IUPAC
	poli(1,1-difluoroetilene)
Abbreviazioni
	PVDF
Nomi alternativi
	polivinilidenfluoruro, Kynar, Hylar, Sygef
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	-(C2H2F2)n-
Aspetto	polvere bianca o pellets bianchi traslucidi
Numero CAS	24937-79-9
Numero EINECS	607-458-6
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1.78
Temperatura di fusione	165-177 °C
Indicazioni di sicurezza

Il polivinilidenfluoruro (PVDF) è l'omopolimero alternato del fluoruro di vinilidene. Il PVDF è un polimero termoplastico parzialmente fluorurato ad elevate prestazioni, caratterizzato da buone caratteristiche di resistenza chimica agli acidi forti e agli ossidanti, elevata solubilità in solventi polari, resistenza ai raggi ultravioletti e campo di applicabilità termico: −40 °C / 150 °C.^[1]

Commercialmente il PVDF ha diversi nomi, a seconda del produttore e delle caratteristiche chimiche. I principali nomi commerciali sono:

Solef (prodotto da Solvay)
Hylar (prodotto da Solvay)
Kynar (prodotto da Arkema)
KF polymer (prodotto da Kureha)
Sygef (prodotto da GFPS)

Applicazioni

Per via dell'elevata inerzia chimica, dovuta al relativamente alto contenuto (57%) di fluoro, e al prezzo competitivo rispetto a polimeri perfluorurati è largamente impiegato sia nelle vernici anticorrosione sia nella componentistica idraulica in genere.

Il punto di fusione, localizzabile intorno a 170 °C, lo rende adatto ai processi di stampaggio e iniezione a caldo. Mediante queste tecniche è possibile realizzare guarnizioni, tubi, componenti per pompe, membrane di ultrafiltrazione e valvole in PVDF. È biologicamente inerte quindi trova applicazione nelle apparecchiature medicali ed in campo alimentare. Viene usato nelle batterie al litio.

Le caratteristiche di resistenza elettrica e all'ignizione contribuiscono a renderlo un materiale di ampio impiego come isolante antifiamma non contenente bromurati, per cavi elettrici, nonostante il costo piuttosto elevato. Inoltre il PVDF è un materiale piezoelettrico e quindi trova utilizzo nei componenti per altoparlanti e nei sensori.

Il PVDF è solubile in solventi polari e resistente alla radiazione UV. Trova quindi applicazione come componente principale nelle vernici anticorrosione per metalli. Questo tipo di vernici, particolarmente lucide e ad alta durabilità sono state usate in molti grattacieli fra cui le Torri Petronas in Malesia e Taipei 101 a Taiwan.

Sintesi

La reazione di polimerizzazione procede per via radicalica e viene propagata da radicali siti sul gruppo C-F in quanto essi sono più stabili dei radicali siti sul gruppo C-H.

CH₂=CF₂ + R° --> R-CH₂-CF₂°

R-CH₂-CF₂° + CH₂=CF₂ --> R-CH₂-CF₂-CH₂-CF₂°

Se durante la polimerizzazione non si controlla attentamente la temperatura si può assistere alla formazione di irregolarità e di ramificazioni.

R-CF₂-CH₂-CH₂-CF₂-R

R-CF₂-CH₂-CH₂-CF₂-CH₂-CF₂° --> R-CF₂-CH°-CH₂-CF₂-CH₂-CF₂H

Questo tipo di aberrazioni riduce la resistenza agli agenti chimici, abbassa la cristallinità del polimero e quindi le proprietà meccaniche.

In seguito alla polimerizzazione si possono effettuare due tipi di lavorazione: estrusione a caldo del polimero per formare dei pellets oppure solubilizzazione della polvere di PVDF in solventi polari per operazioni di verniciatura o spin coating.

Degradazione

Il PVDF in presenza di basi forti si degrada secondo le reazioni:

-CH₂-CF₂-CH₂-CF₂-CH₂- + B^- -> BH + F^- + -CH₂-CF₂-CH=CF-CH₂- -CH₂-CF₂-CH=CF-CH₂- + B^- -> BH + F^- + -CH=CF-CH=CF-CH₂-
ad ogni stadio il prodotto della degradazione diventa termicamente sempre più stabile per effetto dell'estendersi della coniugazione fra i doppi legami.