Comportamento de cristalização de copolímeros de polifluoreto de vinilideno-hexafluoropropileno sob campo externo de alta pressão

Zi-qi Wang ,  

Zheng-song Hu ,  

Chong-yang Wang ,  

Yan-ping Liu ,  

Chun-guang Shao ,  

Zhen Wang ,  

摘要

O conteúdo de unidades copolímeras é um fator chave que regula a estrutura e as propriedades dos copolímeros de polifluoreto de vinilideno-hexafluoropropileno (P(VDF-HFP)). Neste trabalho, amostras com diferentes teores de hexafluoropropileno (HFP) foram utilizadas como objeto experimental. Por meio da aplicação de diferentes condições de temperatura e pressão, foi explorado sistematicamente o comportamento de cristalização do melt de P(VDF-HFP) sob campo externo de alta pressão, bem como a evolução da estrutura de fase e morfologia. Os resultados indicam que, com o aumento do teor de HFP, a formação de cristais de cadeias estendidas (ECCs) é progressivamente inibida sob alta pressão. Isso é principalmente atribuído ao grande volume do grupo lateral do HFP, que termodinâmica e cineticamente impede o espessamento e crescimento da fase hexagonal de alta pressão (fase h), levando à diminuição do teor de ECCs e do ponto de fusão. Por outro lado, a introdução da unidade HFP promove significativamente a formação da fase polar β induzida por alta pressão, e com o aumento do teor de HFP, a fase β aparece sucessivamente na forma de ECCs e cristais de cadeias dobradas (FCCs). Sob campo externo de alta pressão, o efeito promotor do HFP na formação da fase β pode ser originado de seu efeito de impedimento espacial, que não apenas favorece a formação da conformação totalmente trans (TTTT), mas também ajuda a estabilizar a conformação TTTT induzida por alta pressão, impedindo que a fase h, que não pode se espessar, relaxe para α-FCCs durante o processo de cristalização. Neste processo, a fase β experimenta uma expansão significativa da rede cristalina, com o espaçamento interplanar (110) correspondente chegando até próximo da fase α, indicando que uma pequena quantidade de unidades HFP entra na rede como defeitos, reduzindo a ordem cristalina. Além disso, a introdução de HFP evita efetivamente a degradação térmica do material, o que traz vantagens para aplicações práticas de materiais.

关键词

polifluoreto de vinilideno-hexafluoropropileno; cristalização em alta pressão; cristais de cadeias estendidas; cristais de cadeias dobradas; β fase

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