ポリフッ化ビニル

ポリフッ化ビニル

名前
IUPAC名 ポリ(1-フルオロエチレン) [1]
その他の名前 ポリフッ化ビニル
識別子
CAS番号	24981-14-4
略語	PVF
チェビ	チェビ:53244
ケムスパイダー	なし
メッシュ	ポリビニル+フッ化物
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ６０１００９７６４
プロパティ
化学式	（C 2 H 3 F）n
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 インフォボックス参照

ポリフッ化ビニル（PVF）または-（CH ₂ CHF）_n-は、主に航空機の内装や太陽光発電モジュールのバックシートの難燃性コーティングに使用されるポリマー材料です。 ^[2]レインコートや金属シートにも使用されます。ポリフッ化ビニルは、繰り返しフッ化ビニル単位を持つ熱可塑性フッ素ポリマーであり、構造的にはポリ塩化ビニルと非常によく似ています。

PVFベースのフィルムは、1961年にデュポン社によってテドラーという名前で初めて商品化されました。 ^{[3] [4]}

VFの重合で最も広く使用されているのは、水性懸濁液または乳濁液です。VFは揮発性があるため、高圧が必要です。フッ素の電気陰性度が高いため、他のハロゲン化ビニルと比較して重合が困難です。^[4]重合温度は50℃から150℃の範囲で、生成物の結晶度、融点、分岐に影響を与える可能性があります。開始は過酸化物またはアゾ化合物によって行われます。^[3]

伝播中間体（VFラジカル）の共鳴安定性は悪く、モノマー反転、分岐、連鎖移動反応を引き起こすことが多い。VFラジカルは反応性が高いため、不純物の存在は生成物の分子量と熱安定性に大きく影響する。これにより、重合媒体、界面活性剤、開始剤、その他の添加剤の選択も制限される。^[4]

液体の VFは水中に懸濁され、セルロースまたはポリビニルアルコールをベースとした水溶性ポリマーによって安定化される。無機塩も安定剤として作用する。懸濁重合は通常、有機過酸化物（ジイソプロピルペルオキシジカーボネートなど）によって開始されるが、紫外線や電離放射線も使用できる。しかし、ラジカルが存在しない場合は、紫外線によってVFがアセチレンとHFに分解される。^[4]

乳化重合は懸濁重合に比べて、非常に低い圧力と低温で行うことができます。プロセス制御と反応熱の除去が改善されることで、分子量、反応速度、収率が向上します。パーフルオロカルボン酸などのフッ素系界面活性剤は、40%の転化後でも高い反応速度を維持し、熱的および化学的に安定しており、配合してもPVFの特性が損なわれることはありません。他の乳化剤（脂肪アルコール硫酸塩、アルカンスルホン酸塩など）はそれほど効果的ではありません。^[4]

PVFは通常、薄膜やコーティングに変換されます。しかし、その水素結合と結晶性のため、潜在溶媒にPVFを溶解するには100℃以上の温度が必要です。溶融押し出しによる加工は、高極性溶媒へのPVFの潜在溶媒和とそれに続く凝集に依存します。添加剤（可塑剤、顔料、安定剤など）の組み込みは、潜在溶媒へのPVFの分散によって行われます。溶媒は押し出し後に蒸発します。[ ^4]

二軸配向フィルムを作るには、溶媒に分散したPVFを横方向と二軸配向の両方で引きずる必要があり、その結果、引張強度が高くなります。非配向フィルムも鋳造後にわずかに引き伸ばされます。配向フィルムよりも柔軟性と成形性に優れ、破断時の伸びも高くなります。 ^[5]

PVF の結合の大部分は頭尾結合であり、頭頭結合は結合の 12～18 % に過ぎない。これらの不規則性が、185 °C ～ 210 °C の範囲にある融点の変動の原因であると考えられる。PVF の結晶化度は、重合方法とポリマーの熱履歴に応じて 20 ～ 60 % の範囲である。重合 温度が低いほど、規則性の高い構造は高い結晶化度を示すため、頭頭結合が減少し、融点が上昇することがわかっている。立体規則性に関しては、PVF はほとんどがアタクチックであるが、これは融点に大きな影響を与えない。市販のアタクチックPVFフィルムは、190 °C で融点ピークを示す。^{[3] [4] [5]}

融点以下ではいくつかの転移相が起こり、主に-15～-20℃の低温Tgと40～50℃の高温Tgで起こります。_{[ 6} ^]

PVFは100℃以下の一般的な溶剤には溶けません。温度が上昇すると極性溶剤（アミド、ケトンなど）に溶けるようになります。室温では、PVFフィルムは酸と塩基の両方、また脂肪族、芳香族、アルコール液体に対して耐性があります。^[3]

PVFの熱安定性は他のハロゲン化ビニル ポリマーよりも優れており、不活性雰囲気下では450℃で骨格 切断とHF損失が報告されているが、空気中では350℃でHF損失が起こる。^[4]

PVFは優れた熱安定性を持っているため、劣化しやすいPVCよりもはるかに安全です。PVFが劣化すると、反応性の高いHF酸が発生しますが、すぐに周囲の物質に吸収されて消散します。^[7]

モノマーであるVFは可燃性があり、反応性が高く、空気と爆発性の混合物を形成し、「おそらくヒトに対して発がん性がある」と分類されています。^[7]

PVFは皮膚反応や毒性作用を引き起こしませんが、過剰に曝露すると尿中のフッ素含有量が増加します。PVF製品を過熱すると、顔料や充填剤などの添加物との相互作用を引き起こし、さらなるリスクをもたらす可能性があります。テドラーフィルムの一部の配合には重金属化合物が含まれている可能性があり、これは二次作業（例：サンディング）で発生する粉塵中に存在する可能性があります。^[7]

外装および内装のPVF仕上げは、住宅や産業用建物の火災に関して追加の危険を引き起こすことはありません。他の建築材料の燃焼によって生成される一酸化炭素の方がはるかに危険だからです。^[7]

PVFの主な用途は、その熱安定性と、化学物質、腐食剤、染色剤に対する一般的な不活性性のおかげで、保護コーティングと装飾コーティングです。PVFを塗布する方法には、あらかじめ形成されたフィルム（ラミネート）または分散液（コーティング）の2つがあります。これらのコーティングは透明または着色することができます。^[4]

自動車業界では、PVFプライマーは塗料の 密着性を高めるために使用され、航空宇宙工学業界では、PVFフィルムはガラス繊維を含む断熱バッグに使用され、飛行機の外壁、貨物スペース、空調ダクトに使用されています。^[4]

太陽電池の上部には透明なPVFフィルムが湿気から保護されており、下部には白色顔料フィルムが使用されています。 ^[4]

PVFフィルムはフェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂には付着しないため、これらの樹脂の高温処理において離型フィルムとして使用することができます。^[4]

• フッ化ビニル
• PVC（ポリ塩化ビニル）
• PVDF（ポリフッ化ビニリデン）
• PTFE（ポリテトラフルオロエチレンまたはテフロン）

• ポリフッ化ビニル（PVF）