fluoruro de polivinilo

El fluoruro de polivinilo (PVF) o –(CH₂CHF ₎ n– _es un material polimérico que se utiliza principalmente en los recubrimientos que reducen la inflamabilidad de los interiores de los aviones y en las láminas posteriores de los módulos fotovoltaicos . ^{[ 2 ]} También se utiliza en impermeables y láminas metálicas. El fluoruro de polivinilo es un fluoropolímero termoplástico con una unidad repetitiva de fluoruro de vinilo y es estructuralmente muy similar al cloruro de polivinilo .

La película a base de PVF fue comercializada por primera vez en 1961 por DuPont bajo el nombre de Tedlar. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Las polimerizaciones de VF más utilizadas se realizan en suspensiones acuosas o emulsiones . Se requieren altas presiones debido a la volatilidad del VF . La alta electronegatividad del flúor dificulta la polimerización en comparación con otros haluros de vinilo . ^{[ 4 ]} Las temperaturas de polimerización oscilan entre 50 °C y 150 °C y pueden afectar la cristalinidad , el punto de fusión y la ramificación del producto. La iniciación se realiza mediante peróxidos o compuestos azoicos . ^{[ 3 ]}

La estabilización por resonancia del intermedio propagante ( radical VF ) es deficiente, lo que a menudo conduce a reversiones de monómeros , ramificaciones y reacciones de transferencia de cadena . La presencia de impurezas afecta considerablemente el peso molecular y la estabilidad térmica del producto, dado que el radical VF es altamente reactivo. Esto también limita la elección de medios de polimerización , tensioactivos , iniciadores u otros aditivos. ^{[ 4 ]}

El PVF se suele convertir en películas delgadas y recubrimientos . Sin embargo, debido a sus enlaces de hidrógeno y cristalinidad , se requiere una temperatura superior a 100 °C para disolver el PVF en disolventes latentes . El procesamiento por extrusión en estado fundido depende de la solvatación latente del PVF en disolventes altamente polares y su posterior coalescencia . La incorporación de aditivos ( plastificantes , pigmentos , estabilizadores , etc.) se realiza mediante dispersión con PVF en el disolvente latente . El disolvente se evapora después de la extrusión . ^{[ 4 ]}

Para crear películas biaxialmente orientadas , el PVF disperso en el disolvente debe estar orientado tanto transversalmente como biaxialmente, lo que resulta en una mayor resistencia a la tracción . Las películas no orientadas también se estiran ligeramente después del moldeo . Son más flexibles y moldeables , y presentan una mayor elongación a la rotura que las películas orientadas. ^{[ 5 ]}

La mayoría de los enlaces en el PVF son cabeza-cola, y solo entre el 12 y el 18  % son cabeza-cabeza. Estas irregularidades son probablemente la causa de las variaciones en el punto de fusión , que oscila entre 185 °C y 210 °C. La cristalinidad del PVF varía entre el 20 y el 60 %, dependiendo del método de polimerización y del historial térmico del polímero . Se ha observado que una menor temperatura de polimerización conlleva una disminución de los enlaces cabeza-cabeza y, por consiguiente, un aumento del punto de fusión, ya que las estructuras altamente regulares presentan una mayor cristalinidad . En cuanto a la estereorregularidad , el PVF es mayoritariamente atáctico , pero esto no afecta significativamente al punto de fusión . La película comercial de PVF atáctico muestra un pico de punto de fusión a 190 °C. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Se producen varias fases de transición por debajo del punto de fusión , principalmente a temperaturas T _g más bajas , de -15 a -20 °C, y a temperaturas T _g más altas , en el rango de temperatura de 40 a 50  °C. ^{[ 6 ]}

El PVF es insoluble en disolventes comunes por debajo de 100 °C. Al aumentar la temperatura , se vuelve soluble en disolventes polares ( amidas , cetonas, etc.). A temperatura ambiente , las películas de PVF son resistentes tanto a ácidos como a bases , así como a líquidos alifáticos , aromáticos y alcohólicos . ^{[ 3 ]}

La estabilidad térmica del PVF es mejor que la de otros polímeros de haluro de vinilo , reportándose la ruptura de la cadena principal y la pérdida de HF en una atmósfera inerte a 450 °C, mientras que en el aire la pérdida de HF ocurre a 350 °C. ^{[ 4 ]}

Dado que el PVF posee una estabilidad térmica excepcional , es mucho más seguro que el PVC , que se degrada con mayor facilidad. Si se produce la degradación del PVF, se genera ácido fluorhídrico (HF), altamente reactivo, pero este se absorbe rápidamente en los materiales circundantes y se disipa. ^{[ 7 ]}

El monómero VF es inflamable y altamente reactivo, forma una mezcla explosiva con el aire y está clasificado como "probablemente carcinógeno para los humanos ". ^{[ 7 ]}

El PVF no ha provocado reacciones cutáneas ni efectos tóxicos , aunque tras una exposición excesiva aumentó el contenido de fluoruro en la orina . El sobrecalentamiento de los productos de PVF puede provocar una interacción con aditivos como pigmentos o cargas , lo que puede suponer un riesgo adicional. Algunas formulaciones de las películas de Tedlar pueden contener compuestos de metales pesados , que pueden estar presentes en el polvo generado durante operaciones secundarias (por ejemplo, el lijado ). ^{[ 7 ]}

Los acabados exteriores e interiores de PVF no crean un peligro adicional en cuanto a incendios en edificios residenciales e industriales, ya que el monóxido de carbono generado por la combustión de otros materiales de construcción es mucho más peligroso. ^{[ 7 ]}

Las principales aplicaciones del PVF son los recubrimientos protectores y decorativos , gracias a su estabilidad térmica y su inercia general frente a productos químicos , corrosivos y agentes colorantes . Existen dos formas de aplicar el PVF: como película preformada ( laminación ) o a partir de una dispersión ( recubrimiento ). Estos recubrimientos pueden ser transparentes o pigmentados . ^{[ 4 ]}

En la industria automotriz , la imprimación de PVF se utiliza para mejorar la adherencia de la pintura , mientras que en la industria de la ingeniería aeroespacial , la película de PVF se aplica a bolsas aislantes que contienen fibra de vidrio , las cuales se utilizan en las paredes exteriores de los aviones , en el espacio de carga y en los conductos de aire acondicionado . ^{[ 4 ]}

En la parte superior de las células fotovoltaicas , la película transparente de PVF protege contra la humedad , mientras que la película pigmentada de blanco se utiliza en su superficie inferior. ^{[ 4 ]}

Las películas de PVF no se adhieren a las resinas fenólicas , acrílicas y epoxi y, por lo tanto, pueden utilizarse como películas de liberación , generalmente en el procesamiento a alta temperatura de estas resinas . ^{[ 4 ]}

• fluoruro de vinilo
• PVC ( cloruro de polivinilo )
• PVDF ( fluoruro de polivinilideno )
• PTFE ( politetrafluoroetileno o teflón)

• fluoruro de polivinilo (PVF)