Polyvinylfluorid

Polyvinylfluorid (Kurzzeichen PVF) ist ein fluorhaltiges Polymer. PVF gehört als thermoplastischer Kunststoff zur Klasse der Fluor-Kunststoffe. Ein bekannter Handelsname ist Tedlar der Firma DuPont.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Polyvinylfluorid
Andere Namen	PVF
CAS-Nummer	24981-14-4
Monomer	Vinylfluorid
Summenformel der Wiederholeinheit	C2H3F
Molare Masse der Wiederholeinheit	46,04 g·mol−1
Art des Polymers	Thermoplast
Eigenschaften
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,77 g·cm−3 [1]
Schmelzpunkt	200 °C[2]
Glastemperatur	−20 °C[2]
Kristallinität	teilkristallin[3]
Wasseraufnahme	0,04[1]
Löslichkeit	löslich in Dimethylformamid[3]
Chemische Beständigkeit	beständig gegen Säuren, Laugen, viele Lösungsmittel bei Raumtemperatur, Kochen in Tetrachlormethan, Benzol, Aceton und MEK schädigt nicht.[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Struktur

Polyvinylfluorid mit der Summenformel –[–CH₂–CHF–]_n– hat eine kettenförmige Struktur. An der Kohlenstoff-Kette trägt nur jedes zweite Atom genau ein Fluor-Atom, die restlichen Bindungen sind mit Wasserstoff gesättigt.

Beim weiter verbreiteten Polyvinylidenfluorid (PVDF) (–[–CH₂–CF₂–]_n–) trägt abwechselnd ein Atom der Kohlenstoffkette zwei Fluor-Atome, das nächste 2 Wasserstoffatome usw.

Die gleiche Bindungsstruktur wie Polyvinylfluorid hat Polyvinylchlorid (PVC), doch bei diesem ist statt Fluor das schwerere Halogen Chlor eingebaut. Das Monomer zur Herstellung durch Polymerisierung ist entsprechend im einen Fall Vinylfluorid, im anderen Vinylchlorid.

Eigenschaften

Die Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff ist wesentlich fester als die zwischen Chlor und Kohlenstoff im PVC, weshalb Polyvinylfluorid chemisch und physikalisch beständiger als Polyvinylchlorid ist. Es ist über einen Temperaturbereich von −70 °C bis etwa 110 °C einsetzbar, wobei auch höhere Temperaturen (kurzzeitig) möglich sind. Es eignet sich mangels Temperaturbeständigkeit nicht für Spritzguss, weshalb es typisch als Folie verarbeitet wird.^[5] Es ist schmutzabweisend und gut zu reinigen. Es ist beständig gegen viele Chemikalien und Weichmacher, doch nicht gegen Ketone und Ester. Es ist undurchlässig für Fette und Öle und sehr diffusionsfest gegenüber Gasen. Darüber hinaus weist es eine gute Witterungsbeständigkeit auf und ist transparent.^[6]

Polyvinylfluorid ist ab etwa 300–400 nm Wellenlänge bis weit in den infraroten Bereich durchlässig für Licht. Brechungsindex n_D²⁰=1,45. Brennbarkeit: langsam brennend.^[2]

Anwendungen

Polyvinylfluorid wurde Anfang der 1960er Jahre von DuPont als folienförmiges Halbzeug auf dem Markt eingeführt. Neben glasklaren Folien gibt es auch dickeres Tafelmaterial.

Polyvinylfluorid wird für wetterfeste Folien (unter anderem im Bauwesen und in der Elektrotechnik), Beutel, Kaschierungen von Blechen im Fahrzeugsektor, für Überzüge als Werkzeugschutz oder für Whiteboards eingesetzt. Im Fahrzeugbau wird PVF in sog. Dekorfolien zur Oberflächenbeschichtung im Flugzeuginnenraum und im Bahnbereich eingesetzt. In der Pneumatik wird PVF als Filtermaterial für Vakuumfilter verwendet. Wegen seiner geringen Gasdurchlässigkeit wird Polyvinylfluorid für Beutel für gasförmige Proben verwendet.

PVF-Folien werden oft als Verbundfolien eingesetzt. Die Rückseitenbeschichtung von Standard-Solarmodulen wird meist mit einer Folie aus einem PVF-Polyester-PVF-Verbund hergestellt. Der Folienaufbau von Dekorfolien ist ebenfalls mehrlagig und besteht meistens aus einer PVF-Deckschicht, Prägeharzschicht, PVF-Grundschicht und Klebstoffbeschichtung. Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer und Beschädigungen werden oftmals auch Glasfasergewebe in den Verbund eingefügt.

Die Hülle des Luftschiffs Zeppelin NT weist innen eine Schicht PVF für die Gasdichtheit gegenüber dem diffusionsfreudigen Traggas Helium auf, es folgt Polyestergewebe für Zugfestigkeit und außen Polyurethan, um das Laminat durch Schweißen verbinden zu können.

Weblinks

• Informationen zu PVF – vom Hersteller Dupont

Einzelnachweise

1. Johannes Kunz, Kunststoffpraxis: Eigenschaften, WEKA Media, ISBN 3-8111-5972-0.
2. Hans Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften, Springer, 2004, ISBN 3-540-21410-0. S. 889.
3. Karl Winnacker, Leopold Küchler: Chemische Technologie: Organische Technologie III. Hanser, 1972, ISBN 3-446-10354-6, S. 83.
4. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
5. Ortner; Hensler: Beurteilung von Kunststoffbränden lfu.bayern.de, 7. November 1995, abgerufen am 23. April 2020, S. 12. – "Schmelzpunkt 300°C, Zersetzung ca. 350°C."
6. Eintrag zu Polyvinylfluorid. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 16. April 2014.