Politetrafluoroëtileen (politetetrafluoroëtileen) is waarskynlik die mees gebruikte fluoropolimeer omdat dit verskeie eienskappe het wat dit 'n ideale materiaal vir 'n wye reeks toepassings maak. Dit is meer buigsaam as ander soortgelyke pype en kan byna alle industriële chemikalieë weerstaan.
Die temperatuurreeks is ongeveer -330°F tot 500°F, wat die wydste temperatuurreeks onder fluoropolimere bied. Daarbenewens het dit uitstekende elektriese eienskappe en lae magnetiese deurlaatbaarheid. PTFE-buise is die mees gebruikte laboratoriumbuise en toepassings waar chemiese weerstand en suiwerheid noodsaaklik is.PTFEhet 'n baie lae wrywingskoëffisiënt en is een van die mees "glydende" stowwe wat bekend is
Kenmerke:
100% suiwer PTFE-hars
In vergelyking met FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, die meeste buigsame fluoropolimeerpype
Chemies inert, bestand teen byna alle industriële chemikalieë en oplosmiddels
Wye temperatuurreeks
Lae penetrasie
Gladde kleefvrye oppervlakafwerking
Laagste wrywingskoëffisiënt
Uitstekende elektriese werkverrigting
Nie-vlambaar
Nie-giftig
Toepassings:
laboratorium
Chemiese proses
Analise- en prosestoerusting
Emissiemonitering
Lae temperatuur
hoë temperatuur
Elektrisiteit
osoon
Die struktuur van PTFE-molekules
Politetrafluoroëtileen (PTFE) word gemaak deur die polimerisasie van baie tetrafluoroëtileenmolekules
Hierdie eenvoudige PTFE-diagram toon nie die driedimensionele struktuur van die molekule nie. In die eenvoudiger molekulêre poli(etileen) is die koolstofruggraat van die molekule slegs deur waterstofatome verbind, en hierdie ketting is baie buigsaam - dit is beslis nie 'n lineêre molekule nie.
In politetrafluoroëtileen is die fluooratoom in 'n CF2-groep egter groot genoeg om met die fluooratoom op die aangrensende groep te interfereer. Jy moet onthou dat elke fluooratoom 3 pare alleenstaande elektrone het wat uitsteek.
Die effek hiervan is om die rotasie van die koolstof-koolstof enkelbinding te onderdruk. Die fluooratome is geneig om so gerangskik te wees dat hulle so ver as moontlik van die aangrensende fluooratome is. Rotasie is geneig om enkelpaarbotsings tussen fluooratome op aangrensende koolstofatome te behels - wat die rotasie energiek ongunstig maak.
Die afstotende krag sluit die molekule in 'n staafvorm vas, en die fluooratome is in 'n baie sagte spiraal gerangskik—die fluooratome is in 'n spiraal om die koolstofruggraat gerangskik. Hierdie loodstroke sal saamgedruk word soos lang, dun potlode in 'n boks.
Hierdie noue kontakreëling het 'n belangrike invloed op die intermolekulêre kragte, soos jy sal sien.
Intermolekulêre kragte en die smeltpunt van PTFE
Die smeltpunt van politetrafluoroëtileen word as 327°C aangehaal. Dit is redelik hoog vir hierdie polimeer, dus moet daar aansienlike van der Waals-kragte tussen die molekules wees.
Waarom beweer mense dat die van der Waals-kragte in PTFE swak is?
Die van der Waals-dispersiekrag word veroorsaak deur die tydelike fluktuerende dipole wat gegenereer word wanneer die elektrone in die molekule rondbeweeg. Omdat die PTFE-molekule groot is, sou jy 'n groot dispersiekrag verwag omdat daar baie elektrone is wat kan beweeg.
Die algemene situasie is dat hoe groter die molekule, hoe groter die dispersiekrag
PTFE het egter 'n probleem. Fluoor is baie elektronegatief. Dit is geneig om die elektrone in die koolstof-fluoorbinding styf aan mekaar te bind, so styf dat die elektrone nie kan beweeg soos jy dink nie. Ons beskryf die koolstof-fluoorbinding as sonder sterk polarisasie.
Van der Waals-kragte sluit ook dipool-dipool-interaksies in. Maar in politetrafluoroëtileen (PTFE) word elke molekule omring deur 'n laag effens negatief gelaaide fluooratome. In hierdie geval is die enigste moontlike interaksie tussen molekules wedersydse afstoting!
So die dispersiekrag is swakker as wat jy dink, en die dipool-dipool-interaksie sal afstoting veroorsaak. Geen wonder mense sê dat die van der Waals-krag in PTFE baie swak is nie. Jy sal nie eintlik die afstotende krag kry nie, want die invloed van die dispersiekrag is groter as dié van die dipool-dipool-interaksie, maar die netto effek is dat die van der Waals-krag geneig sal wees om te verswak.
Maar PTFE het 'n baie hoë smeltpunt, so die krag wat die molekules bymekaar hou, moet baie sterk wees.
Hoe kan PTFE 'n hoë smeltpunt hê?
PTFE is baie kristallyn, in hierdie sin is daar 'n groot area, die molekules is in 'n baie gereelde rangskikking. Onthou, PTFE-molekules kan beskou word as verlengde stafies. Hierdie pole sal dig bymekaar gegroepeer wees.
Dit beteken dat hoewel die ptfe-molekule nie regtig groot tydelike dipole kan produseer nie, die dipole baie doeltreffend gebruik kan word.
So is die van der Waals-kragte in PTFE swak of sterk?
Ek dink julle kan albei reg wees! As die politetrafluoroëtileen (PTFE) kettings so gerangskik is dat daar nie te noue kontak tussen die kettings is nie, sal die krag tussen hulle baie swak wees en die smeltpunt baie laag wees.
Maar in die werklike wêreld is molekules in noue kontak. Van der Waals-kragte is dalk nie so kragtig soos hulle mag wees nie, maar die struktuur van PTFE beteken dat hulle die grootste effek voel, wat oor die algemeen sterk intermolekulêre bindings en hoë smeltpunte veroorsaak.
Dit is in teenstelling met ander kragte, soos die dipool-dipool-interaksiekrag, wat slegs met 23 keer verminder word, of twee keer die afstand met 8 keer verminder word.
Daarom maksimeer die digte pakking van staafvormige molekules in PTFE die doeltreffendheid van dispersie.
Die kleefvrye eienskappe
Dit is hoekom water en olie nie aan die oppervlak van PTFE vassit nie, en hoekom jy eiers in 'n PTFE-bedekte pan kan braai sonder om aan die pan vas te sit.
Jy moet oorweeg watter kragte ander molekules op die oppervlak vanPTFEDit kan 'n soort chemiese binding, van der Waals-krag of waterstofbinding insluit
Chemiese binding
Die koolstof-fluorbinding is baie sterk, en dit is onmoontlik vir enige ander molekules om die koolstofketting te bereik om enige substitusiereaksie te veroorsaak. Dit is onmoontlik vir 'n chemiese binding om plaas te vind.
van der Waals-magte
Ons het gesien dat die van der Waals-krag in PTFE nie baie sterk is nie, en dit sal PTFE slegs 'n hoë smeltpunt gee, omdat die molekules so naby is dat hulle baie effektiewe kontak het.
Maar dit is anders vir ander molekules naby die oppervlak van PTFE. Relatief klein molekules (soos watermolekules of oliemolekules) sal slegs 'n klein hoeveelheid kontak met die oppervlak hê, en slegs 'n klein hoeveelheid van der Waals-aantrekking sal gegenereer word.
'n Groot molekule (soos 'n proteïen) sal nie staafvormig wees nie, dus is daar nie genoeg effektiewe kontak tussen dit en die oppervlak om die lae polarisasieneiging van PTFE te oorkom nie.
Hoe dit ook al sy, die van der Waals-krag tussen die oppervlak van die PTFE en die omliggende dinge is klein en oneffektief.
Waterstofbindings
Die PTFE-molekules op die oppervlak is heeltemal omhul deur fluooratome. Hierdie fluooratome is baie elektronegatief, dus dra hulle almal 'n sekere mate van negatiewe lading. Elke fluoor het ook 3 pare uitstekende enkelelektrone.
Dit is die voorwaardes wat nodig is vir die vorming van waterstofbindings, soos die alleenpaar op fluoor en die waterstofatoom in water. Maar dit sal natuurlik nie gebeur nie, anders sal daar 'n sterk aantrekkingskrag tussen die PTFE-molekules en die watermolekules wees, en die water sal aan die PTFE kleef.
Opsomming
Daar is geen effektiewe manier vir ander molekules om suksesvol aan die oppervlak van PTFE te heg nie, daarom het dit 'n kleefvrye oppervlak.
Die lae wrywing
Die wrywingskoëffisiënt van PTFE is baie laag. Dit beteken dat as jy 'n oppervlak het wat met PTFE bedek is, ander dinge maklik daarop sal gly.
Hieronder is 'n vinnige opsomming van wat gebeur. Dit kom uit 'n 1992-artikel getiteld "Wrywing en Slytasie van Politetrafluoroëtileen".
Aan die begin van die gly breek die PTFE-oppervlak en die massa word oorgedra na waar dit ook al gly. Dit beteken dat die PTFE-oppervlak sal slyt.
Soos die gly voortgeduur het, het die blokke in dun films ontvou.
Terselfdertyd word die oppervlak van die PTFE uitgetrek om 'n georganiseerde laag te vorm.
Beide oppervlaktes in kontak het nou goed georganiseerde PTFE-molekules wat op mekaar kan gly.
Bogenoemde is die bekendstelling van politetrafluoroëtileen, politetrafluoroëtileen kan in 'n verskeidenheid produkte gemaak word, ons spesialiseer in die maak van ptfe-buise.PTFE-slangvervaardigers, welkom om met ons te kommunikeer
Soektogte verwant aan ptfe-slang:
Plasingstyd: 05 Mei 2021