Політэтрафторэтылен (політэтрафторэтылен), верагодна, з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным фторпалімерам, паколькі ён валодае некалькімі характарыстыкамі, якія робяць яго ідэальным матэрыялам для шырокага спектру прымянення. Ён больш гнуткі, чым іншыя падобныя трубы, і можа ўстойліва ўплываць практычна на ўсе прамысловыя хімічныя рэчывы.
Тэмпературны дыяпазон складае прыблізна ад -330°F да 500°F, што забяспечвае найшырэйшы тэмпературны дыяпазон сярод фторпалімераў. Акрамя таго, ён мае выдатныя электрычныя ўласцівасці і нізкую магнітную пранікальнасць. Трубы з PTFE з'яўляюцца найбольш шырока выкарыстоўванымі лабараторнымі трубамі і ў тых сферах прымянення, дзе хімічная ўстойлівасць і чысціня маюць важнае значэнне.ПТФЭмае вельмі нізкі каэфіцыент трэння і з'яўляецца адным з самых "слізгальных" рэчываў з вядомых
Асаблівасці:
100% чыстая PTFE-смала
У параўнанні з FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, найбольш гнуткімі фторпалімернымі трубамі
Хімічна інертны, устойлівы да практычна ўсіх прамысловых хімікатаў і растваральнікаў
Шырокі дыяпазон тэмператур
Нізкае пранікненне
Гладкая антіпрыгарная паверхня
Найменшы каэфіцыент трэння
Выдатныя электрычныя характарыстыкі
Неўзгаральны
Нетаксічны
Прымяненне:
лабараторыя
Хімічны працэс
Аналітычнае і тэхналагічнае абсталяванне
Маніторынг выкідаў
Нізкая тэмпература
высокая тэмпература
Электрычнасць
азон
Структура малекул ПТФЭ
Політэтрафторэтылен (ПТФЭ) атрымліваецца шляхам палімерызацыі многіх малекул тэтрафторэтылену
Гэтая простая дыяграма ПТФЭ не паказвае трохмерную структуру малекулы. У больш простым малекулярным поліэтылене вугляродны ланцуг малекулы злучаны толькі атамамі вадароду, і гэты ланцуг вельмі гнуткі — гэта дакладна не лінейная малекула.
Аднак у політэтрафторэтылене атам фтору ў групе CF2 дастаткова вялікі, каб перашкаджаць атаму фтору ў суседняй групе. Трэба памятаць, што кожны атам фтору мае 3 пары няпоўных электронаў, якія тырчаць.
Эфект гэтага заключаецца ў падаўленні кручэння адзінарнай сувязі вуглярод-вуглярод. Атамы фтору, як правіла, размяшчаюцца так, каб знаходзіцца як мага далей ад суседніх атамаў фтору. Кручэнне, як правіла, уключае сутыкненні няпоўных пар паміж атамамі фтору на суседніх атамах вугляроду, што робіць кручэнне энергетычна невыгодным.
Сіла адштурхвання фіксуе малекулу ў форме стрыжня, а атамы фтору размешчаны ў вельмі мяккай спіралі — атамы фтору размешчаны ў спіралі вакол вугляроднага ланцуга. Гэтыя свінцовыя палоскі будуць сціскацца разам, як доўгія тонкія алоўкі ў скрынцы.
Гэта цеснае кантактаванне аказвае важны ўплыў на міжмалекулярныя сілы, як вы ўбачыце
Міжмалекулярныя сілы і тэмпература плаўлення ПТФЭ
Тэмпература плаўлення політэтрафторэтылену складае 327°C. Гэта даволі высокая тэмпература для гэтага палімера, таму паміж малекуламі павінны існаваць значныя сілы Ван-дэр-Ваальса.
Чаму людзі сцвярджаюць, што сілы Ван-дэр-Ваальса ў ПТФЭ слабыя?
Дысперсійная сіла Ван-дэр-Ваальса выклікана часовымі флуктууючымі дыполямі, якія ўтвараюцца пры руху электронаў у малекуле. Паколькі малекула ПТФЭ вялікая, можна было б чакаць вялікай дысперсійнай сілы, бо ёсць шмат электронаў, якія могуць рухацца.
Агульная сітуацыя такая, што чым большая малекула, тым большая дысперсійная здольнасць
Аднак у PTFE ёсць праблема. Фтор вельмі электраадмоўны. Ён мае тэндэнцыю моцна звязваць электроны ў сувязі вуглярод-фтор разам, настолькі моцна, што электроны не могуць рухацца, як вы думаеце. Мы апісваем сувязь вуглярод-фтор як сувязь, якая не мае моцнай палярызацыі.
Сілы Ван-дэр-Ваальса таксама ўключаюць дыполь-дыпольныя ўзаемадзеянні. Але ў політэтрафторэтылене (ПТФЭ) кожная малекула акружана пластом злёгку адмоўна зараджаных атамаў фтору. У гэтым выпадку адзіным магчымым узаемадзеяннем паміж малекуламі з'яўляецца ўзаемнае адштурхванне!
Такім чынам, сіла дысперсіі слабейшая, чым вы думаеце, і дыполь-дыпольнае ўзаемадзеянне выкліча адштурхванне. Нядзіўна, што людзі кажуць, што сіла Ван-дэр-Ваальса ў ПТФЭ вельмі слабая. Насамрэч вы не атрымаеце сілы адштурхвання, таму што ўплыў сілы дысперсіі большы, чым уплыў дыполь-дыпольнага ўзаемадзеяння, але ў выніку сіла Ван-дэр-Ваальса будзе імкнуцца да слабення.
Але PTFE мае вельмі высокую тэмпературу плаўлення, таму сіла, якая ўтрымлівае малекулы разам, павінна быць вельмі моцнай.
Як ПТФЭ можа мець высокую тэмпературу плаўлення?
ПТФЭ вельмі крышталічны, у гэтым сэнсе ён мае вялікую плошчу, малекулы размешчаны вельмі рэгулярна. Памятайце, што малекулы ПТФЭ можна ўяўляць сабой падоўжаныя стрыжні. Гэтыя полюсы будуць шчыльна згрупаваны разам.
Гэта азначае, што, хоць малекула PTFE не можа ствараць сапраўды вялікія часовыя дыполі, дыполі можна выкарыстоўваць вельмі эфектыўна.
Дык ці з'яўляюцца сілы Ван-дэр-Ваальса ў ПТФЭ слабымі ці моцнымі?
Думаю, вы абодва можаце мець рацыю! Калі ланцугі політэтрафторэтылену (ПТФЭ) размешчаны такім чынам, што паміж імі няма занадта цеснага кантакту, сіла паміж імі будзе вельмі слабай, а тэмпература плаўлення — вельмі нізкай.
Але ў рэальным свеце малекулы знаходзяцца ў цесным кантакце. Сілы Ван-дэр-Ваальса могуць быць не такімі магутнымі, як яны могуць быць, але структура ПТФЭ азначае, што яны адчуваюць найбольшы эфект, ствараючы ў цэлым моцныя міжмалекулярныя сувязі і высокія тэмпературы плаўлення.
Гэта кантрастуе з іншымі сіламі, такімі як сіла дыполь-дыпольнага ўзаемадзеяння, якая памяншаецца толькі ў 23 разы, або ўдвая большая адлегласць памяншаецца ў 8 разоў.
Такім чынам, шчыльная ўпакоўка стрыжнепадобных малекул у ПТФЭ максімізуе эфектыўнасць дысперсіі
Антыпрыгарныя ўласцівасці
Вось чаму вада і алей не прыліпаюць да паверхні PTFE, і чаму можна смажыць яйкі на патэльні з пакрыццём PTFE, не прыліпаючы да патэльні.
Вам трэба ўлічваць, якія сілы могуць фіксаваць іншыя малекулы на паверхніПТФЭГэта можа ўключаць у сябе нейкі тып хімічнай сувязі, сілу Ван-дэр-Ваальса або вадародную сувязь.
Хімічная сувязь
Сувязь вуглярод-фтор вельмі моцная, і ніякія іншыя малекулы не могуць дасягнуць вугляроднага ланцуга, каб выклікаць рэакцыю замяшчэння. Хімічная сувязь узнікнуць немагчыма.
сілы ван-дэр-Ваальса
Мы бачылі, што сіла Ван-дэр-Ваальса ў ПТФЭ не вельмі моцная, і яна прывядзе да таго, што ПТФЭ будзе мець высокую тэмпературу плаўлення, бо малекулы знаходзяцца настолькі блізка, што яны маюць вельмі эфектыўны кантакт.
Але для іншых малекул, размешчаных блізка да паверхні PTFE, усё інакш. Адносна малыя малекулы (напрыклад, малекулы вады або малекулы алею) будуць мець толькі невялікую колькасць кантакту з паверхняй, і будзе генеравацца толькі невялікая колькасць прыцягнення Ван-дэр-Ваальса.
Вялікая малекула (напрыклад, бялок) не будзе мець стрыжнепадобную форму, таму паміж ёй і паверхняй недастаткова эфектыўнага кантакту, каб пераадолець тэндэнцыю PTFE да нізкай палярызацыі.
У любым выпадку, сіла Ван-дэр-Ваальса паміж паверхняй ПТФЭ і навакольнымі рэчывамі малая і неэфектыўная.
Вадародныя сувязі
Малекулы PTFE на паверхні цалкам абгорнутыя атамамі фтору. Гэтыя атамы фтору вельмі электраадмоўныя, таму ўсе яны нясуць пэўную ступень адмоўнага зараду. Кожны атам фтору таксама мае 3 пары выступаючых няпоўных электронаў.
Гэта ўмовы, неабходныя для ўтварэння вадародных сувязей, такіх як няпоўная пара фтору і атам вадароду ў вадзе. Але гэтага, відавочна, не адбудзецца, інакш паміж малекуламі PTFE і малекуламі вады будзе моцнае прыцягненне, і вада будзе прыліпаць да PTFE.
Кароткі змест
Няма эфектыўнага спосабу для іншых малекул паспяхова прымацавацца да паверхні PTFE, таму яна мае антіпрыгарную паверхню.
Нізкае трэнне
Каэфіцыент трэння PTFE вельмі нізкі. Гэта азначае, што калі ў вас паверхня, пакрытая PTFE, іншыя рэчы будуць лёгка слізгаць па ёй.
Ніжэй прыведзены кароткі змест таго, што адбываецца. Гэта з артыкула 1992 года пад назвай «Трэнне і знос політэтрафторэтылену».
У пачатку слізгацення паверхня PTFE ламаецца, і маса перамяшчаецца туды, дзе яна слізгае. Гэта азначае, што паверхня PTFE будзе зношвацца.
Па меры таго, як слізгаценне працягвалася, блокі разгортваліся ў тонкія плёнкі.
Адначасова паверхня PTFE выцягваецца, утвараючы арганізаваны пласт.
Абедзве паверхні, якія кантактуюць, цяпер маюць добра арганізаваныя малекулы PTFE, якія могуць слізгаць адна па адной
Вышэйпаказанае - гэта ўвядзенне політэтрафторэтылену, політэтрафторэтылен можна вырабляць у розныя прадукты, мы спецыялізуемся на вытворчасці труб з ПТФЭ.вытворцы шлангаў з ПТФЭ, запрашаем мець зносіны з намі
Пошукавыя запыты, звязаныя са шлангам з PTFE:
Час публікацыі: 05 мая 2021 г.