Политетрафлуороетиленът (политетрафлуороетилен) е може би най-широко използваният флуорополимер, тъй като притежава няколко характеристики, които го правят идеален материал за широк спектър от приложения. Той е по-гъвкав от други подобни тръби и може да устои на почти всички промишлени химикали.
Температурният диапазон е приблизително от -330°F до 500°F, което осигурява най-широкия температурен диапазон сред флуорополимерите. Освен това, той има отлични електрически свойства и ниска магнитна пропускливост. Ptfe тръбите са най-широко използваните лабораторни тръби и приложения, където химическата устойчивост и чистотата са от съществено значение.ПТФЕима много нисък коефициент на триене и е едно от най-"хлъзгавите" известни вещества
Характеристики:
100% чиста PTFE смола
В сравнение с FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, повечето гъвкави флуорополимерни тръби
Химически инертен, устойчив на почти всички промишлени химикали и разтворители
Широк температурен диапазон
Ниско проникване
Гладка незалепваща повърхност
Най-нисък коефициент на триене
Отлични електрически характеристики
Незапалим
Нетоксичен
Приложения:
лаборатория
Химичен процес
Оборудване за анализ и процес
Мониторинг на емисиите
Ниска температура
висока температура
Електричество
озон
Структурата на PTFE молекулите
Политетрафлуороетиленът (PTFE) се получава чрез полимеризация на много молекули тетрафлуороетилен
Тази проста PTFE диаграма не показва триизмерната структура на молекулата. В по-простия молекулен поли(етилен), въглеродният скелет на молекулата е свързан само с водородни атоми и тази верига е много гъвкава - определено не е линейна молекула.
В политетрафлуоретилена обаче, флуорният атом в CF2 групата е достатъчно голям, за да взаимодейства с флуорния атом в съседната група. Трябва да запомните, че всеки флуорен атом има 3 двойки несподелени електрони, стърчащи навън.
Ефектът от това е потискане на въртенето на единичната връзка въглерод-въглерод. Флуорните атоми са склонни да бъдат разположени така, че да са възможно най-далеч от съседните флуорни атоми. Въртенето е склонно да включва сблъсъци на неограничени двойки между флуорни атоми върху съседни въглеродни атоми, което прави въртенето енергийно неблагоприятно.
Силата на отблъскване заключва молекулата в пръчковидна форма, а флуорните атоми са разположени в много нежна спирала – флуорните атоми са разположени в спирала около въглеродния скелет. Тези оловни ленти ще бъдат притиснати една към друга като дълги, тънки моливи в кутия.
Това близко контактно разположение има важно влияние върху междумолекулните сили, както ще видите
Междумолекулни сили и точка на топене на PTFE
Точката на топене на политетрафлуоретилена е посочена като 327°C. Това е доста висока стойност за този полимер, така че между молекулите трябва да има значителни сили на ван дер Ваалс.
Защо хората твърдят, че силите на ван дер Ваалс в PTFE са слаби?
Дисперсионната сила на ван дер Ваалс се причинява от временните флуктуиращи диполи, генерирани при движението на електроните в молекулата. Тъй като молекулата на PTFE е голяма, бихте очаквали голяма дисперсионна сила, защото има много електрони, които могат да се движат.
Общото положение е, че колкото по-голяма е молекулата, толкова по-голяма е дисперсионната способност.
PTFE обаче има един проблем. Флуорът е много електроотрицателен. Той е склонен да свързва електроните във връзката въглерод-флуор здраво заедно, толкова здраво, че електроните не могат да се движат, както си мислите. Ние описваме връзката въглерод-флуор като такава, която няма силна поляризация.
Силите на Ван дер Ваалс включват и дипол-диполни взаимодействия. Но в политетрафлуоретилена (PTFE) всяка молекула е обградена от слой от леко отрицателно заредени флуорни атоми. В този случай единственото възможно взаимодействие между молекулите е взаимното отблъскване!
Така че силата на дисперсия е по-слаба, отколкото си мислите, и дипол-диполното взаимодействие ще предизвика отблъскване. Не е чудно, че хората казват, че силата на ван дер Ваалс в PTFE е много слаба. Всъщност няма да получите сила на отблъскване, защото влиянието на силата на дисперсия е по-голямо от това на дипол-диполното взаимодействие, но крайният ефект е, че силата на ван дер Ваалс ще има тенденция да отслабва.
Но PTFE има много висока точка на топене, така че силата, която държи молекулите заедно, трябва да е много силна.
Как е възможно PTFE да има висока точка на топене?
PTFE е много кристален материал, в този смисъл има голяма площ, молекулите са подредени много правилно. Не забравяйте, че молекулите на PTFE могат да се разглеждат като удължени пръчки. Тези полюси ще бъдат тясно групирани заедно.
Това означава, че въпреки че молекулата ptfe не може да произведе наистина големи временни диполи, диполите могат да бъдат използвани много ефективно.
И така, силите на ван дер Ваалс в PTFE слаби или силни са?
Мисля, че и двамата може да сте прави! Ако веригите на политетрафлуоретилен (PTFE) са разположени по такъв начин, че да няма твърде близък контакт между веригите, силата между тях ще бъде много слаба и точката на топене ще бъде много ниска.
Но в реалния свят молекулите са в тесен контакт. Силите на Ван дер Ваалс може да не са толкова мощни, колкото биха могли да бъдат, но структурата на PTFE означава, че те усещат най-голям ефект, създавайки като цяло силни междумолекулни връзки и високи точки на топене.
Това е в контраст с други сили, като например силата на взаимодействие дипол-дипол, която е намалена само 23 пъти, или двойно разстоянието е намалено 8 пъти.
Следователно, плътното опаковане на пръчковидни молекули в PTFE максимизира ефективността на дисперсията
Незалепващи свойства
Ето защо водата и маслото не залепват по повърхността на PTFE и защо можете да пържите яйца в тиган с PTFE покритие, без да залепват за тигана.
Трябва да вземете предвид какви сили биха могли да фиксират други молекули на повърхността наПТФЕМоже да включва някакъв вид химическа връзка, сила на ван дер Ваалс или водородна връзка.
Химическо свързване
Връзката въглерод-флуор е много силна и е невъзможно други молекули да достигнат въглеродната верига, за да предизвикат каквато и да е реакция на заместване. Невъзможно е да се осъществи химическа връзка.
сили на ван дер Ваалс
Видяхме, че силата на ван дер Ваалс в PTFE не е много силна и ще доведе до висока точка на топене на PTFE, тъй като молекулите са толкова близо една до друга, че имат много ефективен контакт.
Но за други молекули, близки до повърхността на PTFE, е различно. Сравнително малките молекули (като водни молекули или маслени молекули) ще имат само малък контакт с повърхността и ще се генерира само малко количество ван дер Ваалсово привличане.
Голяма молекула (като протеин) няма да бъде с форма на пръчка, така че няма достатъчно ефективен контакт между нея и повърхността, за да се преодолее тенденцията на PTFE към ниска поляризация.
Така или иначе, силата на ван дер Ваалс между повърхността на PTFE и околните неща е малка и неефективна.
Водородни връзки
Молекулите на PTFE на повърхността са изцяло обвити от флуорни атоми. Тези флуорни атоми са силно електроотрицателни, така че всички те носят известна степен на отрицателен заряд. Всеки флуорен атом има и 3 двойки изпъкнали несподелени електрони.
Това са условията, необходими за образуването на водородни връзки, като например несподелената двойка на флуора и водородния атом във водата. Но това очевидно няма да се случи, в противен случай ще има силно привличане между молекулите на PTFE и молекулите на водата и водата ще се залепи за PTFE.
Обобщение
Няма ефективен начин други молекули да се прикрепят успешно към повърхността на PTFE, така че той има незалепваща повърхност.
Ниското триене
Коефициентът на триене на PTFE е много нисък. Това означава, че ако имате повърхност, покрита с PTFE, други неща лесно ще се хлъзгат по нея.
По-долу е дадено кратко обобщение на случващото се. Това е от статия от 1992 г., озаглавена „Триене и износване на политетрафлуоретилен“.
В началото на плъзгането, PTFE повърхността се разкъсва и масата се прехвърля там, където се плъзга. Това означава, че PTFE повърхността ще се износи.
Докато плъзгането продължаваше, блоковете се разгъваха на тънки филми.
В същото време повърхността на PTFE се издърпва, за да образува организиран слой.
И двете повърхности в контакт сега имат добре организирани PTFE молекули, които могат да се плъзгат една върху друга
Горното е въвеждането на политетрафлуоретилен, политетрафлуоретиленът може да се използва в различни продукти, ние сме специализирани в производството на ptfe тръби.производители на PTFE маркучи, добре дошли да общувате с нас
Търсения, свързани с ptfe маркуч:
Време на публикуване: 05 май 2021 г.