Политетрафлуоретилен (политетрафлуоретилен) е може би най-широко използваният флуорополимер, тъй като има няколко характеристики, които го правят идеален материал за широк спектър от приложения.Тя е по-гъвкава от други подобни тръби и може да устои на почти всички индустриални химикали
Температурният диапазон е приблизително -330°F до 500°F, осигурявайки най-широкия температурен диапазон сред флуорополимерите.Освен това има отлични електрически свойства и ниска магнитна пропускливост.Ptfe тръбите са най-широко използваните лабораторни тръби и приложения, където химическата устойчивост и чистота са от съществено значение.PTFEима много нисък коефициент на триене и е едно от най-"хлъзгащите" познати вещества
Характеристика:
100% чиста PTFE смола
В сравнение с FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, най-гъвкавите флуорополимерни тръби
Химически инертен, устойчив на почти всички индустриални химикали и разтворители
Широк температурен диапазон
Ниско проникване
Гладка незалепваща повърхност
Най-нисък коефициент на триене
Отлични електрически характеристики
Негорим
Нетоксичен
Приложения:
лаборатория
Химичен процес
Аналитично и технологично оборудване
Мониторинг на емисии
Ниска температура
висока температура
Електричество
озон
Структурата на PTFE молекулите
Политетрафлуороетилен (PTFE) се получава чрез полимеризация на много молекули тетрафлуоретилен
Тази проста диаграма на PTFE не показва триизмерната структура на молекулата.В по-простия молекулярен 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 група е достатъчно голям, за да пречи на флуорния атом в съседната група.Трябва да запомните, че всеки флуорен атом има 3 двойки несподелени електрони, стърчащи навън
Ефектът от това е да потисне въртенето на единичната връзка въглерод-въглерод.Флуорните атоми са склонни да бъдат подредени така, че да са възможно най-далеч от съседните флуорни атоми.Въртенето има тенденция да включва сблъсъци на самотни двойки между флуорни атоми на съседни въглеродни атоми - което прави въртенето енергийно неизгодно
Силата на отблъскване заключва молекулата във формата на пръчка и флуорните атоми са подредени в много лека спирала - флуорните атоми са подредени в спирала около въглеродния гръбнак.Тези оловни ленти ще бъдат притиснати една към друга като дълги, тънки моливи в кутия
Тази подредба на близък контакт има важно влияние върху междумолекулните сили, както ще видите
Междумолекулни сили и точка на топене на PTFE
Точката на топене на политетрафлуоретилена е 327°C.Това е доста високо за този полимер, така че трябва да има значителни ван дер ваалсови сили между молекулите
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, когато електроните в молекулата се движат наоколо.Тъй като молекулата на PTFE е голяма, бихте очаквали голяма дисперсионна сила, тъй като има много електрони, които могат да се движат
Общата ситуация е, че колкото по-голяма е молекулата, толкова по-голяма е дисперсионната мощност
PTFE обаче има проблем.Флуорът е много електроотрицателен.Той има тенденция да свърже електроните във връзката въглерод-флуор плътно заедно, толкова здраво, че електроните не могат да се движат, както си мислите.Ние описваме връзката въглерод-флуор като нямаща силна поляризация
Силите на Ван дер Ваалс включват и дипол-диполни взаимодействия.Но в политетрафлуоретилена (PTFE) всяка молекула е заобиколена от слой от леко отрицателно заредени флуорни атоми.В този случай единственото възможно взаимодействие между молекулите е взаимното отблъскване!
Така че дисперсионната сила е по-слаба, отколкото си мислите, и взаимодействието дипол-дипол ще предизвика отблъскване.Нищо чудно, че хората казват, че силата на Ван дер Ваалс в PTFE е много слаба.Всъщност няма да получите силата на отблъскване, тъй като влиянието на дисперсионната сила е по-голямо от това на взаимодействието дипол-дипол, но нетният 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 може PTFE да има висока точка на топене?
PTFE е много кристален, в този смисъл има голяма площ, молекулите са в много правилна подредба.Не забравяйте, че PTFE молекулите могат да се разглеждат като удължени пръчки.Тези полюси ще бъдат плътно групирани един до друг
Това означава, че въпреки че молекулата на ptfe не може да произведе наистина големи временни диполи, диполите могат да се използват много ефективно
Така че силите на Ван дер Ваалс в PTFE слаби или силни ли са?
Мисля, че и двамата може да сте прави!Ако веригите от политетрафлуоретилен (PTFE) са подредени 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 близък контакт.Силите на Ван дер Ваалс може да не са толкова мощни, колкото могат 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 силата на взаимодействие дипол-дипол, която се намалява само 23 пъти, или два пъти разстоянието се намалява с 8 пъти
Следователно, плътното опаковане на пръчковидни молекули в PTFE увеличава 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 обмислите какви сили могат да фиксират други молекули на повърхносттаPTFE.Може да включва някакъв вид химична връзка, сила на Ван дер Ваалс или водородна връзка
Химично свързване
Връзката въглерод-флуор е много силна и е невъзможно други молекули да достигнат въглеродната верига, за да предизвикат реакция на заместване.Невъзможно е да възникне химическа връзка
сили на Ван дер Ваалс
Видяхме, че силата на Ван дер Ваалс в PTFE не е много силна и това само ще накара PTFE да има висока точка на топене, защото молекулите са толкова близки, че имат много ефективен контакт.
Но това е различно за други молекули близо до повърхността на PTFE.Относително малки молекули (като водни молекули или маслени молекули) ще имат само малък контакт с повърхността и ще се генерира само малко количество привличане на Ван дер Ваалс.
Голяма молекула (като протеин) няма да има пръчковидна форма, така че няма достатъчно ефективен контакт между нея и повърхността, за да се преодолее тенденцията на ниска поляризация на PTFE.
Така или иначе силата на Ван дер Ваалс между повърхността на PTFE и околните неща е малка и неефективна
Водородни връзки
PTFE молекулите на повърхността са напълно обвити от флуорни атоми.Тези флуорни атоми са много електроотрицателни, така че всички те носят определена степен на отрицателен заряд.Всеки флуор също има 3 двойки изпъкнали единични 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 PTFE молекулите и водните молекули и водата ще се придържа към PTFE
Резюме
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 плъзгат по нея.
По-долу е кратко резюме на случващото се.Това идва от документ от 1992 г., озаглавен "Триене и износване на политетрафлуоретилен".
В началото на плъзгането повърхността на PTFE се счупва и масата се пренася навсякъде, където се плъзга.Това означава, че PTFE повърхността ще се износва.
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 вече имат добре организирани PTFE молекули, които могат да се плъзгат една върху друга
Горното е въвеждането на политетрафлуоретилен, политетрафлуоретилен може да се направи в различни продукти, ние сме специализирани в производството на ptfe тръба、производители на PTFE маркучи, добре дошли да общувате с нас
Търсения, свързани с PTFE маркуч:
Време на публикуване: 5 май 2021 г