El politetrafluoroetilè (politetrafluoroetilè) és probablement el fluoropolímer més utilitzat perquè té diverses característiques que el converteixen en un material ideal per a una àmplia gamma d'aplicacions. És més flexible que altres canonades similars i pot resistir gairebé tots els productes químics industrials.
El rang de temperatura és aproximadament de -160 °C a 260 °C, proporcionant el rang de temperatura més ampli entre els fluoropolímers. A més, té excel·lents propietats elèctriques i baixa permeabilitat magnètica. Els tubs de PTFE són els tubs de laboratori més utilitzats i en aplicacions on la resistència química i la puresa són essencials.PTFEté un coeficient de fricció molt baix i és una de les substàncies més "lliscants" conegudes
Característiques:
Resina de PTFE 100% pura
En comparació amb FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, les canonades de fluoropolímer més flexibles
Químicament inert, resistent a gairebé tots els productes químics i dissolvents industrials
Ampli rang de temperatures
Baixa penetració
Acabat superficial llis i antiadherent
Coeficient de fricció més baix
Excel·lent rendiment elèctric
No inflamable
No tòxic
Aplicacions:
laboratori
procés químic
Equips d'anàlisi i procés
Monitorització d'emissions
Baixa temperatura
alta temperatura
Electricitat
ozó
L'estructura de les molècules de PTFE
El politetrafluoroetilè (PTFE) es fabrica per la polimerització de moltes molècules de tetrafluoroetilè
Aquest senzill diagrama de PTFE no mostra l'estructura tridimensional de la molècula. En el poli(etilè) molecular més simple, la cadena principal de carboni de la molècula només està connectada per àtoms d'hidrogen, i aquesta cadena és molt flexible; definitivament no és una molècula lineal.
Tanmateix, en el politetrafluoroetilè, l'àtom de fluor d'un grup CF2 és prou gran per interferir amb l'àtom de fluor del grup adjacent. Cal recordar que cada àtom de fluor té 3 parells d'electrons solitaris que sobresurten.
L'efecte d'això és suprimir la rotació de l'enllaç simple carboni-carboni. Els àtoms de fluor tendeixen a estar disposats de manera que estiguin el més allunyats possible dels àtoms de fluor adjacents. La rotació tendeix a implicar col·lisions de parells solitaris entre àtoms de fluor en àtoms de carboni adjacents, cosa que fa que la rotació sigui energèticament desfavorable.
La força repulsiva bloqueja la molècula en forma de vareta, i els àtoms de fluor estan disposats en una espiral molt suau: els àtoms de fluor estan disposats en espiral al voltant de la cadena principal de carboni. Aquestes tires de plom s'apretaran juntes com llapis llargs i prims en una caixa.
Aquesta disposició de contacte proper té una influència important en les forces intermoleculars, com veureu
Forces intermoleculars i el punt de fusió del PTFE
El punt de fusió del politetrafluoroetilè es cita com a 327 °C. Això és força alt per a aquest polímer, per la qual cosa hi ha d'haver forces de van der Waals considerables entre les molècules.
Per què la gent afirma que les forces de van der Waals en PTFE són febles?
La força de dispersió de van der Waals és causada pels dipols fluctuants temporals generats quan els electrons de la molècula es mouen. Com que la molècula de PTFE és gran, s'esperaria una força de dispersió gran perquè hi ha molts electrons que es poden moure.
La situació general és que com més gran és la molècula, més gran és el poder de dispersió.
Tanmateix, el PTFE té un problema. El fluor és molt electronegatiu. Tendeix a unir els electrons de l'enllaç carboni-fluor fortament, tan fortament que els electrons no es poden moure com penseu. Descrivim l'enllaç carboni-fluor com si no tingués una polarització forta.
Les forces de van der Waals també inclouen les interaccions dipol-dipol. Però en el politetrafluoroetilè (PTFE), cada molècula està envoltada per una capa d'àtoms de fluor lleugerament carregats negativament. En aquest cas, l'única interacció possible entre molècules és la repulsió mútua!
Així doncs, la força de dispersió és més feble del que es pensa, i la interacció dipol-dipol causarà repulsió. No és estrany que la gent digui que la força de van der Waals en el PTFE és molt feble. En realitat no s'obté la força repulsiva, perquè la influència de la força de dispersió és més gran que la de la interacció dipol-dipol, però l'efecte net és que la força de van der Waals tendirà a debilitar-se.
Però el PTFE té un punt de fusió molt alt, de manera que la força que manté les molècules unides ha de ser molt forta.
Com pot el PTFE tenir un punt de fusió alt?
El PTFE és molt cristal·lí, en aquest sentit hi ha una àrea gran, les molècules estan en una disposició molt regular. Recordeu que les molècules de PTFE es poden considerar com a barres allargades. Aquests pols estaran agrupats estretament.
Això significa que, tot i que la molècula de ptfe no pot produir dipols temporals realment grans, els dipols es poden utilitzar de manera molt eficient.
Aleshores, les forces de van der Waals en PTFE són febles o fortes?
Crec que podeu tenir raó tots dos! Si les cadenes de politetrafluoroetilè (PTFE) estan disposades de manera que no hi hagi un contacte massa proper entre les cadenes, la força entre elles serà molt feble i el punt de fusió serà molt baix.
Però al món real, les molècules estan en contacte estret. Les forces de van der Waals poden no ser tan potents com podrien ser, però l'estructura del PTFE fa que siguin les que senten el major efecte, produint enllaços intermoleculars forts en general i punts de fusió elevats.
Això contrasta amb altres forces, com ara la força d'interacció dipol-dipol, que només es redueix 23 vegades, o el doble de la distància es redueix 8 vegades.
Per tant, l'empaquetament ajustat de molècules en forma de vareta en PTFE maximitza l'eficàcia de la dispersió.
Les propietats antiadherents
Per això l'aigua i l'oli no s'enganxen a la superfície del PTFE i per això es poden fregir ous en una paella recoberta de PTFE sense que s'enganxin a la paella.
Cal tenir en compte quines forces podrien fixar altres molècules a la superfície dePTFEPot incloure algun tipus d'enllaç químic, força de van der Waals o enllaç d'hidrogen.
Enllaç químic
L'enllaç carboni-fluor és molt fort i és impossible que cap altra molècula arribi a la cadena de carboni per provocar cap reacció de substitució. És impossible que es produeixi un enllaç químic.
forces de van der Waals
Hem vist que la força de van der Waals en el PTFE no és gaire forta, i només farà que el PTFE tingui un punt de fusió alt, perquè les molècules estan tan juntes que tenen un contacte molt eficaç.
Però és diferent per a altres molècules properes a la superfície del PTFE. Les molècules relativament petites (com ara les molècules d'aigua o les molècules d'oli) només tindran un petit contacte amb la superfície i només es generarà una petita quantitat d'atracció de van der Waals.
Una molècula gran (com ara una proteïna) no tindrà forma de vareta, de manera que no hi haurà prou contacte efectiu entre ella i la superfície per superar la baixa tendència de polarització del PTFE.
De qualsevol manera, la força de van der Waals entre la superfície del PTFE i els elements circumdants és petita i ineficaç.
Enllaços d'hidrogen
Les molècules de PTFE a la superfície estan completament envoltades per àtoms de fluor. Aquests àtoms de fluor són molt electronegatius, de manera que tots porten un cert grau de càrrega negativa. Cada fluor també té 3 parells d'electrons solitaris que sobresurten.
Aquestes són les condicions necessàries per a la formació d'enllaços d'hidrogen, com ara el parell solitari del fluor i l'àtom d'hidrogen de l'aigua. Però això, òbviament, no passarà, ja que altrament hi haurà una forta atracció entre les molècules de PTFE i les molècules d'aigua, i l'aigua s'adherirà al PTFE.
Resum
No hi ha cap manera efectiva perquè altres molècules s'adhereixin amb èxit a la superfície del PTFE, per la qual cosa té una superfície antiadherent.
La baixa fricció
El coeficient de fricció del PTFE és molt baix. Això significa que si teniu una superfície recoberta de PTFE, altres coses hi relliscaran fàcilment.
A continuació es mostra un breu resum del que està passant. Això prové d'un article de 1992 titulat "Fricció i desgast del politetrafluoroetilè".
Al començament del lliscament, la superfície de PTFE es trenca i la massa es transfereix allà on llisca. Això significa que la superfície de PTFE es desgastarà.
A mesura que el lliscament continuava, els blocs es desplegaven en pel·lícules primes.
Al mateix temps, la superfície del PTFE s'estira per formar una capa organitzada.
Ambdues superfícies en contacte ara tenen molècules de PTFE ben organitzades que poden lliscar l'una sobre l'altra.
L'anterior és la introducció del politetrafluoroetilè, el politetrafluoroetilè es pot convertir en una varietat de productes, estem especialitzats en la fabricació de tubs de PTFE,fabricants de mànegues de PTFE, benvingut a comunicar-se amb nosaltres
Cerques relacionades amb mànega de PTFE:
Data de publicació: 05 de maig de 2021