Polytetrafluorethylen (polytetrafluorethylen) er sandsynligvis den mest udbredte fluorpolymer, fordi den har flere egenskaber, der gør det til et ideelt materiale til en bred vifte af anvendelser.Det er mere fleksibelt end andre lignende rør og kan modstå næsten alle industrielle kemikalier
Temperaturområdet er ca. -330°F til 500°F, hvilket giver det bredeste temperaturområde blandt fluorpolymerer.Derudover har den fremragende elektriske egenskaber og lav magnetisk permeabilitet.Ptfe-slanger er de mest udbredte laboratorieslanger og applikationer, hvor kemisk resistens og renhed er afgørende.PTFEhar en meget lav friktionskoefficient og er et af de mest "slip"-stoffer, man kender
Funktioner:
100% ren PTFE harpiks
Sammenlignet med FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, mest fleksible fluorpolymerrør
Kemisk inert, modstandsdygtig over for næsten alle industrielle kemikalier og opløsningsmidler
Bredt temperaturområde
Lav penetration
Glat non-stick overfladefinish
Laveste friktionskoefficient
Fremragende elektrisk ydeevne
Ikke-brændbar
Ikke giftig
Ansøgninger:
laboratorium
Kemisk proces
Analyse- og procesudstyr
Emissionsovervågning
Lav temperatur
høj temperatur
Elektricitet
ozon
Strukturen af PTFE-molekyler
Polytetrafluorethylen (PTFE) fremstilles ved polymerisation af mange tetrafluorethylenmolekyler
Dette simple PTFE-diagram viser ikke den tredimensionelle struktur af molekylet.I det mere simple molekylære poly(ethylen) er molekylets kulstofrygrad kun forbundet med brintatomer, og denne kæde er meget fleksibel - det er bestemt ikke et lineært molekyle
I polytetrafluorethylen er fluoratomet i en CF2-gruppe imidlertid stort nok til at interferere med fluoratomet på den tilstødende gruppe.Du skal huske, at hvert fluoratom har 3 par enlige elektroner, der stikker ud
Effekten af dette er at undertrykke rotationen af carbon-carbon-enkeltbindingen.Fluoratomerne har tendens til at være arrangeret, så de er så langt væk som muligt fra de tilstødende fluoratomer.Rotation har en tendens til at involvere lone-par kollisioner mellem fluoratomer på tilstødende kulstofatomer - hvilket gør rotationen energisk ugunstig
Den frastødende kraft låser molekylet fast i en stavform, og fluoratomerne er arrangeret i en meget blid spiral - fluoratomerne er arrangeret i en spiral omkring kulstofrygraden.Disse blystrimler vil blive presset sammen som lange, tynde blyanter i en æske
Dette tæt kontakt arrangement har en vigtig indflydelse på de intermolekylære kræfter, som du vil se
Intermolekylære kræfter og PTFEs smeltepunkt
Smeltepunktet for polytetrafluorethylen er angivet som 327°C.Dette er ret højt for denne polymer, så der skal være betydelige van der Waals-kræfter mellem molekylerne
Hvorfor hævder folk, at van der Waals-kræfterne i PTFE er svage?
Van der Waals spredningskraft er forårsaget af de midlertidige fluktuerende dipoler, der genereres, når elektronerne i molekylet bevæger sig rundt.Fordi PTFE-molekylet er stort, ville du forvente en stor spredningskraft, fordi der er mange elektroner, der kan bevæge sig
Den generelle situation er, at jo større molekylet er, jo større er spredningsevnen
PTFE har dog et problem.Fluor er meget elektronegativt.Det har en tendens til at binde elektronerne i kulstof-fluorbindingen tæt sammen, så tæt, at elektronerne ikke kan bevæge sig, som du tror.Vi beskriver carbon-fluorbindingen som ikke at have stærk polarisering
Van der Waals-kræfter inkluderer også dipol-dipol-interaktioner.Men i polytetrafluorethylen (PTFE) er hvert molekyle omgivet af et lag af svagt negativt ladede fluoratomer.I dette tilfælde er den eneste mulige interaktion mellem molekyler gensidig frastødning!
Så spredningskraften er svagere, end du tror, og dipol-dipol-interaktionen vil forårsage frastødning.Ikke underligt, at folk siger, at van der Waals-styrken i PTFE er meget svag.Du får faktisk ikke den frastødende kraft, fordi indflydelsen af dispersionskraften er større end dipol-dipol-interaktionen, men nettoeffekten er, at van der Waals-kraften vil have en tendens til at svækkes
Men PTFE har et meget højt smeltepunkt, så kraften der holder molekylerne sammen skal være meget stærk
Hvordan kan PTFE have et højt smeltepunkt?
PTFE er meget krystallinsk, i denne forstand er der et stort område, molekylerne er i et meget regelmæssigt arrangement.Husk, at PTFE-molekyler kan opfattes som aflange stænger.Disse poler vil være tæt klynget sammen
Det betyder, at selvom ptfe-molekylet ikke kan producere rigtig store midlertidige dipoler, kan dipolerne bruges meget effektivt
Så er van der Waals-kræfterne i PTFE svage eller stærke?
Jeg tror, I kan have begge ret!Hvis polytetrafluorethylen (PTFE) kæderne er arrangeret på en sådan måde, at der ikke er for tæt kontakt mellem kæderne, vil kraften mellem dem være meget svag, og smeltepunktet vil være meget lavt
Men i den virkelige verden er molekyler i tæt kontakt.Van der Waals kræfter er måske ikke så kraftige, som de kan være, men strukturen af PTFE betyder, at de mærker den største effekt og producerer generelt stærke intermolekylære bindinger og høje smeltepunkter
Dette er i modsætning til andre kræfter, såsom dipol-dipol vekselvirkningskraften, som kun reduceres med 23 gange, eller to gange afstanden reduceres med 8 gange
Derfor maksimerer den tætte pakning af stavformede molekyler i PTFE effektiviteten af dispersionen
Non-stick egenskaberne
Dette er grunden til, at vand og olie ikke klæber til overfladen af PTFE, og hvorfor du kan stege æg i en PTFE-belagt pande uden at klæbe til panden
Du skal overveje, hvilke kræfter der kan fiksere andre molekyler på overfladen afPTFE.Det kan omfatte en form for kemisk binding, van der Waals-kraft eller hydrogenbinding
Kemisk binding
Kulstof-fluorbindingen er meget stærk, og det er umuligt for andre molekyler at nå kulstofkæden for at få en substitutionsreaktion til at finde sted.Det er umuligt for en kemisk binding at opstå
van der Waals styrker
Vi har set, at van der Waals-kraften i PTFE ikke er særlig stærk, og det vil kun få PTFE til at have et højt smeltepunkt, fordi molekylerne er så tæt på, at de har meget effektiv kontakt.
Men det er anderledes for andre molekyler tæt på overfladen af PTFE.Relativt små molekyler (såsom vandmolekyler eller oliemolekyler) vil kun have en lille mængde kontakt med overfladen, og kun en lille mængde van der Waals tiltrækning vil blive genereret.
Et stort molekyle (såsom et protein) vil ikke være stavformet, så der er ikke tilstrækkelig effektiv kontakt mellem det og overfladen til at overvinde den lave polariseringstendens af PTFE.
Uanset hvad er van der Waals-kraften mellem overfladen af PTFE og de omgivende ting lille og ineffektiv
Hydrogenbindinger
PTFE-molekylerne på overfladen er fuldstændig pakket ind af fluoratomer.Disse fluoratomer er meget elektronegative, så de bærer alle en vis grad af negativ ladning.Hver fluor har også 3 par udstående enlige elektroner
Det er de betingelser, der kræves for dannelsen af hydrogenbindinger, såsom det enlige par på fluor og brintatomet i vand.Men det sker selvfølgelig ikke, ellers vil der være en stærk tiltrækning mellem PTFE-molekylerne og vandmolekylerne, og vandet vil klæbe til PTFE'en
Resumé
Der er ingen effektiv måde for andre molekyler at binde sig til overfladen af PTFE, så det har en non-stick overflade
Den lave friktion
Friktionskoefficienten for PTFE er meget lav.Det betyder, at hvis du har en overflade belagt med ptfe, så glider andre ting let på den.
Nedenfor er en hurtig oversigt over, hvad der sker.Dette kommer fra et papir fra 1992 med titlen "Friction and Wear of Polytetrafluoroethylene".
I begyndelsen af glidningen knækker PTFE-overfladen, og massen overføres til det sted, hvor den glider.Det betyder, at PTFE-overfladen bliver slidt.
Mens glidningen fortsatte, foldede blokkene sig ud til tynde film.
Samtidig trækkes overfladen af PTFE ud for at danne et organiseret lag.
Begge overflader i kontakt har nu velorganiserede PTFE-molekyler, der kan glide på hinanden
Ovenstående er introduktionen af polytetrafluorethylen, polytetrafluorethylen kan laves om til en række produkter, vi er specialiserede i at lave ptfe-rør、ptfe-slangeproducenter, velkommen til at kommunikere med os
Søgninger relateret til ptfe slange:
Indlægstid: maj-05-2021