Polytetrafluorethylen (polytetrafluorethylen) er sandsynligvis den mest anvendte fluorpolymer, fordi den har flere egenskaber, der gør den til et ideelt materiale til en bred vifte af anvendelser. Den er mere fleksibel end andre lignende rør og kan modstå næsten alle industrielle kemikalier.
Temperaturområdet er cirka -330°F til 500°F, hvilket giver det bredeste temperaturområde blandt fluorpolymerer. Derudover har det fremragende elektriske egenskaber og lav magnetisk permeabilitet. PTFE-rør er det mest anvendte laboratorierør og anvendelser, hvor kemisk resistens og renhed er afgørende.PTFE-materialehar en meget lav friktionskoefficient og er et af de mest "slipende" stoffer, der kendes
Funktioner:
100% ren PTFE-harpiks
Sammenlignet med FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, de fleste 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-brandbar
Ikke-giftig
Anvendelser:
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 molekylets tredimensionelle struktur. I det enklere molekylære poly(ethylen) er molekylets kulstofrygrad kun forbundet af hydrogenatomer, og denne kæde er meget fleksibel - det er bestemt ikke et lineært molekyle.
I polytetrafluorethylen er fluoratomet i en CF2-gruppe dog stort nok til at interferere med fluoratomet på den tilstødende gruppe. Man skal huske, at hvert fluoratom har 3 par ensomme elektroner, der stikker ud.
Effekten af dette er at undertrykke rotationen af kulstof-kulstof-enkeltbindingen. Fluoratomerne har en tendens til at være arrangeret, så de er så langt væk som muligt fra de tilstødende fluoratomer. Rotation har en tendens til at involvere ensomme parkollisioner mellem fluoratomer på tilstødende kulstofatomer - hvilket gør rotationen energetisk ugunstig.
Den frastødende kraft låser molekylet i en stavform, og fluoratomerne er arrangeret i en meget blød spiral – fluoratomerne er arrangeret i en spiral omkring kulstofskelettet. Disse blystrimler vil blive klemt sammen som lange, tynde blyanter i en æske.
Denne tætte kontakt har en vigtig indflydelse på de intermolekylære kræfter, som du vil se.
Intermolekylære kræfter og smeltepunktet for PTFE
Smeltepunktet for polytetrafluorethylen er angivet til 327°C. Dette er ret højt for denne polymer, så der må være betydelige van der Waals-kræfter mellem molekylerne.
Hvorfor hævder folk, at van der Waals-kræfterne i PTFE er svage?
Van der Waals dispersionskraft skyldes de midlertidige fluktuerende dipoler, der genereres, når elektronerne i molekylet bevæger sig rundt. Fordi PTFE-molekylet er stort, ville man forvente en stor dispersionskraft, fordi der er mange elektroner, der kan bevæge sig.
Den generelle situation er, at jo større molekylet er, desto større er dispersionsevnen
PTFE har dog et problem. Fluor er meget elektronegativt. Det har en tendens til at binde elektronerne i kulstof-fluor-bindingen tæt sammen, så tæt at elektronerne ikke kan bevæge sig, som man tror. Vi beskriver kulstof-fluor-bindingen som værende uden stærk polarisering.
Van der Waals kræfter inkluderer også dipol-dipol-interaktioner. Men i polytetrafluorethylen (PTFE) er hvert molekyle omgivet af et lag af let negativt ladede fluoratomer. I dette tilfælde er den eneste mulige interaktion mellem molekyler gensidig frastødning!
Så dispersionskraften er svagere end man tror, og dipol-dipol-interaktionen vil forårsage frastødning. Ikke underligt at folk siger, at van der Waals-kraften i PTFE er meget svag. Man vil faktisk ikke få frastødningskraften, fordi dispersionskraftens indflydelse er større end dipol-dipol-interaktionens, men nettoeffekten er, at van der Waals-kraften vil have en tendens til at svækkes.
Men PTFE har et meget højt smeltepunkt, så den kraft, der holder molekylerne sammen, må være meget stærk.
Hvordan kan PTFE have et højt smeltepunkt?
PTFE er meget krystallinsk, i denne forstand er der et stort område, og molekylerne er i en meget regelmæssig ordning. Husk, at PTFE-molekyler kan betragtes som aflange stænger. Disse poler vil være tæt samlet.
Det betyder, at selvom PTFE-molekylet ikke kan producere virkelig store midlertidige dipoler, kan dipolerne bruges meget effektivt.
Så er van der Waals-kræfterne i PTFE svage eller stærke?
Jeg tror, I begge kan have 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-kræfterne er måske ikke så kraftige, som de måske er, men PTFE's struktur betyder, at de mærker den største effekt, hvilket skaber generelt stærke intermolekylære bindinger og høje smeltepunkter.
Dette står i kontrast til andre kræfter, såsom dipol-dipol-interaktionskraften, som kun reduceres med 23 gange, eller det dobbelte af afstanden reduceres med 8 gange.
Derfor maksimerer den tætte pakning af stavformede molekyler i PTFE effektiviteten af dispersionen.
Non-stick egenskaber
Derfor klæber vand og olie ikke til overfladen af PTFE, og hvorfor du kan stege æg i en PTFE-belagt pande uden at de klæber til panden.
Du skal overveje, hvilke kræfter der kan fiksere andre molekyler på overfladen afPTFE-materialeDet kan omfatte en eller anden 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 og forårsage en substitutionsreaktion. Det er umuligt for en kemisk binding at forekomme.
van der Waals-styrker
Vi har set, at van der Waals-kraften i PTFE ikke er særlig stærk, og den vil kun give PTFE et højt smeltepunkt, fordi molekylerne er så tæt på hinanden, 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 der vil kun blive genereret en lille mængde van der Waals-tiltrækning.
Et stort molekyle (såsom et protein) vil ikke være stavformet, så der er ikke tilstrækkelig effektiv kontakt mellem det og overfladen til at overvinde PTFE's lave polarisationstendens.
Uanset hvad er van der Waals-kraften mellem PTFE-overfladen og de omgivende ting lille og ineffektiv.
Hydrogenbindinger
PTFE-molekylerne på overfladen er fuldstændig omsluttet af fluoratomer. Disse fluoratomer er meget elektronegative, så de bærer alle en vis grad af negativ ladning. Hver fluoratom har også 3 par fremspringende ensomme elektroner.
Dette er de betingelser, der kræves for dannelsen af hydrogenbindinger, såsom det ensomme par på fluor og hydrogenatomet i vand. Men dette vil naturligvis ikke ske, ellers vil der være en stærk tiltrækning mellem PTFE-molekylerne og vandmolekylerne, og vandet vil klæbe til PTFE'en.
Oversigt
Der er ingen effektiv måde for andre molekyler at fastgøre sig til overfladen af PTFE, så den 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, vil andre ting nemt glide på den.
Nedenfor er en hurtig opsummering af, hvad der sker. Dette stammer fra en artikel fra 1992 med titlen "Friktion og slid af polytetrafluoroethylen".
I begyndelsen af glidningen brister PTFE-overfladen, og massen overføres til det sted, hvor den glider. Det betyder, at PTFE-overfladen vil slides.
Efterhånden som glidningen fortsatte, udfoldede blokkene sig 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 oven på hinanden
Ovenstående er introduktionen af polytetrafluorethylen, polytetrafluorethylen kan fremstilles i en række forskellige produkter, vi er specialiseret i fremstilling af PTFE-rør.producenter af PTFE-slanger, velkommen til at kommunikere med os
Søgninger relateret til PTFE-slange:
Udsendelsestidspunkt: 5. maj 2021