Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (πολυτετραφθοροαιθυλένιο) είναι πιθανώς το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο φθοροπολυμερές επειδή έχει πολλά χαρακτηριστικά που το καθιστούν ιδανικό υλικό για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Είναι πιο εύκαμπτο από άλλους παρόμοιους σωλήνες και μπορεί να αντέξει σχεδόν σε όλα τα βιομηχανικά χημικά.
Το εύρος θερμοκρασίας είναι περίπου -330°F έως 500°F, παρέχοντας το ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας μεταξύ των φθοροπολυμερών. Επιπλέον, έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες και χαμηλή μαγνητική διαπερατότητα. Οι σωλήνες Ptfe είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι εργαστηριακοί σωλήνες και εφαρμογές όπου η χημική αντοχή και η καθαρότητα είναι απαραίτητες.PTFEέχει πολύ χαμηλό συντελεστή τριβής και είναι μία από τις πιο «ολισθηρές» γνωστές ουσίες
Χαρακτηριστικά:
100% καθαρή ρητίνη PTFE
Σε σύγκριση με τους σωλήνες FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, τους περισσότερους εύκαμπτους σωλήνες φθοροπολυμερούς
Χημικά αδρανές, ανθεκτικό σε σχεδόν όλα τα βιομηχανικά χημικά και διαλύτες
Ευρύ φάσμα θερμοκρασιών
Χαμηλή διείσδυση
Ομαλή αντικολλητική επιφάνεια
Χαμηλότερος συντελεστής τριβής
Εξαιρετική ηλεκτρική απόδοση
Αφλεκτος
Μη τοξικό
Εφαρμογές:
εργαστήριο
Χημική διαδικασία
Εξοπλισμός ανάλυσης και επεξεργασίας
Παρακολούθηση εκπομπών
Χαμηλή θερμοκρασία
υψηλή θερμοκρασία
Ηλεκτρισμός
όζο
Η δομή των μορίων PTFE
Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) παρασκευάζεται με τον πολυμερισμό πολλών μορίων τετραφθοροαιθυλενίου
Αυτό το απλό διάγραμμα PTFE δεν δείχνει την τρισδιάστατη δομή του μορίου. Στο απλούστερο μοριακό πολυ(αιθυλένιο), η ραχοκοκαλιά άνθρακα του μορίου συνδέεται μόνο με άτομα υδρογόνου και αυτή η αλυσίδα είναι πολύ εύκαμπτη - σίγουρα δεν είναι ένα γραμμικό μόριο.
Ωστόσο, στο πολυτετραφθοροαιθυλένιο, το άτομο φθορίου σε μια ομάδα CF2 είναι αρκετά μεγάλο ώστε να αλληλεπιδρά με το άτομο φθορίου στην παρακείμενη ομάδα. Πρέπει να θυμάστε ότι κάθε άτομο φθορίου έχει 3 ζεύγη μεμονωμένων ηλεκτρονίων που προεξέχουν.
Το αποτέλεσμα αυτού είναι η καταστολή της περιστροφής του απλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα. Τα άτομα φθορίου τείνουν να είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο μακριά από τα γειτονικά άτομα φθορίου. Η περιστροφή τείνει να περιλαμβάνει συγκρούσεις μονών ζευγών μεταξύ ατόμων φθορίου σε γειτονικά άτομα άνθρακα - γεγονός που καθιστά την περιστροφή ενεργειακά δυσμενή.
Η απωστική δύναμη κλειδώνει το μόριο σε σχήμα ράβδου και τα άτομα φθορίου είναι διατεταγμένα σε μια πολύ απαλή σπείρα—τα άτομα φθορίου είναι διατεταγμένα σε μια σπείρα γύρω από τον σκελετό άνθρακα. Αυτές οι λωρίδες μολύβδου θα συμπιεστούν μεταξύ τους σαν μακριά, λεπτά μολύβια σε ένα κουτί.
Αυτή η στενή επαφή έχει σημαντική επίδραση στις διαμοριακές δυνάμεις, όπως θα δείτε.
Διαμοριακές δυνάμεις και το σημείο τήξης του PTFE
Το σημείο τήξης του πολυτετραφθοροαιθυλενίου αναφέρεται στους 327°C. Αυτό είναι αρκετά υψηλό για αυτό το πολυμερές, επομένως πρέπει να υπάρχουν σημαντικές δυνάμεις van der Waals μεταξύ των μορίων.
Γιατί κάποιοι ισχυρίζονται ότι οι δυνάμεις van der Waals στο PTFE είναι αδύναμες;
Η δύναμη διασποράς van der Waals προκαλείται από τα προσωρινά κυμαινόμενα δίπολα που παράγονται όταν τα ηλεκτρόνια στο μόριο κινούνται. Επειδή το μόριο PTFE είναι μεγάλο, θα περίμενε κανείς μια μεγάλη δύναμη διασποράς επειδή υπάρχουν πολλά ηλεκτρόνια που μπορούν να κινηθούν.
Η γενική κατάσταση είναι ότι όσο μεγαλύτερο είναι το μόριο, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη διασποράς
Ωστόσο, το PTFE έχει ένα πρόβλημα. Το φθόριο είναι πολύ ηλεκτραρνητικό. Τείνει να συνδέει τα ηλεκτρόνια στον δεσμό άνθρακα-φθορίου σφιχτά μεταξύ τους, τόσο σφιχτά που τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν όπως νομίζετε. Περιγράφουμε τον δεσμό άνθρακα-φθορίου ως μη έχοντα ισχυρή πόλωση.
Οι δυνάμεις Van der Waals περιλαμβάνουν επίσης αλληλεπιδράσεις διπόλου-διπόλου. Αλλά στο πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE), κάθε μόριο περιβάλλεται από ένα στρώμα ελαφρώς αρνητικά φορτισμένων ατόμων φθορίου. Σε αυτήν την περίπτωση, η μόνη δυνατή αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων είναι η αμοιβαία άπωση!
Έτσι, η δύναμη διασποράς είναι ασθενέστερη από ό,τι νομίζετε, και η αλληλεπίδραση διπόλου-διπόλου θα προκαλέσει άπωση. Δεν είναι περίεργο που λένε ότι η δύναμη van der Waals στο PTFE είναι πολύ ασθενής. Δεν θα λάβετε στην πραγματικότητα την απωστική δύναμη, επειδή η επίδραση της δύναμης διασποράς είναι μεγαλύτερη από αυτή της αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου, αλλά το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι η δύναμη van der Waals θα τείνει να εξασθενεί.
Αλλά το PTFE έχει πολύ υψηλό σημείο τήξης, επομένως η δύναμη που συγκρατεί τα μόρια μεταξύ τους πρέπει να είναι πολύ ισχυρή.
Πώς μπορεί το PTFE να έχει υψηλό σημείο τήξης;
Το PTFE είναι πολύ κρυσταλλικό, με αυτή την έννοια έχει μεγάλη επιφάνεια και τα μόρια βρίσκονται σε πολύ κανονική διάταξη. Θυμηθείτε, τα μόρια PTFE μπορούν να θεωρηθούν ως επιμήκεις ράβδοι. Αυτοί οι πόλοι θα είναι στενά συγκεντρωμένοι μεταξύ τους.
Αυτό σημαίνει ότι αν και το μόριο ptfe δεν μπορεί να παράγει πραγματικά μεγάλα προσωρινά δίπολα, τα δίπολα μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολύ αποτελεσματικά.
Είναι λοιπόν οι δυνάμεις van der Waals στο PTFE αδύναμες ή ισχυρές;
Νομίζω ότι μπορεί να έχετε και οι δύο δίκιο! Εάν οι αλυσίδες πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE) είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε να μην υπάρχει πολύ στενή επαφή μεταξύ των αλυσίδων, η δύναμη μεταξύ τους θα είναι πολύ ασθενής και το σημείο τήξης θα είναι πολύ χαμηλό.
Αλλά στον πραγματικό κόσμο, τα μόρια βρίσκονται σε στενή επαφή. Οι δυνάμεις Van der Waals μπορεί να μην είναι τόσο ισχυρές όσο ίσως είναι, αλλά η δομή του PTFE σημαίνει ότι αισθάνονται τη μεγαλύτερη επίδραση, παράγοντας συνολικά ισχυρούς διαμοριακούς δεσμούς και υψηλά σημεία τήξης.
Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλες δυνάμεις, όπως η δύναμη αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου, η οποία μειώνεται μόνο κατά 23 φορές ή η διπλάσια απόσταση μειώνεται κατά 8 φορές.
Επομένως, η σφιχτή συσκευασία των ραβδοειδών μορίων στο PTFE μεγιστοποιεί την αποτελεσματικότητα της διασποράς.
Οι αντικολλητικές ιδιότητες
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το νερό και το λάδι δεν κολλάνε στην επιφάνεια του PTFE και γιατί μπορείτε να τηγανίζετε αυγά σε ένα τηγάνι με επικάλυψη PTFE χωρίς να κολλάνε στο τηγάνι.
Πρέπει να λάβετε υπόψη ποιες δυνάμεις θα μπορούσαν να σταθεροποιήσουν άλλα μόρια στην επιφάνεια τουPTFEΜπορεί να περιλαμβάνει κάποιο είδος χημικού δεσμού, δύναμη van der Waals ή δεσμό υδρογόνου.
Χημικός δεσμός
Ο δεσμός άνθρακα-φθορίου είναι πολύ ισχυρός και είναι αδύνατο για οποιαδήποτε άλλα μόρια να φτάσουν στην αλυσίδα άνθρακα για να προκαλέσουν οποιαδήποτε αντίδραση υποκατάστασης. Είναι αδύνατο να συμβεί χημικός δεσμός.
δυνάμεις βαν ντερ Βάαλς
Έχουμε δει ότι η δύναμη van der Waals στο PTFE δεν είναι πολύ ισχυρή και θα κάνει το PTFE να έχει υψηλό σημείο τήξης μόνο επειδή τα μόρια είναι τόσο κοντά που έχουν πολύ αποτελεσματική επαφή.
Αλλά είναι διαφορετικό για άλλα μόρια κοντά στην επιφάνεια του PTFE. Τα σχετικά μικρά μόρια (όπως μόρια νερού ή μόρια λαδιού) θα έχουν μόνο μια μικρή ποσότητα επαφής με την επιφάνεια και θα δημιουργηθεί μόνο μια μικρή ποσότητα έλξης van der Waals.
Ένα μεγάλο μόριο (όπως μια πρωτεΐνη) δεν θα έχει σχήμα ράβδου, επομένως δεν υπάρχει αρκετή αποτελεσματική επαφή μεταξύ αυτού και της επιφάνειας για να ξεπεραστεί η τάση χαμηλής πόλωσης του PTFE.
Σε κάθε περίπτωση, η δύναμη van der Waals μεταξύ της επιφάνειας του PTFE και των γύρω αντικειμένων είναι μικρή και αναποτελεσματική.
Δεσμοί υδρογόνου
Τα μόρια PTFE στην επιφάνεια είναι πλήρως τυλιγμένα από άτομα φθορίου. Αυτά τα άτομα φθορίου είναι πολύ ηλεκτραρνητικά, επομένως όλα φέρουν ένα ορισμένο βαθμό αρνητικού φορτίου. Κάθε φθόριο έχει επίσης 3 ζεύγη προεξέχοντων μεμονωμένων ηλεκτρονίων.
Αυτές είναι οι συνθήκες που απαιτούνται για τον σχηματισμό δεσμών υδρογόνου, όπως το μοναχικό ζεύγος στο φθόριο και το άτομο υδρογόνου στο νερό. Αλλά αυτό προφανώς δεν θα συμβεί, διαφορετικά θα υπάρχει ισχυρή έλξη μεταξύ των μορίων PTFE και των μορίων νερού, και το νερό θα κολλήσει στο PTFE.
Περίληψη
Δεν υπάρχει αποτελεσματικός τρόπος για άλλα μόρια να προσκολληθούν με επιτυχία στην επιφάνεια του PTFE, επομένως έχει μια αντικολλητική επιφάνεια.
Η χαμηλή τριβή
Ο συντελεστής τριβής του PTFE είναι πολύ χαμηλός. Αυτό σημαίνει ότι εάν έχετε μια επιφάνεια επικαλυμμένη με PTFE, άλλα αντικείμενα θα γλιστρήσουν εύκολα πάνω της.
Παρακάτω είναι μια σύντομη περίληψη των όσων συμβαίνουν. Αυτό προέρχεται από μια εργασία του 1992 με τίτλο «Τριβή και φθορά του πολυτετραφθοροαιθυλενίου».
Στην αρχή της ολίσθησης, η επιφάνεια PTFE σπάει και η μάζα μεταφέρεται εκεί που ολισθαίνει. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια PTFE θα φθαρεί.
Καθώς η ολίσθηση συνεχιζόταν, τα μπλοκ ξεδιπλώθηκαν σε λεπτές μεμβράνες.
Ταυτόχρονα, η επιφάνεια του PTFE τραβιέται προς τα έξω για να σχηματίσει ένα οργανωμένο στρώμα.
Και οι δύο επιφάνειες που έρχονται σε επαφή έχουν πλέον καλά οργανωμένα μόρια PTFE που μπορούν να ολισθαίνουν το ένα πάνω στο άλλο.
Τα παραπάνω είναι η εισαγωγή του πολυτετραφθοροαιθυλενίου, το πολυτετραφθοροαιθυλένιο μπορεί να κατασκευαστεί σε μια ποικιλία προϊόντων, ειδικευόμαστε στην κατασκευή σωλήνων ptfe,κατασκευαστές σωλήνων ptfe, καλώς ήρθατε να επικοινωνήσετε μαζί μας
Αναζητήσεις σχετικές με τον σωλήνα ptfe:
Ώρα δημοσίευσης: 05 Μαΐου 2021