Polütetrafluoroetüleen (polütetrafluoroetüleen) on ilmselt kõige laialdasemalt kasutatav fluoropolümeer, kuna sellel on mitmeid omadusi, mis muudavad selle ideaalseks materjaliks laiaulatuslikeks rakendusteks. See on paindlikum kui teised sarnased torud ja talub peaaegu kõiki tööstuskemikaale.
Temperatuurivahemik on ligikaudu -330 °F kuni 500 °F, mis pakub fluoropolümeeride seas kõige laiemat temperatuurivahemikku. Lisaks on sellel suurepärased elektrilised omadused ja madal magnetiline läbitavus. PTFE-torud on kõige laialdasemalt kasutatavad laboritorud ja rakendused, kus keemiline vastupidavus ja puhtus on olulised.PTFEon väga madala hõõrdeteguriga ja on üks teadaolevatest libisemiskindlamatest ainetest
Omadused:
100% puhas PTFE-vaik
Võrreldes FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE-ga, kõige painduvamad fluoropolümeertorud
Keemiliselt inertne, vastupidav peaaegu kõikidele tööstuskemikaalidele ja lahustitele
Lai temperatuurivahemik
Madal läbitungivus
Sile mittenakkuv pind
Madalaim hõõrdetegur
Suurepärane elektriline jõudlus
Mittesüttiv
Mittetoksiline
Rakendused:
labor
Keemiline protsess
Analüüsi- ja protsessiseadmed
Heite jälgimine
Madal temperatuur
kõrge temperatuur
Elekter
osoon
PTFE molekulide struktuur
Polütetrafluoroetüleeni (PTFE) valmistatakse paljude tetrafluoroetüleeni molekulide polümerisatsiooni teel.
See lihtne PTFE-diagramm ei näita molekuli kolmemõõtmelist struktuuri. Lihtsamas molekulaarses polü(etüleenis) on molekuli süsinikuaatom ühendatud ainult vesinikuaatomitega ja see ahel on väga painduv – see pole kindlasti lineaarne molekul.
Polütetrafluoroetüleenis on CF2-rühma fluoriaatom aga piisavalt suur, et häirida naaberrühma fluoriaatomit. Tuleb meeles pidada, et igal fluoriaatomil on kolm paari üksikuid elektrone, mis ulatuvad välja.
Selle tagajärjeks on süsinik-süsinik üksiksideme pöörlemise pärssimine. Fluori aatomid kipuvad paiknema nii, et need oleksid külgnevatest fluori aatomitest võimalikult kaugel. Pöörlemine kipub hõlmama üksikpaari kokkupõrkeid fluori aatomite ja külgnevate süsiniku aatomite vahel, mis muudab pöörlemise energeetiliselt ebasoodsaks.
Tõukejõud lukustab molekuli vardakujuliseks ja fluori aatomid on paigutatud väga õrna spiraali – fluori aatomid on paigutatud spiraalselt süsiniku selgroo ümber. Need pliiribad pigistatakse kokku nagu pikad, õhukesed pliiatsid karbis.
Nagu näete, on sellel tihedal kontaktil oluline mõju molekulidevahelistele jõududele.
PTFE molekulidevahelised jõud ja sulamistemperatuur
Polütetrafluoroetüleeni sulamistemperatuur on 327 °C. See on selle polümeeri jaoks üsna kõrge, seega peavad molekulide vahel olema märkimisväärsed van der Waalsi jõud.
Miks inimesed väidavad, et PTFE-s olevad van der Waalsi jõud on nõrgad?
Van der Waalsi dispersioonijõud tekib molekulis elektronide liikumisel tekkivate ajutiste dipoolide fluktuatsiooni tõttu. Kuna PTFE molekul on suur, võiks eeldada suurt dispersioonijõudu, kuna seal on palju elektrone, mis saavad liikuda.
Üldiselt on olukord selline, et mida suurem on molekul, seda suurem on dispersioonivõime.
PTFE-l on aga üks probleem. Fluor on väga elektronegatiivne. See kipub süsinik-fluori sideme elektrone tihedalt kokku siduma, nii tihedalt, et elektronid ei saa liikuda nii, nagu te arvate. Me kirjeldame süsinik-fluori sidet kui tugeva polarisatsioonita sidet.
Van der Waalsi jõud hõlmavad ka dipool-dipool interaktsioone. Kuid polütetrafluoroetüleenis (PTFE) on iga molekul ümbritsetud kergelt negatiivselt laetud fluori aatomite kihiga. Sel juhul on ainus võimalik molekulidevaheline interaktsioon vastastikune tõukumine!
Seega on dispersioonjõud nõrgem, kui arvate, ja dipool-dipool interaktsioon põhjustab tõukejõudu. Pole ime, et inimesed ütlevad, et van der Waalsi jõud PTFE-s on väga nõrk. Tegelikult ei teki tõukejõudu, sest dispersioonjõu mõju on suurem kui dipool-dipool interaktsioonil, kuid lõpptulemusena kipub van der Waalsi jõud nõrgenema.
Kuid PTFE-l on väga kõrge sulamistemperatuur, seega peab molekule koos hoidev jõud olema väga tugev.
Kuidas saab PTFE-l olla kõrge sulamistemperatuur?
PTFE on väga kristalliline, selles mõttes on sellel suur pindala ja molekulid on väga korrapäraselt paigutatud. Pidage meeles, et PTFE molekule võib pidada piklikeks varrasteks. Need poolused on tihedalt koos.
See tähendab, et kuigi ptfe molekul ei suuda toota tõeliselt suuri ajutisi dipoole, saab dipoole väga tõhusalt kasutada.
Seega, kas PTFE-s on van der Waalsi jõud nõrgad või tugevad?
Ma arvan, et teil mõlemal võib õigus olla! Kui polütetrafluoroetüleeni (PTFE) ahelad on paigutatud nii, et nende vahel pole liiga tihedat kontakti, on nendevaheline jõud väga nõrk ja sulamistemperatuur väga madal.
Kuid reaalses maailmas on molekulid tihedas kontaktis. Van der Waalsi jõud ei pruugi olla nii võimsad, kuid PTFE struktuur tähendab, et need tunnevad kõige suuremat mõju, tekitades üldiselt tugevaid molekulidevahelisi sidemeid ja kõrgeid sulamistemperatuure.
See on vastupidine teistele jõududele, näiteks dipool-dipool interaktsioonijõule, mis väheneb ainult 23 korda või kahekordse vahemaa korral väheneb see 8 korda.
Seetõttu maksimeerib vardakujuliste molekulide tihe pakkimine PTFE-s dispersiooni efektiivsust.
Mittenakkuvad omadused
Sellepärast ei kleepu vesi ja õli PTFE pinnale ning PTFE-kattega pannil saab mune praadida ilma, et need panni külge kleepuksid.
Sa pead arvestama, millised jõud võivad teisi molekule pinnale kinnitada.PTFESee võib sisaldada mingit keemilist sidet, van der Waalsi jõudu või vesiniksidet.
Keemiline sidumine
Süsiniku ja fluori vaheline side on väga tugev ja ühelgi teisel molekulil on võimatu süsinikuahelale jõuda, et põhjustada asendusreaktsiooni. Keemiline side on võimatu.
van der Waalsi jõud
Oleme näinud, et van der Waalsi jõud PTFE-s ei ole väga tugev ja see annab PTFE-le ainult kõrge sulamistemperatuuri, kuna molekulid on nii lähestikku, et neil on väga tõhus kontakt.
Kuid PTFE pinnale lähedaste molekulide puhul on see teisiti. Suhteliselt väikesed molekulid (näiteks vee- või õlimolekulid) puutuvad pinnaga kokku vaid vähesel määral ja tekitatakse vaid väike van der Waalsi külgetõmbejõud.
Suur molekul (näiteks valk) ei ole vardakujuline, seega pole selle ja pinna vahel piisavalt efektiivset kontakti, et ületada PTFE madala polarisatsiooni kalduvus.
Mõlemal juhul on van der Waalsi jõud PTFE pinna ja ümbritsevate asjade vahel väike ja ebaefektiivne.
Vesiniksidemed
Pinnal olevad PTFE molekulid on täielikult fluori aatomitega ümbritsetud. Need fluori aatomid on väga elektronegatiivsed, seega kannavad nad kõik teatud määral negatiivset laengut. Igal fluoril on ka 3 paari väljaulatuvaid üksikuid elektrone.
Need on tingimused, mis on vajalikud vesiniksidemete moodustumiseks, näiteks fluori üksikpaar ja vee vesinikuaatom. Kuid seda ilmselgelt ei juhtu, vastasel juhul tekib PTFE molekulide ja veemolekulide vahel tugev tõmbejõud ning vesi kleepub PTFE külge.
Kokkuvõte
Teistel molekulidel puudub efektiivne viis PTFE pinnale edukalt kinnituda, seega on sellel mittenakkuv pind.
Madal hõõrdumine
PTFE hõõrdetegur on väga madal. See tähendab, et kui teil on PTFE-ga kaetud pind, libisevad muud asjad sellel kergesti.
Allpool on lühike kokkuvõte toimuvast. See pärineb 1992. aasta artiklist pealkirjaga "Polütetrafluoroetüleeni hõõrdumine ja kulumine".
Libisemise alguses PTFE pind puruneb ja mass kandub kohta, kus see libiseb. See tähendab, et PTFE pind kulub.
Libisemise jätkudes lahtivolditud klotsid õhukesteks kiledeks.
Samal ajal tõmmatakse PTFE pind välja, moodustades organiseeritud kihi.
Mõlemal kokkupuutuval pinnal on nüüd hästi organiseeritud PTFE molekulid, mis saavad üksteise peal libiseda.
Ülaltoodud on polütetrafluoroetüleeni tutvustus, polütetrafluoroetüleeni saab valmistada mitmesugusteks toodeteks, oleme spetsialiseerunud ptfe-torude valmistamisele.PTFE voolikute tootjad, tere tulemast meiega suhtlema
PTFE-voolikuga seotud otsingud:
Postituse aeg: 05.05.2021