پلی تترافلوئورواتیلن (پلی تترافلوئورواتیلن) احتمالاً پرکاربردترین فلوروپلیمر است زیرا دارای چندین ویژگی است که آن را به مادهای ایدهآل برای طیف وسیعی از کاربردها تبدیل میکند. این لوله از سایر لولههای مشابه انعطافپذیرتر است و تقریباً در برابر تمام مواد شیمیایی صنعتی مقاومت میکند.
محدوده دمایی تقریباً از -330 درجه فارنهایت تا 500 درجه فارنهایت است که وسیعترین محدوده دمایی را در بین فلوروپلیمرها فراهم میکند. علاوه بر این، دارای خواص الکتریکی عالی و نفوذپذیری مغناطیسی کم است. لولههای Ptfe پرکاربردترین لولههای آزمایشگاهی و کاربردهایی هستند که مقاومت شیمیایی و خلوص ضروری است.PTFEضریب اصطکاک بسیار پایینی دارد و یکی از "لغزندهترین" مواد شناخته شده است
ویژگیها:
رزین PTFE صد در صد خالص
در مقایسه با FEP، PFA، HP PFA، UHP PFA، ETFE، ECTFE، انعطافپذیرترین لولههای فلوروپلیمر
از نظر شیمیایی بیاثر، مقاوم در برابر تقریباً تمام مواد شیمیایی صنعتی و حلالها
محدوده دمایی وسیع
نفوذ کم
سطح صاف و نچسب
کمترین ضریب اصطکاک
عملکرد الکتریکی عالی
غیر قابل اشتعال
غیر سمی
کاربردها:
آزمایشگاه
فرآیند شیمیایی
تجهیزات آنالیز و فرآیند
نظارت بر انتشار
دمای پایین
دمای بالا
برق
ازون
ساختار مولکولهای PTFE
پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) از پلیمریزاسیون تعداد زیادی مولکول تترافلوئورواتیلن ساخته میشود.
این نمودار ساده PTFE ساختار سهبعدی مولکول را نشان نمیدهد. در پلی(اتیلن) مولکولی سادهتر، ستون فقرات کربنی مولکول فقط توسط اتمهای هیدروژن متصل شده است و این زنجیره بسیار انعطافپذیر است - قطعاً یک مولکول خطی نیست.
با این حال، در پلی تترافلوئورواتیلن، اتم فلوئور در یک گروه CF2 به اندازه کافی بزرگ است که با اتم فلوئور در گروه مجاور تداخل کند. باید به خاطر داشته باشید که هر اتم فلوئور دارای ۳ جفت الکترون تنها است که به بیرون چسبیدهاند.
اثر این امر، سرکوب چرخش پیوند یگانه کربن-کربن است. اتمهای فلوئور تمایل دارند طوری آرایش یابند که تا حد امکان از اتمهای فلوئور مجاور دور باشند. چرخش معمولاً شامل برخورد جفتهای تنها بین اتمهای فلوئور روی اتمهای کربن مجاور است - که چرخش را از نظر انرژی نامطلوب میکند.
نیروی دافعه، مولکول را به شکل میلهای قفل میکند و اتمهای فلوئور به صورت مارپیچی بسیار ملایمی چیده میشوند - اتمهای فلوئور به صورت مارپیچی در اطراف اسکلت کربن چیده شدهاند. این نوارهای سربی مانند مدادهای بلند و نازک در یک جعبه به هم فشرده میشوند.
این آرایش تماس نزدیک، همانطور که خواهید دید، تأثیر مهمی بر نیروهای بین مولکولی دارد.
نیروهای بین مولکولی و نقطه ذوب PTFE
نقطه ذوب پلی تترافلوئورواتیلن ۳۲۷ درجه سانتیگراد ذکر شده است. این دما برای این پلیمر بسیار بالاست، بنابراین باید نیروهای واندروالسی قابل توجهی بین مولکولها وجود داشته باشد.
چرا مردم ادعا میکنند نیروهای ون در والس در PTFE ضعیف هستند؟
نیروی پراکندگی واندروالسی ناشی از دوقطبیهای نوسانی موقت است که هنگام حرکت الکترونها در مولکول ایجاد میشوند. از آنجا که مولکول PTFE بزرگ است، انتظار میرود نیروی پراکندگی بزرگی وجود داشته باشد زیرا الکترونهای زیادی وجود دارند که میتوانند حرکت کنند.
وضعیت کلی این است که هرچه مولکول بزرگتر باشد، قدرت پراکندگی بیشتر است.
با این حال، PTFE یک مشکل دارد. فلوئور بسیار الکترونگاتیو است. این ماده تمایل دارد الکترونها را در پیوند کربن-فلوئور محکم به هم متصل کند، آنقدر محکم که الکترونها نمیتوانند آنطور که فکر میکنید حرکت کنند. ما پیوند کربن-فلوئور را به عنوان پیوندی توصیف میکنیم که قطبش قوی ندارد.
نیروهای واندروالس شامل برهمکنشهای دوقطبی-دوقطبی نیز میشوند. اما در پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE)، هر مولکول توسط لایهای از اتمهای فلوئور با بار کمی منفی احاطه شده است. در این حالت، تنها برهمکنش ممکن بین مولکولها، دافعه متقابل است!
بنابراین نیروی پراکندگی ضعیفتر از آن چیزی است که فکر میکنید، و برهمکنش دوقطبی-دوقطبی باعث دافعه میشود. جای تعجب نیست که مردم میگویند نیروی واندروالسی در PTFE بسیار ضعیف است. در واقع نیروی دافعه را نخواهید داشت، زیرا تأثیر نیروی پراکندگی بیشتر از برهمکنش دوقطبی-دوقطبی است، اما اثر خالص این است که نیروی واندروالسی تمایل به ضعیف شدن خواهد داشت.
اما PTFE نقطه ذوب بسیار بالایی دارد، بنابراین نیرویی که مولکولها را در کنار هم نگه میدارد باید بسیار قوی باشد.
چگونه PTFE میتواند نقطه ذوب بالایی داشته باشد؟
PTFE بسیار بلورین است، از این نظر مساحت زیادی دارد، مولکولها در یک چیدمان بسیار منظم قرار دارند. به یاد داشته باشید، مولکولهای PTFE را میتوان به عنوان میلههای کشیده در نظر گرفت. این قطبها به صورت خوشههای نزدیک به هم قرار میگیرند.
این بدان معناست که اگرچه مولکول PTFE نمیتواند دوقطبیهای موقت واقعاً بزرگی تولید کند، اما میتوان از این دوقطبیها به طور بسیار کارآمدی استفاده کرد.
بنابراین آیا نیروهای وان در والس در PTFE ضعیف هستند یا قوی؟
فکر میکنم هر دو حق دارید! اگر زنجیرههای پلیتترافلوئورواتیلن (PTFE) به گونهای چیده شوند که تماس خیلی نزدیکی بین زنجیرها وجود نداشته باشد، نیروی بین آنها بسیار ضعیف و نقطه ذوب بسیار پایین خواهد بود.
اما در دنیای واقعی، مولکولها در تماس نزدیک با هم هستند. نیروهای واندروالسی ممکن است به اندازه کافی قدرتمند نباشند، اما ساختار PTFE به این معنی است که آنها بیشترین تأثیر را احساس میکنند و پیوندهای بین مولکولی قوی و نقاط ذوب بالایی ایجاد میکنند.
این در تضاد با نیروهای دیگر است، مانند نیروی برهمکنش دوقطبی-دوقطبی که تنها ۲۳ برابر کاهش مییابد، یا دو برابر فاصله ۸ برابر کاهش مییابد.
بنابراین، فشردگی محکم مولکولهای میلهای شکل در PTFE، اثربخشی پراکندگی را به حداکثر میرساند.
خواص نچسب بودن
به همین دلیل است که آب و روغن به سطح PTFE نمیچسبند و به همین دلیل است که میتوانید تخممرغها را در ماهیتابه با روکش PTFE سرخ کنید بدون اینکه به ماهیتابه بچسبند.
شما باید در نظر بگیرید که چه نیروهایی ممکن است مولکولهای دیگر را روی سطح ... ثابت نگه دارند.PTFEممکن است شامل نوعی پیوند شیمیایی، نیروی وان در والس یا پیوند هیدروژنی باشد
پیوند شیمیایی
پیوند کربن-فلوئور بسیار قوی است و غیرممکن است که هیچ مولکول دیگری به زنجیره کربن برسد و باعث ایجاد هرگونه واکنش جایگزینی شود. وقوع پیوند شیمیایی غیرممکن است.
نیروهای ون در والس
ما دیدهایم که نیروی واندروالسی در PTFE خیلی قوی نیست و فقط باعث میشود PTFE نقطه ذوب بالایی داشته باشد، زیرا مولکولها آنقدر به هم نزدیک هستند که تماس بسیار موثری دارند.
اما برای سایر مولکولهای نزدیک به سطح PTFE متفاوت است. مولکولهای نسبتاً کوچک (مانند مولکولهای آب یا مولکولهای روغن) تنها مقدار کمی تماس با سطح خواهند داشت و تنها مقدار کمی جاذبه واندروالسی ایجاد میشود.
یک مولکول بزرگ (مانند پروتئین) میلهای شکل نخواهد بود، بنابراین تماس مؤثر کافی بین آن و سطح برای غلبه بر تمایل کم به قطبش PTFE وجود ندارد.
در هر صورت، نیروی وان در والس بین سطح PTFE و چیزهای اطراف آن کوچک و بیاثر است.
پیوندهای هیدروژنی
مولکولهای PTFE روی سطح کاملاً توسط اتمهای فلوئور احاطه شدهاند. این اتمهای فلوئور بسیار الکترونگاتیو هستند، بنابراین همگی دارای درجه خاصی از بار منفی هستند. هر فلوئور همچنین دارای ۳ جفت الکترون تنهای بیرون زده است.
اینها شرایط لازم برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی هستند، مانند جفت الکترون تنها روی فلوئور و اتم هیدروژن در آب. اما بدیهی است که این اتفاق نخواهد افتاد، در غیر این صورت جاذبه قوی بین مولکولهای PTFE و مولکولهای آب وجود خواهد داشت و آب به PTFE میچسبد.
خلاصه
هیچ راه موثری برای اتصال موفقیتآمیز مولکولهای دیگر به سطح PTFE وجود ندارد، بنابراین سطح آن نچسب است.
اصطکاک کم
ضریب اصطکاک PTFE بسیار پایین است. این بدان معناست که اگر سطحی با PTFE پوشانده شده باشد، چیزهای دیگر به راحتی روی آن میلغزند.
در زیر خلاصهای سریع از آنچه اتفاق میافتد آمده است. این مطلب از مقالهای در سال ۱۹۹۲ با عنوان «اصطکاک و سایش پلی تترافلوئورواتیلن» گرفته شده است.
در ابتدای لغزش، سطح PTFE میشکند و جرم به هر جایی که در حال لغزش است منتقل میشود. این به این معنی است که سطح PTFE ساییده خواهد شد.
با ادامهی لغزش، بلوکها به صورت لایههای نازکی از هم باز شدند.
همزمان، سطح PTFE به بیرون کشیده میشود تا یک لایه منظم تشکیل شود.
هر دو سطح در تماس اکنون دارای مولکولهای PTFE به خوبی سازمانیافتهای هستند که میتوانند روی یکدیگر بلغزند.
موارد فوق مقدمهای بر پلی تترافلوئورواتیلن است، پلی تترافلوئورواتیلن را میتوان به محصولات متنوعی تبدیل کرد، ما در ساخت لولههای PTFE تخصص داریم.تولید کنندگان شیلنگ PTFE، خوش آمدید به ارتباط با ما
جستجوهای مرتبط با شلنگ PTFE:
زمان ارسال: مه-05-2021