Politetrafluoroetilen (politetrafluoroetilen) je vjerojatno najčešće korišteni fluoropolimer jer ima nekoliko karakteristika koje ga čine idealnim materijalom za širok raspon primjena. Fleksibilniji je od drugih sličnih cijevi i otporan je na gotovo sve industrijske kemikalije.
Temperaturni raspon je približno od -330°F do 500°F, što pruža najširi temperaturni raspon među fluoropolimerima. Osim toga, ima izvrsna električna svojstva i nisku magnetsku permeabilnost. Ptfe cijev je najčešće korištena laboratorijska cijev i primjene gdje su kemijska otpornost i čistoća bitni.PTFEima vrlo nizak koeficijent trenja i jedna je od najklizavijih poznatih tvari
Značajke:
100% čista PTFE smola
U usporedbi s FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, najfleksibilnijim cijevima od fluoropolimera
Kemijski inertan, otporan na gotovo sve industrijske kemikalije i otapala
Širok raspon temperature
Niska penetracija
Glatka površina s neprianjajućim slojem
Najniži koeficijent trenja
Izvrsne električne performanse
Nezapaljiv
Netoksično
Primjene:
laboratorija
Kemijski proces
Oprema za analizu i procese
Praćenje emisija
Niska temperatura
visoka temperatura
Električna energija
ozon
Struktura molekula PTFE-a
Politetrafluoroetilen (PTFE) se proizvodi polimerizacijom mnogih molekula tetrafluoroetilena
Ovaj jednostavni PTFE dijagram ne prikazuje trodimenzionalnu strukturu molekule. U jednostavnijem molekularnom poli(etilenu), ugljikov lanac molekule povezan je samo atomima vodika, a taj je lanac vrlo fleksibilan - definitivno nije linearna molekula.
Međutim, u politetrafluoroetilenu, atom fluora u CF2 skupini je dovoljno velik da interferira s atomom fluora na susjednoj skupini. Morate imati na umu da svaki atom fluora ima 3 para slobodnih elektrona koji strše.
Učinak toga je suzbijanje rotacije jednostruke veze ugljik-ugljik. Atomi fluora obično su raspoređeni tako da budu što dalje od susjednih atoma fluora. Rotacija obično uključuje sudare usamljenih parova između atoma fluora na susjednim atomima ugljika, što rotaciju čini energetski nepovoljnom.
Odbojna sila zaključava molekulu u oblik štapića, a atomi fluora su raspoređeni u vrlo blagoj spirali - atomi fluora su raspoređeni u spiralu oko ugljikovog lanca. Ove olovne trake bit će stisnute zajedno poput dugih, tankih olovaka u kutiji.
Ovaj bliski kontaktni raspored ima važan utjecaj na međumolekularne sile, kao što ćete vidjeti
Međumolekularne sile i talište PTFE-a
Talište politetrafluoroetilena navodi se kao 327 °C. To je prilično visoko za ovaj polimer, tako da između molekula moraju postojati znatne van der Waalsove sile.
Zašto ljudi tvrde da su van der Waalsove sile u PTFE-u slabe?
Van der Waalsova disperzijska sila uzrokovana je privremenim fluktuirajućim dipolima koji nastaju kada se elektroni u molekuli kreću. Budući da je molekula PTFE-a velika, očekivali biste veliku disperzijsku silu jer postoji mnogo elektrona koji se mogu kretati.
Općenito je da što je molekula veća, to je veća disperzijska moć.
Međutim, PTFE ima problem. Fluor je vrlo elektronegativan. Sklon je čvrsto vezati elektrone u vezi ugljik-fluor, tako čvrsto da se elektroni ne mogu kretati kao što mislite. Vezu ugljik-fluor opisujemo kao vezu koja nema jaku polarizaciju.
Van der Waalsove sile također uključuju dipol-dipol interakcije. Ali u politetrafluoroetilenu (PTFE) svaka je molekula okružena slojem blago negativno nabijenih atoma fluora. U ovom slučaju, jedina moguća interakcija između molekula je međusobno odbijanje!
Dakle, sila disperzije je slabija nego što mislite, a dipol-dipol interakcija uzrokovat će odbijanje. Nije ni čudo što ljudi kažu da je van der Waalsova sila u PTFE-u vrlo slaba. Zapravo nećete dobiti odbojnu silu, jer je utjecaj sile disperzije veći od utjecaja dipol-dipol interakcije, ali neto učinak je da će van der Waalsova sila težiti slabljenju.
Ali PTFE ima vrlo visoku točku taljenja, tako da sila koja drži molekule zajedno mora biti vrlo jaka
Kako PTFE može imati visoku točku taljenja?
PTFE je vrlo kristalan, u tom smislu postoji velika površina, molekule su u vrlo pravilnom rasporedu. Zapamtite, molekule PTFE-a mogu se smatrati izduženim štapićima. Ovi polovi će biti čvrsto grupirani zajedno.
To znači da iako molekula ptfea ne može proizvesti stvarno velike privremene dipole, dipoli se mogu vrlo učinkovito koristiti.
Jesu li van der Waalsove sile u PTFE-u slabe ili jake?
Mislim da oboje možete biti u pravu! Ako su lanci politetrafluoroetilena (PTFE) raspoređeni na način da nema prebliskog kontakta između lanaca, sila među njima bit će vrlo slaba, a talište vrlo nisko.
Ali u stvarnom svijetu, molekule su u bliskom kontaktu. Van der Waalsove sile možda nisu toliko snažne koliko bi mogle biti, ali struktura PTFE-a znači da osjećaju najveći učinak, stvarajući ukupno jake intermolekularne veze i visoke točke taljenja.
To je u suprotnosti s drugim silama, poput sile interakcije dipol-dipol, koja se smanjuje samo 23 puta, odnosno dvostruka udaljenost se smanjuje 8 puta.
Stoga, čvrsto pakiranje molekula u obliku štapića u PTFE-u maksimizira učinkovitost disperzije
Svojstva protiv lijepljenja
Zato se voda i ulje ne lijepe za površinu PTFE-a i zato možete pržiti jaja u tavi obloženoj PTFE-om bez lijepljenja za tavu.
Morate razmotriti koje sile mogu fiksirati druge molekule na površiniPTFEMože uključivati neku vrstu kemijske veze, van der Waalsovu silu ili vodikovu vezu.
Kemijsko vezanje
Veza ugljik-fluor je vrlo jaka i nemoguće je da bilo koja druga molekula dosegne ugljikov lanac kako bi izazvala bilo kakvu reakciju supstitucije. Nemoguće je da se dogodi kemijska veza.
van der Waalsove sile
Vidjeli smo da van der Waalsova sila u PTFE-u nije jako jaka i da će PTFE imati samo visoku točku taljenja, jer su molekule toliko blizu da imaju vrlo učinkovit kontakt.
Ali drugačije je za druge molekule blizu površine PTFE-a. Relativno male molekule (poput molekula vode ili molekula ulja) imat će samo malu količinu kontakta s površinom i generirat će se samo mala količina van der Waalsove privlačnosti.
Velika molekula (poput proteina) neće biti u obliku štapića, pa nema dovoljno učinkovitog kontakta između nje i površine kako bi se prevladala tendencija niske polarizacije PTFE-a.
U svakom slučaju, van der Waalsova sila između površine PTFE-a i okolnih stvari je mala i neučinkovita.
Vodikove veze
Molekule PTFE-a na površini su potpuno omotane atomima fluora. Ti atomi fluora su vrlo elektronegativni, pa svi nose određeni stupanj negativnog naboja. Svaki atom fluora također ima 3 para izbočenih usamljenih elektrona.
To su uvjeti potrebni za stvaranje vodikovih veza, kao što su usamljeni par na fluoru i atom vodika u vodi. Ali to se očito neće dogoditi, inače će postojati jaka privlačnost između molekula PTFE-a i molekula vode, a voda će se lijepiti za PTFE.
Sažetak
Ne postoji učinkovit način da se druge molekule uspješno pričvrste na površinu PTFE-a, stoga ima neljepljivu površinu.
Nisko trenje
Koeficijent trenja PTFE-a je vrlo nizak. To znači da ako imate površinu obloženu PTFE-om, druge stvari će lako kliziti po njoj.
U nastavku slijedi kratak sažetak onoga što se događa. To je iz rada iz 1992. pod naslovom "Trenje i trošenje politetrafluoroetilena".
Na početku klizanja, PTFE površina se lomi i masa se prenosi na mjesto gdje se klizi. To znači da će se PTFE površina istrošiti.
Kako se klizanje nastavilo, blokovi su se raspadali u tanke filmove.
Istovremeno, površina PTFE-a se izvlači kako bi se formirao organizirani sloj.
Obje površine u kontaktu sada imaju dobro organizirane molekule PTFE-a koje mogu kliziti jedna po drugoj
Gore navedeno je uvod u politetrafluoroetilen, politetrafluoroetilen se može preraditi u razne proizvode, specijalizirani smo za izradu PTFE cijevi.proizvođači PTFE crijeva, dobrodošli u komunikaciju s nama
Pretrage povezane s ptfe crijevom:
Vrijeme objave: 05.05.2021.