A politetrafluoretilén (politetrafluoretilén) valószínűleg a legszélesebb körben használt fluorpolimer, mivel számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek ideális anyaggá teszik széles körű alkalmazásokhoz. Rugalmasabb, mint más hasonló csövek, és szinte minden ipari vegyszernek ellenáll.
A hőmérsékleti tartomány körülbelül -330°F és 500°F között van, ami a fluoropolimerek közül a legszélesebb hőmérsékleti tartományt biztosítja. Ezenkívül kiváló elektromos tulajdonságokkal és alacsony mágneses permeabilitással rendelkezik. A PTFE cső a legszélesebb körben használt laboratóriumi cső, és olyan alkalmazásokban, ahol a kémiai ellenállás és a tisztaság elengedhetetlen.PTFEnagyon alacsony súrlódási együtthatóval rendelkezik, és az egyik legcsúszósabb ismert anyag
Jellemzők:
100%-ban tiszta PTFE gyanta
Az FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE csövekhez képest a legrugalmasabb fluorpolimer csövek
Kémiailag inert, szinte minden ipari vegyszerrel és oldószerrel szemben ellenálló
Széles hőmérsékleti tartomány
Alacsony penetráció
Sima, tapadásmentes felület
Legalacsonyabb súrlódási együttható
Kiváló elektromos teljesítmény
Nem gyúlékony
Nem mérgező
Alkalmazások:
laboratórium
Kémiai folyamat
Elemző és folyamatberendezések
Kibocsátás-monitorozás
Alacsony hőmérséklet
magas hőmérséklet
Elektromosság
ózon
A PTFE molekulák szerkezete
A politetrafluoretilént (PTFE) számos tetrafluoretilén molekula polimerizációjával állítják elő.
Ez az egyszerű PTFE-diagram nem mutatja a molekula háromdimenziós szerkezetét. Az egyszerűbb molekuláris poli(etilénben) a molekula szénvázát csak hidrogénatomok kötik össze, és ez a lánc nagyon rugalmas – ez határozottan nem lineáris molekula.
A politetrafluoretilénben azonban a CF2-csoport fluoratomja elég nagy ahhoz, hogy interferáljon a szomszédos csoport fluoratomjával. Nem szabad elfelejteni, hogy minden fluoratomból 3 pár magányos elektron áll ki.
Ennek hatása a szén-szén egyes kötés rotációjának elnyomása. A fluoratomok általában úgy helyezkednek el, hogy a lehető legtávolabb legyenek a szomszédos fluoratomoktól. A rotáció általában magányos ionpár-ütközéseket eredményez a szomszédos szénatomokon lévő fluoratomok között, ami energetikailag kedvezőtlenné teszi a rotációt.
A taszítóerő pálcika alakban rögzíti a molekulát, és a fluoratomok egy nagyon finom spirálban helyezkednek el – a fluoratomok spirálisan helyezkednek el a szénváz körül. Ezeket az ólomcsíkokat úgy préselik össze, mint a hosszú, vékony ceruzákat egy dobozban.
Ez a szoros érintkezési elrendezés fontos hatással van az intermolekuláris erőkre, amint azt látni fogja.
Intermolekuláris erők és a PTFE olvadáspontja
A politetrafluoretilén olvadáspontja 327°C. Ez meglehetősen magas érték ennél a polimernél, tehát jelentős van der Waals-erőknek kell hatniuk a molekulák között.
Miért állítják az emberek, hogy a PTFE-ben lévő van der Waals-erők gyengék?
A van der Waals diszperziós erőt az átmenetileg fluktuáló dipólusok okozzák, amelyek akkor keletkeznek, amikor az elektronok a molekulában mozognak. Mivel a PTFE molekula nagy, nagy diszperziós erőre számítanánk, mivel sok elektron tud mozogni.
Az általános helyzet az, hogy minél nagyobb a molekula, annál nagyobb a diszperziós képesség.
A PTFE-nek azonban van egy problémája. A fluor nagyon elektronegatív. Hajlamos szorosan összekötni a szén-fluor kötés elektronjait, olyan szorosan, hogy az elektronok nem tudnak úgy mozogni, ahogy gondolnád. A szén-fluor kötést úgy írjuk le, hogy nincs erős polarizációja.
A Van der Waals-erők dipól-dipól kölcsönhatásokat is magukban foglalnak. A politetrafluoretilénben (PTFE) azonban minden molekulát enyhén negatív töltésű fluoratomok rétege vesz körül. Ebben az esetben a molekulák közötti egyetlen lehetséges kölcsönhatás a kölcsönös taszítás!
Tehát a diszperziós erő gyengébb, mint gondolnánk, és a dipól-dipól kölcsönhatás taszítást okoz. Nem csoda, hogy azt mondják, hogy a PTFE-ben a van der Waals-erő nagyon gyenge. Valójában nem fogjuk tapasztalni a taszító erőt, mivel a diszperziós erő hatása nagyobb, mint a dipól-dipól kölcsönhatásé, de a végeredmény az, hogy a van der Waals-erő gyengülni fog.
De a PTFE-nek nagyon magas az olvadáspontja, ezért az erőnek, amely a molekulákat összetartja, nagyon erősnek kell lennie.
Hogyan lehet a PTFE-nek magas olvadáspontja?
A PTFE nagyon kristályos, ebben az értelemben nagy felületű, a molekulák nagyon szabályos elrendeződésűek. Ne feledjük, hogy a PTFE molekulákat megnyúlt rudaknak tekinthetjük. Ezek a pólusok szorosan egymáshoz csoportosulnak.
Ez azt jelenti, hogy bár a ptfe molekula nem képes igazán nagy ideiglenes dipólusokat előállítani, a dipólusok nagyon hatékonyan felhasználhatók.
Tehát a PTFE-ben lévő van der Waals-erők gyengék vagy erősek?
Szerintem mindkettőtöknek igaza lehet! Ha a politetrafluoretilén (PTFE) láncok úgy vannak elrendezve, hogy nincs túl szoros érintkezés közöttük, akkor az erő közöttük nagyon gyenge lesz, és az olvadáspont nagyon alacsony.
A valóságban azonban a molekulák szoros kapcsolatban állnak egymással. A Van der Waals-erők talán nem olyan erősek, mint amilyenek, de a PTFE szerkezete azt jelenti, hogy a legnagyobb hatást náluk érzik, összességében erős intermolekuláris kötéseket és magas olvadáspontokat hozva létre.
Ez ellentétben áll más erőkkel, például a dipól-dipól kölcsönhatási erővel, amely csak 23-szorosára csökken, vagy a távolság kétszerese 8-szorosára csökken.
Ezért a PTFE-ben lévő pálcika alakú molekulák szoros elrendezése maximalizálja a diszperzió hatékonyságát.
A tapadásmentes tulajdonságok
Ezért nem tapad a víz és az olaj a PTFE felületéhez, és ezért süthetünk tojásokat PTFE bevonatú serpenyőben anélkül, hogy a serpenyőhöz ragadnának.
Figyelembe kell venni, hogy milyen erők rögzíthetnek más molekulákat a felületen.PTFETartalmazhat valamilyen kémiai kötést, van der Waals-erőt vagy hidrogénkötést.
Kémiai kötés
A szén-fluor kötés nagyon erős, és lehetetlen, hogy más molekulák elérjék a szénláncot, és szubsztitúciós reakciót idézzenek elő. Kémiai kötés nem alakulhat ki.
van der Waals-erők
Láttuk, hogy a PTFE-ben a van der Waals-erő nem túl erős, és csak azért fogja a PTFE-t magas olvadáspontúra hozni, mert a molekulák olyan közel vannak egymáshoz, hogy nagyon hatékony érintkezés alakul ki közöttük.
De más a helyzet a PTFE felületéhez közeli más molekulák esetében. A viszonylag kis molekulák (például a víz- vagy olajmolekulák) csak kis mértékben érintkeznek a felülettel, és csak kis mértékű van der Waals-vonzás keletkezik.
Egy nagy molekula (például egy fehérje) nem lesz pálcika alakú, így nincs elég hatékony érintkezés közte és a felület között ahhoz, hogy leküzdje a PTFE alacsony polarizációs hajlamát.
Akárhogy is, a PTFE felülete és a környező dolgok között fellépő van der Waals-erő kicsi és hatástalan.
Hidrogénkötések
A felületen lévő PTFE-molekulákat teljesen fluoratomok borítják. Ezek a fluoratomok nagyon elektronegatívak, így mindegyikük bizonyos mértékű negatív töltéssel rendelkezik. Minden fluoratomnak 3 pár kiálló magányos elektronja is van.
Ezek a feltételek szükségesek a hidrogénkötések kialakulásához, mint például a fluoratom magányos párja és a víz hidrogénatomja. De ez nyilvánvalóan nem fog megtörténni, különben erős vonzás alakul ki a PTFE molekulák és a vízmolekulák között, és a víz a PTFE-hez tapad.
Összefoglalás
Nincs hatékony módja annak, hogy más molekulák sikeresen tapadjanak a PTFE felületéhez, ezért tapadásmentes felülettel rendelkezik.
Az alacsony súrlódás
A PTFE súrlódási együtthatója nagyon alacsony. Ez azt jelenti, hogy ha PTFE-vel bevont felületet használ, más dolgok könnyen megcsúszhatnak rajta.
Az alábbiakban egy rövid összefoglalót találhatunk arról, hogy mi is történik. Ez egy 1992-es, „A politetrafluoretilén súrlódása és kopása” című tanulmányból származik.
A csúszás kezdetén a PTFE felület eltörik, és a tömeg átkerül oda, ahol csúszik. Ez azt jelenti, hogy a PTFE felület kopni fog.
Ahogy a csúszás folytatódott, a blokkok vékony filmekké bontakoztak ki.
Ezzel egyidejűleg a PTFE felületét kihúzzák, hogy egy szervezett réteget képezzenek.
Mindkét érintkező felület jól szervezett PTFE molekulákkal rendelkezik, amelyek képesek egymáson csúszni.
A fentiek a politetrafluoretilén bevezetését mutatják be, a politetrafluoretilénből különféle termékek készülhetnek, PTFE csövek gyártására szakosodtunk,PTFE tömlő gyártók, szívesen kommunikálunk
PTFE tömlővel kapcsolatos keresések:
Közzététel ideje: 2021. május 5.