Il politetrafluoroetilene (politetrafluoroetilene) è probabilmente il fluoropolimero più utilizzato perché ha diverse caratteristiche che lo rendono un materiale ideale per un'ampia gamma di applicazioni.È più flessibile di altri tubi simili e può resistere a quasi tutti i prodotti chimici industriali
L'intervallo di temperatura è di circa -330°F a 500°F, fornendo il più ampio intervallo di temperatura tra i fluoropolimeri.Inoltre, ha eccellenti proprietà elettriche e bassa permeabilità magnetica.I tubi in Ptfe sono i tubi di laboratorio più utilizzati e le applicazioni in cui la resistenza chimica e la purezza sono essenziali.PTFEha un bassissimo coefficiente di attrito ed è una delle sostanze più "scivolose" conosciute
Caratteristiche:
Resina PTFE pura al 100%.
Rispetto a FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, la maggior parte dei tubi flessibili in fluoropolimero
Chimicamente inerte, resistente a quasi tutti i prodotti chimici e solventi industriali
Ampia gamma di temperature
Bassa penetrazione
Finitura superficiale liscia antiaderente
Coefficiente di attrito più basso
Ottime prestazioni elettriche
Non infiammabile
Non tossico
Applicazioni:
laboratorio
Processo chimico
Analisi e apparecchiature di processo
Monitoraggio delle emissioni
Bassa temperatura
alta temperatura
Elettricità
ozono
La struttura delle molecole di PTFE
Il politetrafluoroetilene (PTFE) è prodotto dalla polimerizzazione di molte molecole di tetrafluoroetilene
Questo semplice diagramma del PTFE non mostra la struttura tridimensionale della molecola.Nel più semplice polietilene molecolare, la spina dorsale di carbonio della molecola è collegata solo da atomi di idrogeno e questa catena è molto flessibile, non è sicuramente una molecola lineare
Tuttavia, nel politetrafluoroetilene, l'atomo di fluoro in un gruppo CF2 è abbastanza grande da interferire con l'atomo di fluoro sul gruppo adiacente.Devi ricordare che ogni atomo di fluoro ha 3 coppie di elettroni solitari che sporgono
L'effetto di ciò è di sopprimere la rotazione del singolo legame carbonio-carbonio.Gli atomi di fluoro tendono ad essere disposti in modo da essere il più lontano possibile dagli atomi di fluoro adiacenti.La rotazione tende a comportare collisioni di coppie solitarie tra atomi di fluoro su atomi di carbonio adiacenti, il che rende la rotazione energeticamente sfavorevole
La forza repulsiva blocca la molecola a forma di bastoncino e gli atomi di fluoro sono disposti in una spirale molto delicata: gli atomi di fluoro sono disposti a spirale attorno alla spina dorsale di carbonio.Queste strisce di piombo verranno schiacciate insieme come matite lunghe e sottili in una scatola
Questa disposizione a stretto contatto ha un'influenza importante sulle forze intermolecolari, come vedrai
Forze intermolecolari e punto di fusione del PTFE
Il punto di fusione del politetrafluoroetilene è indicato a 327°C.Questo è abbastanza alto per questo polimero, quindi ci devono essere considerevoli forze di van der Waals tra le molecole
Perché le persone affermano che le forze di van der Waals in PTFE sono deboli?
La forza di dispersione di van der Waals è causata dai dipoli fluttuanti temporanei generati quando gli elettroni nella molecola si muovono.Poiché la molecola di PTFE è grande, ti aspetteresti una grande forza di dispersione perché ci sono molti elettroni che possono muoversi
La situazione generale è che più grande è la molecola, maggiore è il potere di dispersione
Tuttavia, il PTFE ha un problema.Il fluoro è molto elettronegativo.Tende a legare strettamente insieme gli elettroni nel legame carbonio-fluoro, così strettamente che gli elettroni non possono muoversi come si pensa.Descriviamo il legame carbonio-fluoro come non avente una forte polarizzazione
Le forze di Van der Waals includono anche interazioni dipolo-dipolo.Ma nel politetrafluoroetilene (PTFE), ogni molecola è circondata da uno strato di atomi di fluoro leggermente caricati negativamente.In questo caso, l'unica interazione possibile tra le molecole è la repulsione reciproca!
Quindi la forza di dispersione è più debole di quanto pensi e l'interazione dipolo-dipolo causerà repulsione.Non c'è da stupirsi che la gente affermi che la forza di van der Waals nel PTFE sia molto debole.In realtà non otterrai la forza repulsiva, perché l'influenza della forza di dispersione è maggiore di quella dell'interazione dipolo-dipolo, ma l'effetto netto è che la forza di van der Waals tenderà a indebolirsi
Ma il PTFE ha un punto di fusione molto alto, quindi la forza che tiene insieme le molecole deve essere molto forte
Come può il PTFE avere un alto punto di fusione?
Il PTFE è molto cristallino, in questo senso c'è una vasta area, le molecole sono in una disposizione molto regolare.Ricorda, le molecole di PTFE possono essere considerate barre allungate.Questi poli saranno strettamente raggruppati insieme
Ciò significa che sebbene la molecola di ptfe non possa produrre dipoli temporanei molto grandi, i dipoli possono essere utilizzati in modo molto efficiente
Quindi le forze di van der Waals nel PTFE sono deboli o forti?
Penso che possiate avere entrambi ragione!Se le catene in politetrafluoroetilene (PTFE) sono disposte in modo tale che non vi sia un contatto troppo stretto tra le catene, la forza tra loro sarà molto debole e il punto di fusione sarà molto basso
Ma nel mondo reale, le molecole sono in stretto contatto.Le forze di Van der Waals potrebbero non essere così potenti come potrebbero essere, ma la struttura del PTFE significa che risentono dell'effetto maggiore, producendo legami intermolecolari complessivamente forti e punti di fusione elevati
Ciò è in contrasto con altre forze, come la forza di interazione dipolo-dipolo, che viene ridotta solo di 23 volte, o il doppio della distanza viene ridotta di 8 volte
Pertanto, l'imballaggio stretto delle molecole a forma di bastoncino in PTFE massimizza l'efficacia della dispersione
Le proprietà antiaderenti
Ecco perché acqua e olio non si attaccano alla superficie del PTFE e perché puoi friggere le uova in una padella rivestita di PTFE senza che si attacchino alla padella
Devi considerare quali forze potrebbero fissare altre molecole sulla superficie diPTFE.Può includere una sorta di legame chimico, forza di van der Waals o legame idrogeno
Legame chimico
Il legame carbonio-fluoro è molto forte ed è impossibile che qualsiasi altra molecola raggiunga la catena del carbonio per provocare qualsiasi reazione di sostituzione.È impossibile che si verifichi un legame chimico
forze di van der Waals
Abbiamo visto che la forza di van der Waals nel PTFE non è molto forte e farà sì che il PTFE abbia un punto di fusione elevato, perché le molecole sono così vicine da avere un contatto molto efficace.
Ma è diverso per altre molecole vicine alla superficie del PTFE.Molecole relativamente piccole (come molecole d'acqua o molecole di olio) avranno solo una piccola quantità di contatto con la superficie e verrà generata solo una piccola quantità di attrazione di van der Waals.
Una grande molecola (come una proteina) non sarà a forma di bastoncino, quindi non c'è abbastanza contatto efficace tra essa e la superficie per superare la tendenza alla bassa polarizzazione del PTFE.
In ogni caso, la forza di van der Waals tra la superficie del PTFE e le cose circostanti è piccola e inefficace
Legami di idrogeno
Le molecole di PTFE sulla superficie sono completamente avvolte da atomi di fluoro.Questi atomi di fluoro sono molto elettronegativi, quindi portano tutti un certo grado di carica negativa.Ogni fluoro ha anche 3 coppie di elettroni solitari sporgenti
Queste sono le condizioni richieste per la formazione di legami idrogeno, come la coppia solitaria sul fluoro e l'atomo di idrogeno nell'acqua.Ma questo ovviamente non accadrà, altrimenti ci sarà una forte attrazione tra le molecole di PTFE e le molecole d'acqua, e l'acqua si attaccherà al PTFE
Riepilogo
Non esiste un modo efficace per altre molecole di attaccarsi con successo alla superficie del PTFE, quindi ha una superficie antiaderente
Il basso attrito
Il coefficiente di attrito del PTFE è molto basso.Ciò significa che se hai una superficie rivestita con ptfe, altre cose scivoleranno facilmente su di essa.
Di seguito è riportato un breve riassunto di ciò che sta accadendo.Questo deriva da un documento del 1992 intitolato "Friction and Wear of Polytetrafluoroethylene".
All'inizio dello scorrimento, la superficie in PTFE si rompe e la massa viene trasferita ovunque stia scivolando.Ciò significa che la superficie del PTFE si usurerà.
Mentre lo scorrimento continuava, i blocchi si sviluppavano in film sottili.
Allo stesso tempo, la superficie del PTFE viene estratta per formare uno strato organizzato.
Entrambe le superfici a contatto ora hanno molecole di PTFE ben organizzate che possono scivolare l'una sull'altra
Quanto sopra è l'introduzione del politetrafluoroetilene, il politetrafluoroetilene può essere trasformato in una varietà di prodotti, siamo specializzati nella produzione di tubi in ptfe、produttori di tubi flessibili in ptfe, benvenuto per comunicare con noi
Ricerche relative a tubo flessibile in ptfe:
Tempo di pubblicazione: 05-maggio-2021