Politetrafluoretilenas (politetrafluoretilenas) tikriausiai yra plačiausiai naudojamas fluoropolimeras, nes jis turi keletą savybių, dėl kurių yra ideali medžiaga įvairioms reikmėms. Jis yra lankstesnis nei kiti panašūs vamzdžiai ir yra atsparus beveik visoms pramoninėms cheminėms medžiagoms.
Temperatūros diapazonas yra maždaug nuo -330 °F iki 500 °F, todėl tai yra plačiausias temperatūros diapazonas tarp fluoropolimerų. Be to, jis pasižymi puikiomis elektrinėmis savybėmis ir mažu magnetiniu pralaidumu. PTFE vamzdžiai yra plačiausiai naudojami laboratoriniai vamzdžiai ir naudojami ten, kur cheminis atsparumas ir grynumas yra būtini.PTFEturi labai mažą trinties koeficientą ir yra viena iš labiausiai „slystančių“ žinomų medžiagų
Savybės:
100 % gryna PTFE derva
Palyginti su FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, lanksčiausiais fluoropolimero vamzdžiais
Chemiškai inertiškas, atsparus beveik visoms pramoninėms cheminėms medžiagoms ir tirpikliams
Platus temperatūros diapazonas
Mažas įsiskverbimas
Lygus nelimpantis paviršius
Mažiausias trinties koeficientas
Puikus elektrinis našumas
Nedegus
Netoksiškas
Paraiškos:
laboratorija
Cheminis procesas
Analizės ir procesų įranga
Išmetamųjų teršalų monitoringas
Žema temperatūra
aukšta temperatūra
Elektra
ozonas
PTFE molekulių struktūra
Politetrafluoretilenas (PTFE) gaminamas polimerizuojant daugelį tetrafluoretileno molekulių.
Ši paprasta PTFE diagrama neparodo trimatės molekulės struktūros. Paprastesniame molekuliniame poli(etilene) molekulės anglies grandinė yra sujungta tik vandenilio atomais, ir ši grandinė yra labai lanksti – tai tikrai nėra linijinė molekulė.
Tačiau politetrafluoretilene fluoro atomas CF2 grupėje yra pakankamai didelis, kad trukdytų fluoro atomui gretimoje grupėje. Reikia atsiminti, kad kiekvienas fluoro atomas turi 3 poras pavienių elektronų, kyšančių iš jo.
Dėl to slopinamas anglies-anglies viengubo ryšio sukimasis. Fluoro atomai linkę išsidėstyti kuo toliau nuo gretimų fluoro atomų. Sukimosi metu dažniausiai susiduria fluoro atomai su gretimais anglies atomais, todėl sukimasis yra energetiškai nepalankus.
Stūmos jėga užfiksuoja molekulę strypo formoje, o fluoro atomai išsidėstę labai švelnia spirale – fluoro atomai išsidėstę spirale aplink anglies pagrindą. Šios švino juostelės bus suspaustos kaip ilgi, ploni pieštukai dėžutėje.
Šis glaudus kontaktas daro didelę įtaką tarpmolekulinėms jėgoms, kaip matysite toliau.
Tarpmolekulinės jėgos ir PTFE lydymosi temperatūra
Politetrafluoretileno lydymosi temperatūra nurodoma kaip 327 °C. Šiam polimerui tai gana aukšta temperatūra, todėl tarp molekulių turi būti didelės van der Valso jėgos.
Kodėl žmonės teigia, kad van der Valso jėgos PTFE yra silpnos?
Van der Valso dispersijos jėgą sukelia laikini fluktuuojantys dipoliai, susidarantys, kai molekulės elektronai juda. Kadangi PTFE molekulė yra didelė, galima tikėtis didelės dispersijos jėgos, nes joje yra daug elektronų, kurie gali judėti.
Bendra situacija yra tokia: kuo didesnė molekulė, tuo didesnė dispersijos galia.
Tačiau PTFE turi problemą. Fluoras yra labai elektroneigiamas. Jis linkęs stipriai surišti anglies ir fluoro jungties elektronus, taip stipriai, kad elektronai negali judėti, kaip manote. Mes apibūdiname anglies ir fluoro jungtį kaip neturinčią stiprios poliarizacijos.
Van der Valso jėgos taip pat apima dipolio-dipolio sąveiką. Tačiau politetrafluoretilene (PTFE) kiekvieną molekulę supa šiek tiek neigiamai įkrautų fluoro atomų sluoksnis. Šiuo atveju vienintelė galima molekulių sąveika yra abipusė stūma!
Taigi dispersijos jėga yra silpnesnė nei manote, o dipolio-dipolio sąveika sukels stūmą. Nenuostabu, kad žmonės sako, jog van der Valso jėga PTFE yra labai silpna. Iš tikrųjų stūmos jėgos nepamatysite, nes dispersijos jėgos įtaka yra didesnė nei dipolio-dipolio sąveikos, tačiau galutinis rezultatas yra tas, kad van der Valso jėga linkusi susilpnėti.
Tačiau PTFE lydymosi temperatūra yra labai aukšta, todėl jėga, laikanti molekules kartu, turi būti labai stipri.
Kodėl PTFE gali turėti aukštą lydymosi temperatūrą?
PTFE yra labai kristalinis, šia prasme jis turi didelį plotą, molekulės yra išsidėsčiusios labai taisyklingai. Atminkite, kad PTFE molekules galima laikyti pailgais strypais. Šie poliai bus glaudžiai susitelkę vienas į kitą.
Tai reiškia, kad nors ptfe molekulė negali pagaminti tikrai didelių laikinų dipolių, dipoliai gali būti naudojami labai efektyviai.
Taigi, ar van der Valso jėgos PTFE yra silpnos, ar stiprios?
Manau, kad abu galite būti teisūs! Jei politetrafluoretileno (PTFE) grandinės išdėstytos taip, kad tarp jų nebūtų per artimo kontakto, jėga tarp jų bus labai silpna, o lydymosi temperatūra bus labai žema.
Tačiau realiame pasaulyje molekulės glaudžiai liečiasi. Van der Valso jėgos galbūt nėra tokios stiprios, tačiau PTFE struktūra reiškia, kad jos jaučia didžiausią poveikį, sukurdamos stiprius tarpmolekulinius ryšius ir aukštą lydymosi temperatūrą.
Tai skiriasi nuo kitų jėgų, tokių kaip dipolio-dipolio sąveikos jėga, kuri sumažėja tik 23 kartus arba dvigubai didesnis atstumas sumažinamas 8 kartus.
Todėl glaudus strypo formos molekulių supakavimas PTFE maksimaliai padidina dispersijos efektyvumą.
Nelipnios savybės
Štai kodėl vanduo ir aliejus neprilimpa prie PTFE paviršiaus ir kodėl PTFE dengtoje keptuvėje galite kepti kiaušinius jiems neprilipus.
Reikia apsvarstyti, kokios jėgos gali fiksuoti kitas molekules ant paviršiaus.PTFETai gali apimti tam tikrą cheminį ryšį, van der Valso jėgą arba vandenilinį ryšį.
Cheminis jungimas
Anglies ir fluoro jungtis yra labai stipri, ir jokios kitos molekulės negali pasiekti anglies grandinės ir sukelti pakeitimo reakcijos. Cheminė jungtis negali atsirasti.
van der Valso jėgos
Matėme, kad van der Valso jėga PTFE nėra labai stipri ir dėl jos PTFE lydymosi temperatūra bus aukšta, nes molekulės yra taip arti viena kitos, kad jos labai efektyviai kontaktuoja.
Tačiau su kitomis molekulėmis, esančiomis arti PTFE paviršiaus, yra kitaip. Santykinai mažos molekulės (pvz., vandens molekulės arba aliejaus molekulės) turės tik nedidelį kontaktą su paviršiumi ir bus sukurta tik nedidelė van der Valso trauka.
Didelė molekulė (pvz., baltymas) nebus lazdelės formos, todėl tarp jos ir paviršiaus nebus pakankamai efektyvaus kontakto, kad būtų įveiktas PTFE mažos poliarizacijos polinkis.
Bet kuriuo atveju, van der Valso jėga tarp PTFE paviršiaus ir aplinkinių daiktų yra maža ir neefektyvi.
Vandenilio jungtys
PTFE molekulės paviršiuje yra visiškai apgaubtos fluoro atomais. Šie fluoro atomai yra labai elektroneigiami, todėl jie visi turi tam tikrą neigiamo krūvio laipsnį. Kiekvienas fluoras taip pat turi 3 poras išsikišusių vienišų elektronų.
Tai yra sąlygos, reikalingos vandenilinių jungčių, tokių kaip vienišoji pora ties fluoru ir vandenilio atomas vandenyje, susidarymui. Tačiau akivaizdu, kad taip neatsitiks, nes kitaip tarp PTFE ir vandens molekulių atsiras stipri trauka, ir vanduo prilips prie PTFE.
Santrauka
Nėra veiksmingo būdo kitoms molekulėms sėkmingai prisitvirtinti prie PTFE paviršiaus, todėl jis turi nelimpantį paviršių.
Maža trintis
PTFE trinties koeficientas yra labai mažas. Tai reiškia, kad jei paviršius padengtas PTFE, kiti daiktai ant jo lengvai slys.
Žemiau pateikiama trumpa vykstančių įvykių santrauka. Tai paimta iš 1992 m. straipsnio pavadinimu „Politetrafluoretileno trintis ir dilimas“.
Slydimo pradžioje PTFE paviršius lūžta ir masė perkeliama į vietą, kurioje slysta. Tai reiškia, kad PTFE paviršius susidėvi.
Slystant toliau, blokeliai išsiskleidė į plonas plėveles.
Tuo pačiu metu PTFE paviršius ištraukiamas, kad susidarytų tvarkingas sluoksnis.
Abu besiliečiantys paviršiai dabar turi gerai organizuotas PTFE molekules, kurios gali slysti viena ant kitos.
Aukščiau pateiktas politetrafluoretileno įvedimas, politetrafluoretilenas gali būti pagamintas iš įvairių produktų, mes specializuojamės PTFE vamzdžių gamyboje,PTFE žarnų gamintojai, kviečiame su mumis bendrauti
Su ptfe žarna susijusios paieškos:
Įrašo laikas: 2021 m. gegužės 5 d.