Polytetrafluoretylen (polytetrafluoretylen) er sannsynligvis den mest brukte fluorpolymeren fordi den har flere egenskaper som gjør den til et ideelt materiale for et bredt spekter av bruksområder.Den er mer fleksibel enn andre lignende rør og tåler nesten alle industrielle kjemikalier
Temperaturområdet er omtrent -330°F til 500°F, noe som gir det bredeste temperaturområdet blant fluorpolymerer.I tillegg har den utmerkede elektriske egenskaper og lav magnetisk permeabilitet.Ptfe-rør er den mest brukte laboratorieslangen og applikasjoner der kjemisk motstand og renhet er avgjørende.PTFEhar en svært lav friksjonskoeffisient og er et av de mest "glide" stoffene som er kjent
Funksjoner:
100 % ren PTFE-harpiks
Sammenlignet med FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, mest fleksible fluorpolymerrør
Kjemisk inert, motstandsdyktig mot nesten alle industrielle kjemikalier og løsemidler
Bredt temperaturområde
Lav penetrasjon
Glatt non-stick overflatefinish
Laveste friksjonskoeffisient
Utmerket elektrisk ytelse
Ikke brennbar
Ikke giftig
Applikasjoner:
laboratorium
Kjemisk prosess
Analyse og prosessutstyr
Utslippsovervåking
Lav temperatur
høy temperatur
Elektrisitet
ozon
Strukturen til PTFE-molekyler
Polytetrafluoretylen (PTFE) er laget ved polymerisering av mange tetrafluoretylenmolekyler
Dette enkle PTFE-diagrammet viser ikke den tredimensjonale strukturen til molekylet.I det enklere molekylære poly(etylen) er karbonryggraden til molekylet bare forbundet med hydrogenatomer, og denne kjeden er veldig fleksibel - det er definitivt ikke et lineært molekyl
I polytetrafluoretylen er imidlertid fluoratomet i en CF2-gruppe stort nok til å forstyrre fluoratomet på den tilstøtende gruppen.Du må huske at hvert fluoratom har 3 par ensomme elektroner som stikker ut
Effekten av dette er å undertrykke rotasjonen av karbon-karbon enkeltbindingen.Fluoratomene har en tendens til å være arrangert slik at de er så langt unna som mulig fra de tilstøtende fluoratomene.Rotasjon har en tendens til å involvere ensomme-par-kollisjoner mellom fluoratomer på tilstøtende karbonatomer - noe som gjør rotasjonen energetisk ugunstig
Den frastøtende kraften låser molekylet i en stavform, og fluoratomene er ordnet i en veldig mild spiral – fluoratomene er ordnet i en spiral rundt karbonryggraden.Disse blystrimlene vil bli presset sammen som lange, tynne blyanter i en boks
Dette nærkontaktarrangementet har en viktig innflytelse på de intermolekylære kreftene, som du vil se
Intermolekylære krefter og smeltepunktet til PTFE
Smeltepunktet for polytetrafluoretylen er angitt som 327°C.Dette er ganske høyt for denne polymeren, så det må være betydelige van der Waals-krefter mellom molekylene
Hvorfor hevder folk at van der Waals-styrkene i PTFE er svake?
Van der Waals-spredningskraften er forårsaket av de midlertidige fluktuerende dipolene som genereres når elektronene i molekylet beveger seg rundt.Fordi PTFE-molekylet er stort, vil du forvente en stor spredningskraft fordi det er mange elektroner som kan bevege seg
Den generelle situasjonen er at jo større molekylet er, desto større er spredningskraften
PTFE har imidlertid et problem.Fluor er veldig elektronegativt.Den har en tendens til å binde elektronene i karbon-fluorbindingen tett sammen, så tett at elektronene ikke kan bevege seg slik du tror.Vi beskriver karbon-fluorbindingen som ikke å ha sterk polarisering
Van der Waals-krefter inkluderer også dipol-dipol-interaksjoner.Men i polytetrafluoretylen (PTFE) er hvert molekyl omgitt av et lag med svakt negativt ladede fluoratomer.I dette tilfellet er den eneste mulige interaksjonen mellom molekyler gjensidig frastøtning!
Så spredningskraften er svakere enn du tror, og dipol-dipol-interaksjonen vil forårsake frastøting.Ikke rart folk sier at van der Waals-styrken i PTFE er veldig svak.Du vil faktisk ikke få den frastøtende kraften, fordi påvirkningen av dispersjonskraften er større enn dipol-dipol-interaksjonen, men nettoeffekten er at van der Waals-kraften vil ha en tendens til å svekkes
Men PTFE har et veldig høyt smeltepunkt, så kraften som holder molekylene sammen må være veldig sterk
Hvordan kan PTFE ha et høyt smeltepunkt?
PTFE er veldig krystallinsk, i denne forstand er det et stort område, molekylene er i et veldig regelmessig arrangement.Husk at PTFE-molekyler kan betraktes som avlange staver.Disse polene vil være tett klynget sammen
Dette betyr at selv om ptfe-molekylet ikke kan produsere virkelig store midlertidige dipoler, kan dipolene brukes svært effektivt
Så er van der Waals-kreftene i PTFE svake eller sterke?
Jeg tror dere kan ha rett begge to!Hvis polytetrafluoretylen-kjedene (PTFE) er arrangert på en slik måte at det ikke er for nær kontakt mellom kjedene, vil kraften mellom dem være svært svak og smeltepunktet svært lavt.
Men i den virkelige verden er molekyler i nær kontakt.Van der Waals-krefter er kanskje ikke så kraftige som de kan være, men strukturen til PTFE betyr at de føler den største effekten, og produserer generelt sterke intermolekylære bindinger og høye smeltepunkter
Dette er i motsetning til andre krefter, for eksempel dipol-dipol-vekselvirkningskraften, som bare reduseres med 23 ganger, eller to ganger avstanden reduseres med 8 ganger
Derfor maksimerer den tette pakningen av stavformede molekyler i PTFE effektiviteten av dispersjon
De ikke-klebende egenskapene
Dette er grunnen til at vann og olje ikke fester seg til overflaten av PTFE, og hvorfor du kan steke egg i en PTFE-belagt panne uten å feste seg til pannen
Du må vurdere hvilke krefter som kan fikse andre molekyler på overflaten avPTFE.Det kan inkludere en slags kjemisk binding, van der Waals-kraft eller hydrogenbinding
Kjemisk binding
Karbon-fluor-bindingen er veldig sterk, og det er umulig for andre molekyler å nå karbonkjeden for å få noen substitusjonsreaksjon til å finne sted.Det er umulig for en kjemisk binding å oppstå
van der Waals styrker
Vi har sett at van der Waals-kraften i PTFE ikke er særlig sterk, og det vil bare gjøre at PTFE har et høyt smeltepunkt, fordi molekylene er så nærme at de har veldig effektiv kontakt.
Men det er annerledes for andre molekyler nær overflaten av PTFE.Relativt små molekyler (som vannmolekyler eller oljemolekyler) vil bare ha en liten mengde kontakt med overflaten, og bare en liten mengde van der Waals-attraksjon vil bli generert.
Et stort molekyl (som et protein) vil ikke være stavformet, så det er ikke nok effektiv kontakt mellom det og overflaten til å overvinne den lave polarisasjonstendensen til PTFE.
Uansett er van der Waals-kraften mellom overflaten av PTFE og de omkringliggende tingene liten og ineffektiv
Hydrogenbindinger
PTFE-molekylene på overflaten er fullstendig pakket inn av fluoratomer.Disse fluoratomene er veldig elektronegative, så de har alle en viss grad av negativ ladning.Hvert fluor har også 3 par utstående enslige elektroner
Dette er betingelsene som kreves for dannelsen av hydrogenbindinger, slik som det ensomme paret på fluor og hydrogenatomet i vann.Men dette vil åpenbart ikke skje, ellers vil det være en sterk tiltrekning mellom PTFE-molekylene og vannmolekylene, og vannet vil feste seg til PTFE
Sammendrag
Det er ingen effektiv måte for andre molekyler å lykkes med å feste seg til overflaten av PTFE, så den har en non-stick overflate
Den lave friksjonen
Friksjonskoeffisienten til PTFE er svært lav.Det betyr at hvis du har en overflate belagt med ptfe, vil andre ting lett skli på den.
Nedenfor er en rask oppsummering av hva som skjer.Dette kommer fra et papir fra 1992 med tittelen "Friction and Wear of Polytetrafluoroethylene".
I begynnelsen av glidningen brytes PTFE-overflaten og massen overføres dit den glir.Dette betyr at PTFE-overflaten vil slites.
Mens glidningen fortsatte, foldet blokkene seg ut til tynne filmer.
Samtidig trekkes overflaten av PTFE ut for å danne et organisert lag.
Begge overflatene i kontakt har nå godt organiserte PTFE-molekyler som kan gli på hverandre
Ovennevnte er introduksjonen av polytetrafluoretylen, polytetrafluoretylen kan gjøres til en rekke produkter, vi er spesialisert på å lage ptfe-rør、ptfe-slangeprodusenter, velkommen til å kommunisere med oss
Søk relatert til ptfe slange:
Innleggstid: mai-05-2021