Politetrafluoroetylen (politetrafluoroetylen) jest prawdopodobnie najszerzej stosowanym fluoropolimerem, ponieważ ma kilka cech, które czynią go idealnym materiałem do szerokiego zakresu zastosowań.Jest bardziej elastyczny niż inne podobne rury i jest odporny na prawie wszystkie przemysłowe chemikalia
Zakres temperatur wynosi około -330 ° F do 500 ° F, zapewniając najszerszy zakres temperatur wśród fluoropolimerów.Ponadto posiada doskonałe właściwości elektryczne i niską przenikalność magnetyczną.Rury PTFE są najczęściej stosowanymi rurami laboratoryjnymi i aplikacjami, w których niezbędna jest odporność chemiczna i czystość.PTFEma bardzo niski współczynnik tarcia i jest jedną z najbardziej „poślizgowych” znanych substancji
Cechy:
100% czysta żywica PTFE
W porównaniu z FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, najbardziej elastycznymi rurami fluoropolimerowymi
Chemicznie obojętny, odporny na prawie wszystkie przemysłowe chemikalia i rozpuszczalniki
Szeroki zakres temperatur
Niska penetracja
Gładkie, nieprzywierające wykończenie powierzchni
Najniższy współczynnik tarcia
Doskonała wydajność elektryczna
Nie palne
Nietoksyczny
Aplikacje:
laboratorium
Proces chemiczny
Sprzęt do analizy i przetwarzania
Monitorowanie emisji
Niska temperatura
wysoka temperatura
Elektryczność
ozon
Struktura cząsteczek PTFE
Politetrafluoroetylen (PTFE) powstaje w wyniku polimeryzacji wielu cząsteczek tetrafluoroetylenu
Ten prosty diagram PTFE nie pokazuje trójwymiarowej struktury cząsteczki.W prostszym poli(etylenie) cząsteczkowym szkielet węglowy cząsteczki jest połączony tylko atomami wodoru, a łańcuch ten jest bardzo elastyczny - na pewno nie jest to cząsteczka liniowa
Jednak w politetrafluoroetylenie atom fluoru w grupie CF2 jest wystarczająco duży, aby zakłócać atom fluoru w sąsiedniej grupie.Trzeba pamiętać, że na każdy atom fluoru wystają 3 pary samotnych elektronów
Efektem tego jest zahamowanie rotacji pojedynczego wiązania węgiel-węgiel.Atomy fluoru mają tendencję do układania się tak, aby były jak najdalej od sąsiednich atomów fluoru.Rotacja zwykle obejmuje zderzenia pojedynczych par między atomami fluoru na sąsiednich atomach węgla, co sprawia, że rotacja jest energetycznie niekorzystna
Siła odpychająca blokuje cząsteczkę w kształt pręta, a atomy fluoru układają się w bardzo delikatną spiralę – atomy fluoru są ułożone spiralnie wokół szkieletu węglowego.Te ołowiane paski zostaną ściśnięte razem jak długie, cienkie ołówki w pudełku
Jak zobaczysz, ten bliski kontakt ma istotny wpływ na siły międzycząsteczkowe
Siły międzycząsteczkowe i temperatura topnienia PTFE
Temperaturę topnienia politetrafluoroetylenu podano jako 327°C.Jest to dość dużo dla tego polimeru, więc między cząsteczkami muszą występować znaczne siły van der Waalsa
Dlaczego ludzie twierdzą, że siły van der Waalsa w PTFE są słabe?
Siła dyspersyjna van der Waalsa jest spowodowana chwilowymi fluktuacjami dipoli generowanych podczas ruchu elektronów w cząsteczce.Ponieważ cząsteczka PTFE jest duża, można się spodziewać dużej siły dyspersji, ponieważ istnieje wiele elektronów, które mogą się poruszać
Ogólna sytuacja jest taka, że im większa cząsteczka, tym większa moc dyspersji
Jednak PTFE ma problem.Fluor jest bardzo elektroujemny.Ma tendencję do ścisłego wiązania elektronów w wiązaniu węgiel-fluor, tak mocno, że elektrony nie mogą się poruszać, jak myślisz.Wiązanie węgiel-fluor opisujemy jako nie posiadające silnej polaryzacji
Siły Van der Waalsa obejmują również oddziaływania dipol-dipol.Ale w politetrafluoroetylenie (PTFE) każda cząsteczka jest otoczona warstwą lekko naładowanych ujemnie atomów fluoru.W tym przypadku jedyną możliwą interakcją między cząsteczkami jest wzajemne odpychanie!
Tak więc siła dyspersji jest słabsza niż myślisz, a interakcja dipol-dipol spowoduje odpychanie.Nic dziwnego, że ludzie mówią, że siła van der Waalsa w PTFE jest bardzo słaba.W rzeczywistości nie otrzymasz siły odpychającej, ponieważ wpływ siły rozproszenia jest większy niż wpływ interakcji dipol-dipol, ale efektem netto jest to, że siła van der Waalsa będzie miała tendencję do osłabiania
Ale PTFE ma bardzo wysoką temperaturę topnienia, więc siła, która utrzymuje cząsteczki razem, musi być bardzo duża
Jak PTFE może mieć wysoką temperaturę topnienia?
PTFE jest bardzo krystaliczny, w tym sensie ma dużą powierzchnię, cząsteczki są w bardzo regularnym układzie.Pamiętaj, cząsteczki PTFE można traktować jako wydłużone pręty.Te bieguny będą ściśle zgrupowane razem
Oznacza to, że chociaż cząsteczka ptfe nie może wytwarzać naprawdę dużych tymczasowych dipoli, dipole mogą być używane bardzo wydajnie
Czy zatem siły van der Waalsa w PTFE są słabe czy silne?
Myślę, że obaj możecie mieć rację!Jeśli łańcuchy politetrafluoroetylenu (PTFE) są ułożone w taki sposób, że nie ma zbyt bliskiego kontaktu między łańcuchami, siła między nimi będzie bardzo słaba, a temperatura topnienia będzie bardzo niska
Ale w prawdziwym świecie cząsteczki są w bliskim kontakcie.Siły Van der Waalsa mogą nie być tak silne, jak mogą być, ale struktura PTFE sprawia, że odczuwają największy efekt, wytwarzając ogólnie silne wiązania międzycząsteczkowe i wysokie temperatury topnienia
Jest to w przeciwieństwie do innych sił, takich jak siła oddziaływania dipol-dipol, która jest zmniejszona tylko 23 razy, lub dwukrotnie odległość zmniejsza się 8 razy
Dlatego ciasne upakowanie cząsteczek w kształcie prętów w PTFE maksymalizuje skuteczność dyspersji
Właściwości nieprzywierające
To dlatego woda i olej nie przyklejają się do powierzchni PTFE, a jajka można smażyć na patelni pokrytej PTFE bez przyklejania się do patelni
Musisz zastanowić się, jakie siły mogą wiązać inne cząsteczki na powierzchniPTFE.Może obejmować jakiś rodzaj wiązania chemicznego, siły van der Waalsa lub wiązania wodorowego
Wiązanie chemiczne
Wiązanie węgiel-fluor jest bardzo silne i żadne inne cząsteczki nie mogą dotrzeć do łańcucha węglowego, aby wywołać reakcję podstawienia.Niemożliwe jest powstanie wiązania chemicznego
siły van der Waalsa
Widzieliśmy, że siła van der Waalsa w PTFE nie jest zbyt duża i tylko sprawi, że PTFE będzie miał wysoką temperaturę topnienia, ponieważ cząsteczki są tak blisko siebie, że mają bardzo skuteczny kontakt.
Inaczej jest jednak w przypadku innych cząsteczek znajdujących się blisko powierzchni PTFE.Stosunkowo małe molekuły (takie jak molekuły wody lub molekuły oleju) będą miały tylko niewielki kontakt z powierzchnią i będzie generowana tylko niewielka siła przyciągania van der Waalsa.
Duża cząsteczka (taka jak białko) nie będzie miała kształtu pręcika, więc nie ma wystarczająco skutecznego kontaktu między nią a powierzchnią, aby przezwyciężyć tendencję do niskiej polaryzacji PTFE.
Tak czy inaczej, siła van der Waalsa między powierzchnią PTFE a otaczającymi elementami jest mała i nieskuteczna
Wiązania wodorowe
Cząsteczki PTFE na powierzchni są całkowicie owinięte atomami fluoru.Te atomy fluoru są bardzo elektroujemne, więc wszystkie mają pewien ładunek ujemny.Każdy fluor ma również 3 pary wystających samotnych elektronów
Są to warunki wymagane do tworzenia wiązań wodorowych, takich jak samotna para na fluorze i atom wodoru w wodzie.Ale to oczywiście się nie stanie, w przeciwnym razie nastąpi silne przyciąganie między cząsteczkami PTFE a cząsteczkami wody, a woda przyklei się do PTFE
Streszczenie
Nie ma skutecznego sposobu, aby inne cząsteczki skutecznie przyczepiły się do powierzchni PTFE, więc ma on nieprzywierającą powierzchnię
Niskie tarcie
Współczynnik tarcia PTFE jest bardzo niski.Oznacza to, że jeśli masz powierzchnię pokrytą ptfe, inne rzeczy łatwo się na niej poślizgną.
Poniżej znajduje się krótkie podsumowanie tego, co się dzieje.Pochodzi z artykułu z 1992 roku zatytułowanego „Tarcie i zużycie politetrafluoroetylenu”.
Na początku poślizgu powierzchnia PTFE pęka, a masa jest przenoszona tam, gdzie się ślizga.Oznacza to, że powierzchnia PTFE ulegnie zużyciu.
W miarę postępu przesuwania bloki rozwijały się w cienkie folie.
Jednocześnie powierzchnia PTFE jest wyciągana, tworząc zorganizowaną warstwę.
Obie stykające się powierzchnie mają teraz dobrze zorganizowane cząsteczki PTFE, które mogą się po sobie ślizgać
Powyższe dotyczy wprowadzenia politetrafluoroetylenu, politetrafluoroetylenu można przetworzyć na różne produkty, specjalizujemy się w wytwarzaniu rurek ptfe、producenci węży ptfe, zapraszamy do kontaktu z nami
Wyszukiwania podobne do wąż ptfe:
Czas publikacji: 05-05-2021