Политетрафторэтилен (политетрафторэтилен), вероятно, является наиболее широко используемым фторполимером, поскольку он обладает несколькими характеристиками, которые делают его идеальным материалом для широкого спектра применений.Он более гибкий, чем другие аналогичные трубы, и может противостоять практически всем промышленным химическим веществам.
Температурный диапазон составляет примерно от -330°F до 500°F, обеспечивая самый широкий температурный диапазон среди фторполимеров.Кроме того, он обладает отличными электрическими свойствами и низкой магнитной проницаемостью.Трубки из ПТФЭ наиболее широко используются в лабораториях и в тех случаях, когда важны химическая стойкость и чистота.ПТФЭимеет очень низкий коэффициент трения и является одним из самых «скользких» известных веществ.
Функции:
100% чистая смола PTFE
По сравнению с FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, наиболее гибкими фторполимерными трубами
Химически инертен, устойчив почти ко всем промышленным химикатам и растворителям
Широкий диапазон температур
Низкое проникновение
Гладкая антипригарная поверхность
Самый низкий коэффициент трения
Отличные электрические характеристики
Негорючий
Нетоксичный
Приложения:
лаборатория
Химический процесс
Анализ и технологическое оборудование
Мониторинг выбросов
Низкая температура
высокая температура
Электричество
озон
Строение молекул ПТФЭ
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) получают путем полимеризации многих молекул тетрафторэтилена.
Эта простая диаграмма ПТФЭ не показывает трехмерную структуру молекулы.В более простом молекулярном полиэтилене углеродный остов молекулы связан только атомами водорода, и эта цепь очень гибкая — это определенно не линейная молекула.
Однако в политетрафторэтилене атом фтора в группе CF2 достаточно велик, чтобы мешать атому фтора в соседней группе.Вы должны помнить, что каждый атом фтора имеет 3 пары неподеленных электронов, торчащих наружу.
Эффект этого заключается в подавлении вращения одинарной связи углерод-углерод.Атомы фтора имеют тенденцию располагаться как можно дальше от соседних атомов фтора.Вращение, как правило, включает столкновения неподеленных пар между атомами фтора и соседними атомами углерода, что делает вращение энергетически невыгодным.
Сила отталкивания запирает молекулу в форме стержня, а атомы фтора выстраиваются в виде очень плавной спирали — атомы фтора выстраиваются в виде спирали вокруг углеродного остова.Эти полоски свинца будут сжаты вместе, как длинные тонкие карандаши в коробке.
Как вы увидите, такое близкое расположение контактов оказывает важное влияние на межмолекулярные силы.
Межмолекулярные силы и температура плавления ПТФЭ
Температура плавления политетрафторэтилена указана как 327°C.Это довольно много для этого полимера, поэтому между молекулами должны быть значительные силы Ван-дер-Ваальса.
Почему люди утверждают, что силы Ван-дер-Ваальса в ПТФЭ слабы?
Дисперсионная сила Ван-дер-Ваальса вызвана временными флуктуирующими диполями, возникающими при движении электронов в молекуле.Поскольку молекула ПТФЭ большая, можно было бы ожидать большую дисперсионную силу, потому что есть много электронов, которые могут двигаться.
Общая ситуация состоит в том, что чем больше молекула, тем больше дисперсионная способность.
Однако у ПТФЭ есть проблема.Фтор очень электроотрицательный.Он имеет тенденцию связывать электроны в связи углерод-фтор так сильно, что электроны не могут двигаться так, как вы думаете.Мы описываем связь углерод-фтор как не имеющую сильной поляризации.
Силы Ван-дер-Ваальса также включают диполь-дипольные взаимодействия.Но в политетрафторэтилене (ПТФЭ) каждая молекула окружена слоем слегка отрицательно заряженных атомов фтора.В этом случае единственно возможным взаимодействием между молекулами является взаимное отталкивание!
Так что дисперсионная сила слабее, чем вы думаете, и диполь-дипольное взаимодействие вызовет отталкивание.Недаром говорят, что сила Ван-дер-Ваальса в ПТФЭ очень слабая.На самом деле вы не получите силы отталкивания, потому что влияние дисперсионной силы больше, чем влияние диполь-дипольного взаимодействия, но чистый эффект заключается в том, что сила Ван-дер-Ваальса будет иметь тенденцию к ослаблению.
Но у ПТФЭ очень высокая температура плавления, поэтому сила, удерживающая молекулы вместе, должна быть очень большой.
Как ПТФЭ может иметь высокую температуру плавления?
ПТФЭ очень кристалличен, в этом смысле у него большая площадь, молекулы расположены очень правильно.Помните, что молекулы ПТФЭ можно рассматривать как удлиненные стержни.Эти полюса будут тесно сгруппированы вместе
Это означает, что, хотя молекула ptfe не может создавать действительно большие временные диполи, диполи можно использовать очень эффективно.
Так силы Ван-дер-Ваальса в ПТФЭ слабы или сильны?
Я думаю, вы оба правы!Если цепи политетрафторэтилена (ПТФЭ) расположены таким образом, что между цепями нет слишком тесного контакта, сила между ними будет очень слабой, а температура плавления будет очень низкой.
Но в реальном мире молекулы находятся в тесном контакте.Силы Ван-дер-Ваальса могут быть не такими мощными, как могут быть, но структура ПТФЭ означает, что они ощущаются сильнее всего, создавая в целом прочные межмолекулярные связи и высокие температуры плавления.
Это в отличие от других сил, таких как сила диполь-дипольного взаимодействия, которая уменьшается только в 23 раза, или в два раза расстояние уменьшается в 8 раз.
Следовательно, плотная упаковка стержнеобразных молекул в ПТФЭ максимизирует эффективность диспергирования.
Антипригарные свойства
Вот почему вода и масло не прилипают к поверхности ПТФЭ, и поэтому вы можете жарить яйца на сковороде с покрытием из ПТФЭ, не прилипая к сковороде.
Вам необходимо рассмотреть, какие силы могут фиксировать другие молекулы на поверхностиПТФЭ.Это может быть какая-то химическая связь, сила Ван-дер-Ваальса или водородная связь.
Химическая связь
Связь углерод-фтор очень прочная, и никакие другие молекулы не могут достичь углеродной цепи, чтобы вызвать какую-либо реакцию замещения.Химическая связь невозможна
силы Ван-дер-Ваальса
Мы видели, что сила Ван-дер-Ваальса в ПТФЭ не очень велика, и только она делает ПТФЭ более высокой температурой плавления, потому что молекулы расположены так близко, что имеют очень эффективный контакт.
Но иначе обстоит дело с другими молекулами, находящимися вблизи поверхности ПТФЭ.Относительно небольшие молекулы (такие как молекулы воды или молекулы масла) будут иметь лишь небольшой контакт с поверхностью, и будет создаваться лишь небольшое ван-дер-ваальсово притяжение.
Большая молекула (например, белок) не будет иметь стержнеобразную форму, поэтому между ней и поверхностью не будет достаточно эффективного контакта, чтобы преодолеть низкую склонность ПТФЭ к поляризации.
В любом случае сила Ван-дер-Ваальса между поверхностью ПТФЭ и окружающими предметами мала и неэффективна.
Водородные связи
Молекулы ПТФЭ на поверхности полностью обернуты атомами фтора.Эти атомы фтора очень электроотрицательны, поэтому все они несут определенную степень отрицательного заряда.Каждый фтор также имеет 3 пары выступающих неподеленных электронов.
Это условия, необходимые для образования водородных связей, таких как неподеленная пара у фтора и атом водорода в воде.Но этого явно не произойдет, иначе между молекулами ПТФЭ и молекулами воды возникнет сильное притяжение, и вода будет прилипать к ПТФЭ.
Резюме
Для других молекул нет эффективного способа успешно прикрепиться к поверхности ПТФЭ, поэтому он имеет антипригарную поверхность.
Низкое трение
Коэффициент трения ПТФЭ очень низкий.Это означает, что если у вас есть поверхность, покрытая фторопластом, другие вещи будут легко скользить по ней.
Ниже приведен краткий обзор того, что происходит.Это взято из статьи 1992 года, озаглавленной «Трение и износ политетрафторэтилена».
В начале скольжения поверхность ПТФЭ ломается, и масса перемещается туда, куда она скользит.Это означает, что поверхность PTFE будет изнашиваться.
По мере скольжения блоки разворачивались в тонкие пленки.
В то же время поверхность ПТФЭ вытягивается, образуя организованный слой.
Обе соприкасающиеся поверхности теперь имеют хорошо организованные молекулы ПТФЭ, которые могут скользить друг по другу.
Вышеупомянутое введение политетрафторэтилена, политетрафторэтилена можно использовать в различных продуктах, мы специализируемся на производстве трубок из ПТФЭ、производители фторопластовых шлангов, добро пожаловать в общение с нами
Поисковые запросы, связанные с шлангом из ПТФЭ:
Время публикации: 05 мая 2021 г.