Politetrafluoroetilen (politetrafluoroetilen) je verjetno najpogosteje uporabljen fluoropolimer, saj ima več lastnosti, zaradi katerih je idealen material za široko paleto aplikacij. Je bolj fleksibilen kot druge podobne cevi in je odporen na skoraj vse industrijske kemikalije.
Temperaturno območje je približno od -330 °F do 500 °F, kar zagotavlja najširše temperaturno območje med fluoropolimeri. Poleg tega ima odlične električne lastnosti in nizko magnetno prepustnost. Cevi iz Ptfe so najpogosteje uporabljene laboratorijske cevi in aplikacije, kjer sta kemična odpornost in čistost bistvenega pomena.PTFEima zelo nizek koeficient trenja in je ena najbolj "drsečih" znanih snovi
Značilnosti:
100 % čista PTFE smola
V primerjavi s FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, najbolj fleksibilnimi fluoropolimernimi cevmi
Kemično inerten, odporen na skoraj vse industrijske kemikalije in topila
Širok temperaturni razpon
Nizka penetracija
Gladka površina proti prijemanju
Najnižji koeficient trenja
Odlična električna zmogljivost
Nevnetljivo
Nestrupeno
Uporaba:
laboratorij
Kemični postopek
Analitska in procesna oprema
Spremljanje emisij
Nizka temperatura
visoka temperatura
Elektrika
ozon
Struktura molekul PTFE
Politetrafluoroetilen (PTFE) nastane s polimerizacijo številnih molekul tetrafluoroetilena
Ta preprosti PTFE diagram ne prikazuje tridimenzionalne strukture molekule. V enostavnejšem molekularnem poli(etilenu) je ogljikova hrbtenica molekule povezana le z atomi vodika, ta veriga pa je zelo fleksibilna – vsekakor ni linearna molekula.
Vendar pa je v politetrafluoroetilenu atom fluora v skupini CF2 dovolj velik, da moti atom fluora v sosednji skupini. Ne smemo pozabiti, da ima vsak atom fluora 3 pare osamljenih elektronov, ki štrlijo ven.
Učinek tega je zaviranje vrtenja enojne vezi ogljik-ogljik. Atomi fluora so ponavadi razporejeni tako, da so čim dlje od sosednjih atomov fluora. Vrtenje ponavadi vključuje trke osamljenih parov med atomi fluora na sosednjih atomih ogljika, zaradi česar je vrtenje energetsko neugodno.
Odbojna sila molekulo zaklene v paličasto obliko, atomi fluora pa so razporejeni v zelo nežni spirali – atomi fluora so razporejeni v spiralo okoli ogljikovega ogrodja. Ti svinčeni trakovi bodo stisnjeni skupaj kot dolgi, tanki svinčniki v škatli.
Ta tesna kontaktna ureditev ima pomemben vpliv na medmolekulske sile, kot boste videli.
Medmolekularne sile in tališče PTFE
Tališče politetrafluoroetilena je navedeno na 327 °C. To je za ta polimer precej visoko, zato morajo med molekulami obstajati precejšnje van der Waalsove sile.
Zakaj ljudje trdijo, da so van der Waalsove sile v PTFE šibke?
Van der Waalsovo disperzijsko silo povzročajo začasni nihajoči dipoli, ki nastanejo, ko se elektroni v molekuli premikajo. Ker je molekula PTFE velika, bi pričakovali veliko disperzijsko silo, saj se lahko premika veliko elektronov.
Na splošno velja, da večja kot je molekula, večja je disperzijska moč.
Vendar ima PTFE težavo. Fluor je zelo elektronegativen. Nagiba se k temu, da elektrone v vezi ogljik-fluor tesno veže skupaj, tako tesno, da se elektroni ne morejo premikati, kot si mislite. Vez ogljik-fluor opisujemo kot vez brez močne polarizacije.
Van der Waalsove sile vključujejo tudi dipol-dipol interakcije. Toda v politetrafluoroetilenu (PTFE) je vsaka molekula obdana s plastjo rahlo negativno nabitih atomov fluora. V tem primeru je edina možna interakcija med molekulami medsebojno odbijanje!
Torej je disperzijska sila šibkejša, kot si mislite, in dipol-dipol interakcija bo povzročila odboj. Ni čudno, da ljudje pravijo, da je van der Waalsova sila v PTFE zelo šibka. Pravzaprav ne boste dobili odbojne sile, ker je vpliv disperzijske sile večji kot vpliv dipol-dipol interakcije, vendar je končni učinek, da bo van der Waalsova sila nagnjena k oslabitvi.
Toda PTFE ima zelo visoko tališče, zato mora biti sila, ki drži molekule skupaj, zelo močna.
Kako ima lahko PTFE visoko tališče?
PTFE je zelo kristaliničen, v tem smislu ima veliko površino, molekule pa so v zelo pravilni razporeditvi. Ne pozabite, da si lahko molekule PTFE predstavljamo kot podolgovate palice. Ti poli bodo tesno združeni.
To pomeni, da čeprav molekula ptfe ne more ustvariti res velikih začasnih dipolov, se lahko dipoli zelo učinkovito uporabljajo.
So torej van der Waalsove sile v PTFE šibke ali močne?
Mislim, da imata lahko oba prav! Če so verige politetrafluoroetilena (PTFE) razporejene tako, da med njimi ni pretesnega stika, bo sila med njimi zelo šibka in tališče bo zelo nizko.
Toda v resničnem svetu so molekule v tesnem stiku. Van der Waalsove sile morda niso tako močne, kot so morda, vendar zaradi strukture PTFE občutijo največji učinek, saj ustvarjajo močne medmolekulske vezi in visoka tališča.
To je v nasprotju z drugimi silami, kot je sila interakcije dipol-dipol, ki se zmanjša le za 23-krat oziroma dvakratna razdalja se zmanjša za 8-krat.
Zato tesno pakiranje paličastih molekul v PTFE maksimizira učinkovitost disperzije
Nelepljive lastnosti
Zato se voda in olje ne primeta površine PTFE in zato lahko jajca ocvrete v ponvi s PTFE prevleko, ne da bi se prilepila na ponev.
Upoštevati morate, katere sile bi lahko fiksirale druge molekule na površiniPTFELahko vključuje nekakšno kemijsko vez, van der Waalsovo silo ali vodikovo vez.
Kemična vezava
Vez ogljik-fluor je zelo močna in nemogoče je, da bi katere koli druge molekule dosegle ogljikovo verigo, da bi povzročile kakršno koli substitucijsko reakcijo. Nemogoče je, da bi prišlo do kemične vezi.
van der Waalsove sile
Videli smo, da van der Waalsova sila v PTFE ni zelo močna in bo povzročila le visoko tališče PTFE, ker so molekule tako blizu, da imajo zelo učinkovit stik.
Pri drugih molekulah blizu površine PTFE pa je drugače. Relativno majhne molekule (kot so molekule vode ali molekule olja) bodo imele le majhen stik s površino in ustvarila se bo le majhna količina van der Waalsove privlačnosti.
Velika molekula (kot je protein) ne bo paličaste oblike, zato med njo in površino ni dovolj učinkovitega stika, da bi premagali nizko polarizacijsko tendenco PTFE.
Kakorkoli že, van der Waalsova sila med površino PTFE in okoliškimi stvarmi je majhna in neučinkovita.
Vodikove vezi
Molekule PTFE na površini so popolnoma ovite z atomi fluora. Ti atomi fluora so zelo elektronegativni, zato vsi nosijo določeno stopnjo negativnega naboja. Vsak fluor ima tudi 3 pare štrlečih osamljenih elektronov.
To so pogoji, potrebni za nastanek vodikovih vezi, kot sta na primer nepovezani par na fluoru in atom vodika v vodi. Vendar se to očitno ne bo zgodilo, sicer bo med molekulami PTFE in molekulami vode prišlo do močne privlačnosti, voda pa se bo oprijela PTFE.
Povzetek
Ni učinkovitega načina, da bi se druge molekule uspešno pritrdile na površino PTFE, zato ima ta nelepljivo površino.
Nizko trenje
Koeficient trenja PTFE je zelo nizek. To pomeni, da če imate površino, prevlečeno s PTFE, bodo druge stvari zlahka zdrsnile po njej.
Spodaj je kratek povzetek dogajanja. To izhaja iz članka iz leta 1992 z naslovom "Trenje in obraba politetrafluoroetilena".
Na začetku drsenja se površina PTFE zlomi in masa se prenese tja, kjer drsi. To pomeni, da se bo površina PTFE obrabila.
Ko se je drsenje nadaljevalo, so se bloki razvili v tanke filme.
Hkrati se površina PTFE izvleče in tvori organizirano plast.
Obe površini, ki sta v stiku, imata zdaj dobro organizirane molekule PTFE, ki lahko drsijo druga po drugi
Zgoraj je predstavljen politetrafluoroetilen, politetrafluoroetilen se lahko izdela v različne izdelke, specializirani smo za izdelavo ptfe cevi.proizvajalci PTFE cevi, dobrodošli v komunikaciji z nami
Iskanja, povezana s ptfe cevjo:
Čas objave: 5. maj 2021