Політетрафторетилен (політетрафторетилен), ймовірно, найбільш широко використовуваний фторполімер, оскільки він має кілька характеристик, які роблять його ідеальним матеріалом для широкого спектру застосувань.Він більш гнучкий, ніж інші аналогічні труби, і може протистояти майже всім промисловим хімікатам
Діапазон температур становить приблизно від -330°F до 500°F, що забезпечує найширший температурний діапазон серед фторполімерів.Крім того, він має чудові електричні властивості та низьку магнітну проникність.Ptfe трубки є найбільш широко використовуваними лабораторними трубками та застосуваннями, де хімічна стійкість і чистота є важливими.PTFEмає дуже низький коефіцієнт тертя і є однією з найбільш «ковзаючих» відомих речовин
особливості:
100% чиста PTFE смола
У порівнянні з FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, найбільш гнучкі фторполімерні труби
Хімічно інертний, стійкий майже до всіх промислових хімікатів і розчинників
Широкий діапазон температур
Низьке проникнення
Гладка антипригарна поверхня
Найнижчий коефіцієнт тертя
Відмінні електричні характеристики
Негорючий
нетоксичний
Застосування:
лабораторія
Хімічний процес
Аналіз та технологічне обладнання
Моніторинг викидів
Низька температура
висока температура
Електрика
озон
Структура молекул ПТФЕ
Політетрафторетилен (PTFE) виготовляється шляхом полімеризації багатьох молекул тетрафторетилену.
Ця проста діаграма PTFE не показує тривимірну структуру молекули.У простішому молекулярному полі(етилені) вуглецевий ланцюг молекули з’єднаний лише атомами водню, і цей ланцюг дуже гнучкий — це точно не лінійна молекула.
Однак у політетрафторетилені атом фтору в групі CF2 достатньо великий, щоб взаємодіяти з атомом фтору в сусідній групі.Ви повинні пам’ятати, що кожен атом фтору має 3 пари неподілених електронів, що стирчать
Результатом цього є пригнічення обертання одинарного зв’язку вуглець-вуглець.Атоми фтору мають тенденцію розташовуватися так, щоб бути якомога далі від сусідніх атомів фтору.Обертання, як правило, включає зіткнення неподілених пар між атомами фтору на сусідніх атомах вуглецю, що робить обертання енергетично несприятливим
Сила відштовхування фіксує молекулу у формі стрижня, і атоми фтору розташовуються дуже м’якою спіраллю — атоми фтору розташовані по спіралі навколо вуглецевого остова.Ці свинцеві смужки будуть стиснуті разом, як довгі тонкі олівці в коробці
Як ви побачите, такий тісний контакт має важливий вплив на міжмолекулярні сили
Міжмолекулярні сили і температура плавлення фторопласту
Температура плавлення політетрафторетилену вказується як 327 °C.Для цього полімеру це досить високо, тому між молекулами повинні існувати значні сили Ван-дер-Ваальса.
Чому люди стверджують, що сили Ван-дер-Ваальса в ПТФЕ слабкі?
Сила дисперсії Ван-дер-Ваальса спричинена тимчасовими флуктуаційними диполями, що утворюються, коли електрони в молекулі рухаються.Оскільки молекула PTFE велика, можна очікувати великої дисперсійної сили, оскільки існує багато електронів, які можуть рухатися
Загальна ситуація полягає в тому, що чим більша молекула, тим більша здатність дисперсії
Однак у PTFE є проблема.Фтор дуже електронегативний.Він має тенденцію міцно зв’язувати електрони у зв’язку вуглець-фтор, настільки міцно, що електрони не можуть рухатися, як ви думаєте.Ми описуємо зв’язок вуглець-фтор як такий, що не має сильної поляризації
Сили Ван-дер-Ваальса також включають диполь-дипольні взаємодії.Але в політетрафторетилені (PTFE) кожна молекула оточена шаром злегка негативно заряджених атомів фтору.У цьому випадку єдиною можливою взаємодією між молекулами є взаємне відштовхування!
Отже, сила дисперсії слабша, ніж ви думаєте, і диполь-дипольна взаємодія спричинить відштовхування.Недарма кажуть, що сила Ван-дер-Ваальса в PTFE дуже слабка.Насправді ви не отримаєте силу відштовхування, тому що вплив сили дисперсії є більшим, ніж вплив диполь-дипольної взаємодії, але чистий ефект полягає в тому, що сила Ван-дер-Ваальса матиме тенденцію до ослаблення
Але PTFE має дуже високу температуру плавлення, тому сила, яка утримує молекули разом, має бути дуже сильною
Як PTFE може мати високу температуру плавлення?
PTFE дуже кристалічний, у цьому сенсі є велика площа, молекули розташовані в дуже правильному порядку.Пам’ятайте, що молекули PTFE можна розглядати як подовжені стрижні.Ці полюси будуть тісно згруповані разом
Це означає, що хоча молекула фторопласту не може виробляти дійсно великі тимчасові диполі, диполі можна використовувати дуже ефективно.
Отже, сили Ван-дер-Ваальса в ПТФЕ слабкі чи сильні?
Я думаю, ви обидва праві!Якщо ланцюги політетрафторетилену (PTFE) розташовані таким чином, що між ними немає надто тісного контакту, сила між ними буде дуже слабкою, а температура плавлення – дуже низькою.
Але в реальному світі молекули знаходяться в тісному контакті.Сили Ван-дер-Ваальса можуть бути не такими потужними, як вони можуть бути, але структура PTFE означає, що вони відчувають найбільший вплив, створюючи загалом міцні міжмолекулярні зв’язки та високі температури плавлення
Це на відміну від інших сил, таких як сила диполь-дипольної взаємодії, яка зменшується лише в 23 рази, або подвоєна відстань зменшується у 8 разів.
Таким чином, щільне укладання стержнеподібних молекул у PTFE максимізує ефективність дисперсії.
Антипригарні властивості
Ось чому вода та олія не прилипають до поверхні PTFE, і чому ви можете смажити яйця на сковороді з PTFE покриттям, не прилипаючи до сковороди
Вам потрібно розглянути, які сили можуть фіксувати інші молекули на поверхніPTFE.Це може включати якийсь хімічний зв’язок, силу Ван-дер-Ваальса або водневий зв’язок
Хімічний зв'язок
Зв'язок вуглець-фтор дуже міцний, і будь-які інші молекули не можуть досягти вуглецевого ланцюга, щоб викликати будь-яку реакцію заміщення.Хімічний зв'язок неможливий
сили Ван-дер-Ваальса
Ми бачили, що сила Ван-дер-Ваальса в ПТФЕ не надто сильна, і це тільки змусить ПТФЕ мати високу температуру плавлення, оскільки молекули знаходяться настільки близько, що вони мають дуже ефективний контакт.
Але це інакше для інших молекул, розташованих поблизу поверхні PTFE.Відносно малі молекули (такі як молекули води або масла) будуть мати лише невеликий контакт із поверхнею, і буде створено лише невелику кількість ван-дер-ваальсового тяжіння.
Велика молекула (наприклад, білок) не матиме паличкоподібної форми, тому між нею та поверхнею недостатньо ефективного контакту, щоб подолати низьку поляризаційну тенденцію PTFE.
У будь-якому випадку сила Ван-дер-Ваальса між поверхнею PTFE та навколишніми предметами невелика та неефективна
Водневі зв'язки
Молекули PTFE на поверхні повністю загорнуті атомами фтору.Ці атоми фтору дуже електронегативні, тому всі вони несуть певний ступінь негативного заряду.Кожен фтор також має 3 пари виступаючих неподілених електронів
Це умови, необхідні для утворення водневих зв’язків, наприклад неподіленої пари фтору та атома водню у воді.Але цього, очевидно, не станеться, інакше виникне сильне притягання між молекулами PTFE та молекулами води, і вода прилипне до PTFE
Резюме
Немає ефективного способу успішного приєднання інших молекул до поверхні PTFE, тому він має антипригарну поверхню
Низьке тертя
Коефіцієнт тертя PTFE дуже низький.Це означає, що якщо у вас є поверхня, покрита фторопластом, інші речі будуть легко ковзати по ній.
Нижче наведено короткий опис того, що відбувається.Це зі статті 1992 року під назвою «Тертя та зношування політетрафторетилену».
На початку ковзання поверхня PTFE ламається, і маса переноситься туди, куди вона ковзає.Це означає, що поверхня PTFE буде зношуватися.
Коли ковзання тривало, блоки розгорталися в тонкі плівки.
У той же час поверхня PTFE витягується, утворюючи організований шар.
Обидві контактні поверхні тепер мають добре організовані молекули PTFE, які можуть ковзати одна по одній
Вище наведено введення політетрафторетилену, з політетрафторетилену можна виготовляти різноманітні продукти, ми спеціалізуємося на виготовленні труб з ПТФЕ、виробники фторопластових шлангів, ласкаво просимо до спілкування з нами
Пошукові запити, пов’язані з фторопластовим шлангом:
Час публікації: травень-05-2021