من المحتمل أن يكون بولي تترافلوروإيثيلين (بولي تترافلورو إيثيلين) هو بوليمر الفلور الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لأنه يتميز بالعديد من الخصائص التي تجعله مادة مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات.إنها أكثر مرونة من الأنابيب المماثلة الأخرى ويمكنها مقاومة جميع المواد الكيميائية الصناعية تقريبًا
يتراوح نطاق درجة الحرارة تقريبًا من -330 درجة فهرنهايت إلى 500 درجة فهرنهايت، مما يوفر أوسع نطاق لدرجة الحرارة بين البوليمرات الفلورية.بالإضافة إلى ذلك، فهو يتميز بخصائص كهربائية ممتازة ونفاذية مغناطيسية منخفضة.أنابيب Ptfe هي الأنابيب والتطبيقات المختبرية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع حيث تكون المقاومة الكيميائية والنقاء ضروريين.بتفيتمتع بمعامل احتكاك منخفض جدًا وهو أحد أكثر المواد المعروفة "انزلاقًا".
سمات:
راتينج PTFE نقي بنسبة 100%
مقارنة مع FEP، PFA، HP PFA، UHP PFA، ETFE، ECTFE، أنابيب الفلوروبوليمر الأكثر مرونة
خامل كيميائيا، ومقاوم لجميع المواد الكيميائية والمذيبات الصناعية تقريبا
نطاق درجة حرارة واسعة
اختراق منخفض
سطح أملس غير لاصق
أدنى معامل احتكاك
أداء كهربائي ممتاز
غير قابل للاشتعال
غير سامة
التطبيقات:
معمل
عملية كيميائية
معدات التحليل والعمليات
مراقبة الانبعاثات
درجة حرارة منخفضة
درجة حرارة عالية
كهرباء
الأوزون
هيكل جزيئات PTFE
يتم تصنيع متعدد رباعي فلورو إيثيلين (PTFE) عن طريق بلمرة العديد من جزيئات رباعي فلورو إيثيلين
لا يُظهر مخطط PTFE البسيط هذا البنية ثلاثية الأبعاد للجزيء.في البولي الجزيئي الأبسط (الإيثيلين)، يرتبط العمود الفقري للكربون للجزيء فقط بواسطة ذرات الهيدروجين، وهذه السلسلة مرنة جدًا - فهي بالتأكيد ليست جزيءًا خطيًا
ومع ذلك، في متعدد رباعي فلورو إيثيلين، تكون ذرة الفلور في مجموعة CF2 كبيرة بما يكفي للتداخل مع ذرة الفلور في المجموعة المجاورة.عليك أن تتذكر أن كل ذرة فلور بها ثلاثة أزواج من الإلكترونات المنفردة
تأثير ذلك هو قمع دوران الرابطة المفردة بين الكربون والكربون.تميل ذرات الفلور إلى الترتيب بحيث تكون بعيدة قدر الإمكان عن ذرات الفلور المجاورة.يميل الدوران إلى أن يشتمل على تصادمات زوجية منفردة بين ذرات الفلور وذرات الكربون المجاورة، مما يجعل الدوران غير موات من الناحية الطاقة
تعمل القوة الطاردة على تثبيت الجزيء على شكل قضيب، ويتم ترتيب ذرات الفلور في شكل حلزوني لطيف للغاية - حيث يتم ترتيب ذرات الفلور في شكل حلزوني حول العمود الفقري للكربون.سيتم ضغط شرائط الرصاص هذه معًا مثل أقلام الرصاص الطويلة والرفيعة في الصندوق
إن ترتيب الاتصال الوثيق هذا له تأثير مهم على القوى بين الجزيئات، كما سترون
القوى الجزيئية ونقطة انصهار PTFE
درجة انصهار بولي تترافلوروإيثيلين هي 327 درجة مئوية.وهذا مرتفع جدًا بالنسبة لهذا البوليمر، لذا يجب أن يكون هناك قدر كبير من قوى فان دير فالس بين الجزيئات
لماذا يدعي الناس أن قوى فان دير فالس في PTFE ضعيفة؟
تنجم قوة تشتت فان دير فالس عن ثنائيات القطب المتقلبة المؤقتة المتولدة عندما تتحرك الإلكترونات الموجودة في الجزيء.نظرًا لأن جزيء PTFE كبير، تتوقع قوة تشتت كبيرة نظرًا لوجود الكثير من الإلكترونات التي يمكنها التحرك
الوضع العام هو أنه كلما زاد حجم الجزيء، زادت قوة التشتت
ومع ذلك، PTFE لديه مشكلة.الفلور كهربي للغاية.فهو يميل إلى ربط الإلكترونات الموجودة في رابطة الكربون والفلور معًا بإحكام، بحيث لا تستطيع الإلكترونات التحرك كما تعتقد.نحن نصف رابطة الكربون والفلور بأنها لا تحتوي على استقطاب قوي
تشمل قوى فان دير فال أيضًا تفاعلات ثنائية القطب.لكن في البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، كل جزيء محاط بطبقة من ذرات الفلور ذات الشحنة السالبة قليلاً.في هذه الحالة، التفاعل الوحيد الممكن بين الجزيئات هو التنافر المتبادل!
لذا فإن قوة التشتت أضعف مما تعتقد، والتفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب سوف يسبب التنافر.لا عجب أن يقول الناس أن قوة فان دير فالس في PTFE ضعيفة جدًا.لن تحصل فعليًا على قوة التنافر، لأن تأثير قوة التشتت أكبر من تأثير التفاعل ثنائي القطب-ثنائي القطب، لكن التأثير الصافي هو أن قوة فان دير فالس ستميل إلى الضعف
لكن PTFE لديه نقطة انصهار عالية جدًا، لذا فإن القوة التي تربط الجزيئات معًا يجب أن تكون قوية جدًا
كيف يمكن أن يكون لـ PTFE نقطة انصهار عالية؟
PTFE بلوري للغاية، وبهذا المعنى هناك مساحة كبيرة، والجزيئات في ترتيب منتظم للغاية.تذكر أنه يمكن اعتبار جزيئات PTFE بمثابة قضبان ممدودة.سيتم تجميع هذه الأعمدة بشكل وثيق معًا
وهذا يعني أنه على الرغم من أن جزيء ptfe لا يمكنه إنتاج ثنائيات أقطاب مؤقتة كبيرة حقًا، إلا أنه يمكن استخدام ثنائيات الأقطاب بكفاءة عالية
فهل قوى فان دير فالس في PTFE ضعيفة أم قوية؟
أعتقد أنه يمكنك أن تكون على حق!إذا تم ترتيب سلاسل متعدد رباعي فلورو إيثيلين (PTFE) بطريقة لا يكون هناك اتصال وثيق جدًا بين السلاسل، فإن القوة بينهما ستكون ضعيفة جدًا وستكون نقطة الانصهار منخفضة جدًا
لكن في العالم الحقيقي، تكون الجزيئات على اتصال وثيق.قد لا تكون قوى فان دير فال بالقوة التي قد تكون عليها، ولكن بنية PTFE تعني أنها تتمتع بأكبر تأثير، وتنتج روابط بين الجزيئات قوية بشكل عام ونقاط انصهار عالية
وهذا على عكس القوى الأخرى، مثل قوة التفاعل ثنائي القطب، والتي يتم تقليلها بمقدار 23 مرة فقط، أو يتم تقليل المسافة مرتين بمقدار 8 مرات
ولذلك، فإن التعبئة الضيقة للجزيئات على شكل قضيب في PTFE تزيد من فعالية التشتت
خصائص غير لاصقة
ولهذا السبب لا يلتصق الماء والزيت بسطح PTFE، ولهذا السبب يمكنك قلي البيض في مقلاة مطلية بـ PTFE دون أن يلتصق بالمقلاة
عليك أن تفكر في القوى التي قد تثبت الجزيئات الأخرى على سطحهابتف.وقد تتضمن نوعًا ما من الروابط الكيميائية، أو قوة فان دير فالس، أو الرابطة الهيدروجينية
رابطة كيميائية
الرابطة بين الكربون والفلور قوية جدًا، ومن المستحيل أن تصل أي جزيئات أخرى إلى سلسلة الكربون لتسبب حدوث أي تفاعل استبدال.من المستحيل أن تحدث رابطة كيميائية
قوات فان دير فالس
لقد رأينا أن قوة فان دير فالس في PTFE ليست قوية جدًا، ولن تؤدي إلا إلى جعل PTFE لديه نقطة انصهار عالية، لأن الجزيئات قريبة جدًا بحيث يكون لديها اتصال فعال للغاية.
ولكن الأمر يختلف بالنسبة للجزيئات الأخرى القريبة من سطح PTFE.الجزيئات الصغيرة نسبيًا (مثل جزيئات الماء أو جزيئات الزيت) سيكون لها فقط كمية صغيرة من الاتصال بالسطح، ولن يتم توليد سوى كمية صغيرة من جاذبية فان دير فالس.
لن يكون الجزيء الكبير (مثل البروتين) على شكل قضيب، لذلك لا يوجد اتصال فعال كافٍ بينه وبين السطح للتغلب على ميل الاستقطاب المنخفض لـ PTFE.
وفي كلتا الحالتين، فإن قوة فان دير فالس بين سطح PTFE والأشياء المحيطة بها صغيرة وغير فعالة
روابط هيدروجينية
يتم تغليف جزيئات PTFE الموجودة على السطح بالكامل بواسطة ذرات الفلور.ذرات الفلور هذه ذات سالبية كهربية كبيرة، لذا فهي جميعها تحمل درجة معينة من الشحنة السالبة.يحتوي كل فلور أيضًا على 3 أزواج من الإلكترونات المنفردة البارزة
هذه هي الشروط اللازمة لتكوين الروابط الهيدروجينية، مثل الزوج الوحيد على الفلور وذرة الهيدروجين في الماء.ولكن من الواضح أن هذا لن يحدث، وإلا سيكون هناك تجاذب قوي بين جزيئات PTFE وجزيئات الماء، وسوف يلتصق الماء بـ PTFE
ملخص
لا توجد طريقة فعالة لالتصاق الجزيئات الأخرى بنجاح بسطح PTFE، لذلك فهو يتمتع بسطح غير لاصق
الاحتكاك المنخفض
معامل الاحتكاك لـ PTFE منخفض جدًا.هذا يعني أنه إذا كان لديك سطح مطلي بمادة ptfe، فإن الأشياء الأخرى سوف تنزلق عليه بسهولة.
فيما يلي ملخص سريع لما يحدث.يأتي هذا من بحث صدر عام 1992 بعنوان "احتكاك وتآكل البولي تترافلوروإيثيلين".
في بداية الانزلاق، ينكسر سطح PTFE ويتم نقل الكتلة إلى أي مكان تنزلق فيه.وهذا يعني أن سطح PTFE سوف يتآكل.
ومع استمرار الانزلاق، تتكشف الكتل إلى أغشية رقيقة.
في نفس الوقت، يتم سحب سطح PTFE لتشكيل طبقة منظمة.
يحتوي كلا السطحين المتلامسين الآن على جزيئات PTFE جيدة التنظيم يمكنها الانزلاق على بعضها البعض
ما ورد أعلاه هو إدخال بولي تترافلوروإيثيلين، ويمكن تصنيع بولي تترافلورو إيثيلين في مجموعة متنوعة من المنتجات، ونحن متخصصون في صنع أنبوب ptfe،مصنعي خرطوم ptfe، مرحبا بكم في التواصل معنا
عمليات البحث المتعلقة بـ خرطوم ptfe:
وقت النشر: 05-05-2021