Le polytétrafluoroéthylène (polytétrafluoroéthylène) est probablement le fluoropolymère le plus utilisé car il possède plusieurs caractéristiques qui en font un matériau idéal pour un large éventail d'applications.Il est plus flexible que d'autres tuyaux similaires et peut résister à presque tous les produits chimiques industriels.
La plage de température est d'environ -330°F à 500°F, offrant la plage de température la plus large parmi les fluoropolymères.De plus, il possède d’excellentes propriétés électriques et une faible perméabilité magnétique.Les tubes en PTFE sont les tubes de laboratoire les plus utilisés et les applications où la résistance chimique et la pureté sont essentielles.PTFEa un très faible coefficient de friction et est l'une des substances les plus « glissantes » connues
Caractéristiques:
Résine PTFE 100 % pure
Comparé aux tuyaux FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE et à la plupart des tuyaux flexibles en fluoropolymère
Chimiquement inerte, résistant à presque tous les produits chimiques et solvants industriels
Large plage de température
Faible pénétration
Finition de surface lisse et antiadhésive
Coefficient de frottement le plus bas
Excellentes performances électriques
Ininflammable
Non toxique
Applications:
laboratoire
Processus chimique
Équipements d'analyse et de traitement
Surveillance des émissions
Basse température
haute température
Électricité
ozone
La structure des molécules de PTFE
Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est obtenu par polymérisation de nombreuses molécules de tétrafluoroéthylène
Ce simple diagramme PTFE ne montre pas la structure tridimensionnelle de la molécule.Dans le poly(éthylène) moléculaire plus simple, le squelette carboné de la molécule n'est relié que par des atomes d'hydrogène, et cette chaîne est très flexible - ce n'est certainement pas une molécule linéaire.
Cependant, dans le polytétrafluoroéthylène, l’atome de fluor d’un groupe CF2 est suffisamment gros pour interférer avec l’atome de fluor du groupe adjacent.Vous devez vous rappeler que chaque atome de fluor possède 3 paires d’électrons solitaires qui dépassent.
L'effet de ceci est de supprimer la rotation de la liaison simple carbone-carbone.Les atomes de fluor ont tendance à être disposés de manière à être aussi éloignés que possible des atomes de fluor adjacents.La rotation a tendance à impliquer des collisions de paires isolées entre des atomes de fluor sur des atomes de carbone adjacents, ce qui rend la rotation énergétiquement défavorable.
La force répulsive verrouille la molécule en forme de bâtonnet et les atomes de fluor sont disposés en une spirale très douce : les atomes de fluor sont disposés en spirale autour du squelette carboné.Ces bandes de plomb seront serrées ensemble comme de longs et fins crayons dans une boîte
Cette disposition des contacts étroits a une influence importante sur les forces intermoléculaires, comme vous le verrez
Forces intermoléculaires et point de fusion du PTFE
Le point de fusion du polytétrafluoroéthylène est de 327°C.C'est assez élevé pour ce polymère, il doit donc y avoir des forces de Van der Waals considérables entre les molécules.
Pourquoi les gens prétendent-ils que les forces de Van der Waals dans le PTFE sont faibles ?
La force de dispersion de Van der Waals est causée par les dipôles fluctuants temporaires générés lorsque les électrons de la molécule se déplacent.Étant donné que la molécule de PTFE est grosse, vous vous attendez à une force de dispersion importante car de nombreux électrons peuvent se déplacer.
La situation générale est que plus la molécule est grosse, plus le pouvoir de dispersion est grand.
Cependant, le PTFE a un problème.Le fluor est très électronégatif.Il a tendance à lier étroitement les électrons de la liaison carbone-fluor, si étroitement que les électrons ne peuvent pas bouger comme vous le pensez.Nous décrivons la liaison carbone-fluor comme n'ayant pas une forte polarisation
Les forces de Van der Waals incluent également les interactions dipôle-dipôle.Mais dans le polytétrafluoroéthylène (PTFE), chaque molécule est entourée d’une couche d’atomes de fluor légèrement chargés négativement.Dans ce cas, la seule interaction possible entre molécules est la répulsion mutuelle !
La force de dispersion est donc plus faible que vous ne le pensez et l’interaction dipôle-dipôle provoquera une répulsion.Il n’est pas étonnant que l’on dise que la force de Van der Waals dans le PTFE est très faible.Vous n'obtiendrez pas réellement la force répulsive, car l'influence de la force de dispersion est supérieure à celle de l'interaction dipôle-dipôle, mais l'effet net est que la force de van der Waals aura tendance à s'affaiblir.
Mais le PTFE a un point de fusion très élevé, donc la force qui maintient les molécules ensemble doit être très forte.
Comment le PTFE peut-il avoir un point de fusion élevé ?
Le PTFE est très cristallin, en ce sens il a une grande surface, les molécules sont disposées de manière très régulière.N'oubliez pas que les molécules de PTFE peuvent être considérées comme des tiges allongées.Ces pôles seront étroitement regroupés
Cela signifie que même si la molécule de ptfe ne peut pas produire de très grands dipôles temporaires, ceux-ci peuvent être utilisés de manière très efficace.
Alors, les forces de Van der Waals dans le PTFE sont-elles faibles ou fortes ?
Je pense que vous pouvez avoir raison tous les deux !Si les chaînes de polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont disposées de telle manière qu'il n'y ait pas de contact trop étroit entre les chaînes, la force entre elles sera très faible et le point de fusion sera très bas.
Mais dans le monde réel, les molécules sont en contact étroit.Les forces de Van der Waals ne sont peut-être pas aussi puissantes qu'elles pourraient l'être, mais la structure du PTFE signifie qu'elles ressentent le plus grand effet, produisant des liaisons intermoléculaires globalement fortes et des points de fusion élevés.
Cela contraste avec d'autres forces, telles que la force d'interaction dipôle-dipôle, qui n'est réduite que de 23 fois, soit deux fois la distance est réduite de 8 fois.
Par conséquent, l’emballage serré des molécules en forme de bâtonnet dans le PTFE maximise l’efficacité de la dispersion.
Les propriétés antiadhésives
C'est pourquoi l'eau et l'huile ne collent pas à la surface du PTFE et pourquoi vous pouvez faire frire des œufs dans une poêle recouverte de PTFE sans coller à la poêle.
Vous devez réfléchir aux forces qui pourraient fixer d’autres molécules à la surface dePTFE.Il peut s'agir d'une sorte de liaison chimique, d'une force de Van der Waals ou d'une liaison hydrogène.
Une liaison chimique
La liaison carbone-fluor est très forte et il est impossible pour d’autres molécules d’atteindre la chaîne carbonée pour provoquer une réaction de substitution.Il est impossible qu'une liaison chimique se produise
Forces de Van der Waals
Nous avons vu que la force de Van der Waals dans le PTFE n'est pas très forte et qu'elle ne fera que donner au PTFE un point de fusion élevé, car les molécules sont si proches qu'elles ont un contact très efficace.
Mais il en va différemment pour les autres molécules proches de la surface du PTFE.Les molécules relativement petites (telles que les molécules d'eau ou les molécules d'huile) n'auront qu'un faible contact avec la surface, et seule une petite quantité d'attraction de Van der Waals sera générée.
Une grosse molécule (telle qu'une protéine) n'aura pas la forme d'un bâtonnet, il n'y aura donc pas suffisamment de contact efficace entre elle et la surface pour surmonter la faible tendance à la polarisation du PTFE.
Quoi qu’il en soit, la force de Van der Waals entre la surface du PTFE et les objets environnants est faible et inefficace.
Liaisons hydrogène
Les molécules de PTFE à la surface sont entièrement enveloppées d’atomes de fluor.Ces atomes de fluor sont très électronégatifs, ils portent donc tous un certain degré de charge négative.Chaque fluor possède également 3 paires d'électrons solitaires saillants
Ce sont les conditions requises pour la formation de liaisons hydrogène, telles que le doublet libre sur le fluor et l’atome d’hydrogène dans l’eau.Mais cela n’arrivera évidemment pas, sinon il y aura une forte attraction entre les molécules de PTFE et les molécules d’eau, et l’eau collera au PTFE.
Résumé
Il n'existe aucun moyen efficace pour que d'autres molécules se fixent avec succès à la surface du PTFE, c'est pourquoi il a une surface antiadhésive.
Le faible frottement
Le coefficient de frottement du PTFE est très faible.Cela signifie que si vous avez une surface recouverte de ptfe, d'autres objets glisseront facilement dessus.
Vous trouverez ci-dessous un bref résumé de ce qui se passe.Cela vient d'un article de 1992 intitulé « Friction et usure du polytétrafluoroéthylène ».
Au début du glissement, la surface en PTFE se brise et la masse est transférée là où elle glisse.Cela signifie que la surface en PTFE va s'user.
Au fur et à mesure que le glissement se poursuivait, les blocs se dépliaient en fines pellicules.
Dans le même temps, la surface du PTFE est retirée pour former une couche organisée.
Les deux surfaces en contact comportent désormais des molécules de PTFE bien organisées qui peuvent glisser les unes sur les autres
Ce qui précède est l'introduction du polytétrafluoroéthylène, le polytétrafluoroéthylène peut être transformé en une variété de produits, nous sommes spécialisés dans la fabrication de tubes en ptfe.fabricants de tuyaux en ptfe, bienvenue pour communiquer avec nous
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Heure de publication : 05 mai 2021