पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन) संभवतः सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला फ्लोरोपॉलीमर है क्योंकि इसमें कई विशेषताएं हैं जो इसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती हैं।यह अन्य समान पाइपों की तुलना में अधिक लचीला है और लगभग सभी औद्योगिक रसायनों का प्रतिरोध कर सकता है
तापमान सीमा लगभग -330°F से 500°F है, जो फ्लोरोपॉलिमर के बीच सबसे व्यापक तापमान सीमा प्रदान करती है।इसके अलावा, इसमें उत्कृष्ट विद्युत गुण और कम चुंबकीय पारगम्यता है।पीटीएफई टयूबिंग सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली प्रयोगशाला टयूबिंग और अनुप्रयोग है जहां रासायनिक प्रतिरोध और शुद्धता आवश्यक है।पीटीएफईइसमें घर्षण का गुणांक बहुत कम है और यह ज्ञात सबसे अधिक "स्लिप" पदार्थों में से एक है
विशेषताएँ:
100% शुद्ध PTFE राल
एफईपी, पीएफए, एचपी पीएफए, यूएचपी पीएफए, ईटीएफई, ईसीटीएफई की तुलना में, सबसे लचीले फ्लोरोपॉलीमर पाइप
रासायनिक रूप से निष्क्रिय, लगभग सभी औद्योगिक रसायनों और सॉल्वैंट्स के लिए प्रतिरोधी
विस्तृत तापमान सीमा
कम पैठ
चिकनी नॉन-स्टिक सतह फ़िनिश
सबसे कम घर्षण गुणांक
उत्कृष्ट विद्युत प्रदर्शन
गैर ज्वलनशील
गैर-विषाक्त
अनुप्रयोग:
प्रयोगशाला
रासायनिक प्रक्रिया
विश्लेषण और प्रक्रिया उपकरण
उत्सर्जन निगरानी
हल्का तापमान
उच्च तापमान
बिजली
ओजोन
पीटीएफई अणुओं की संरचना
पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) कई टेट्राफ्लुओरोएथिलीन अणुओं के पोलीमराइजेशन द्वारा बनाया जाता है
यह सरल पीटीएफई आरेख अणु की त्रि-आयामी संरचना नहीं दिखाता है।सरल आणविक पॉली (एथिलीन) में, अणु की कार्बन रीढ़ केवल हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ी होती है, और यह श्रृंखला बहुत लचीली होती है - यह निश्चित रूप से एक रैखिक अणु नहीं है
हालाँकि, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन में, CF2 समूह में फ्लोरीन परमाणु इतना बड़ा होता है कि निकटवर्ती समूह में फ्लोरीन परमाणु के साथ हस्तक्षेप कर सकता है।आपको यह याद रखना होगा कि प्रत्येक फ्लोरीन परमाणु में 3 जोड़े एकाकी इलेक्ट्रॉन चिपके रहते हैं
इसका प्रभाव कार्बन-कार्बन एकल बंधन के घूर्णन को दबाना है।फ्लोरीन परमाणुओं को इस प्रकार व्यवस्थित किया जाता है कि वे निकटवर्ती फ्लोरीन परमाणुओं से यथासंभव दूर रहें।घूर्णन में आसन्न कार्बन परमाणुओं पर फ्लोरीन परमाणुओं के बीच एकाकी-जोड़ी टकराव शामिल होता है - जो घूर्णन को ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल बनाता है
प्रतिकारक बल अणु को एक छड़ के आकार में बंद कर देता है, और फ्लोरीन परमाणु एक बहुत ही कोमल सर्पिल में व्यवस्थित होते हैं - फ्लोरीन परमाणु कार्बन रीढ़ की हड्डी के चारों ओर एक सर्पिल में व्यवस्थित होते हैं।इन सीसे की पट्टियों को एक बॉक्स में लंबी, पतली पेंसिलों की तरह एक साथ निचोड़ा जाएगा
जैसा कि आप देखेंगे, इस निकट संपर्क व्यवस्था का अंतर-आण्विक बलों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है
अंतरआण्विक बल और पीटीएफई का गलनांक
पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन का गलनांक 327°C बताया गया है।यह इस बहुलक के लिए काफी अधिक है, इसलिए अणुओं के बीच पर्याप्त वैन डेर वाल्स बल होना चाहिए
लोग यह दावा क्यों करते हैं कि पीटीएफई में वैन डेर वाल्स बल कमजोर हैं?
वैन डेर वाल्स फैलाव बल अणु में इलेक्ट्रॉनों के घूमने पर उत्पन्न अस्थायी उतार-चढ़ाव वाले द्विध्रुवों के कारण होता है।चूँकि PTFE अणु बड़ा है, आप एक बड़े फैलाव बल की अपेक्षा करेंगे क्योंकि बहुत सारे इलेक्ट्रॉन हैं जो गति कर सकते हैं
सामान्य स्थिति यह है कि अणु जितना बड़ा होगा, फैलाव शक्ति उतनी ही अधिक होगी
हालाँकि, PTFE में एक समस्या है।फ्लोरीन अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक है।यह कार्बन-फ्लोरीन बंधन में इलेक्ट्रॉनों को इतनी मजबूती से बांधता है कि इलेक्ट्रॉन आपकी सोच के अनुरूप गति नहीं कर पाते।हम कार्बन-फ्लोरीन बंधन को मजबूत ध्रुवीकरण नहीं होने के रूप में वर्णित करते हैं
वैन डेर वाल्स बलों में द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएं भी शामिल हैं।लेकिन पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) में, प्रत्येक अणु थोड़ा नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए फ्लोरीन परमाणुओं की एक परत से घिरा होता है।इस मामले में, अणुओं के बीच एकमात्र संभावित अंतःक्रिया पारस्परिक प्रतिकर्षण है!
तो फैलाव बल आपके विचार से कमजोर है, और द्विध्रुव-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया प्रतिकर्षण का कारण बनेगी।कोई आश्चर्य नहीं कि लोग कहते हैं कि पीटीएफई में वैन डेर वाल्स बल बहुत कमजोर है।आपको वास्तव में प्रतिकारक बल नहीं मिलेगा, क्योंकि फैलाव बल का प्रभाव द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रिया की तुलना में अधिक है, लेकिन कुल प्रभाव यह है कि वैन डेर वाल्स बल कमजोर हो जाएगा
लेकिन पीटीएफई का गलनांक बहुत अधिक होता है, इसलिए अणुओं को एक साथ बांधे रखने वाला बल बहुत मजबूत होना चाहिए
PTFE का गलनांक उच्च कैसे हो सकता है?
पीटीएफई बहुत क्रिस्टलीय है, इस अर्थ में एक बड़ा क्षेत्र है, अणु बहुत नियमित व्यवस्था में हैं।याद रखें, PTFE अणुओं को लम्बी छड़ों के रूप में माना जा सकता है।ये ध्रुव एक-दूसरे से निकटता से जुड़े होंगे
इसका मतलब यह है कि यद्यपि पीटीएफई अणु वास्तव में बड़े अस्थायी द्विध्रुवों का उत्पादन नहीं कर सकता है, लेकिन द्विध्रुवों का उपयोग बहुत कुशलता से किया जा सकता है
तो क्या पीटीएफई में वैन डेर वाल्स बल कमजोर या मजबूत हैं?
मुझे लगता है कि आप दोनों सही हो सकते हैं!यदि पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) श्रृंखलाओं को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि श्रृंखलाओं के बीच बहुत निकट संपर्क न हो, तो उनके बीच का बल बहुत कमजोर होगा और गलनांक बहुत कम होगा।
लेकिन वास्तविक दुनिया में, अणु निकट संपर्क में हैं।वैन डेर वाल्स बल उतने शक्तिशाली नहीं हो सकते हैं, लेकिन पीटीएफई की संरचना का मतलब है कि वे सबसे बड़ा प्रभाव महसूस करते हैं, जिससे समग्र रूप से मजबूत अंतर-आणविक बंधन और उच्च गलनांक उत्पन्न होते हैं।
यह अन्य बलों के विपरीत है, जैसे कि द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रिया बल, जो केवल 23 गुना कम हो जाता है, या दो बार दूरी 8 गुना कम हो जाती है
इसलिए, पीटीएफई में रॉड के आकार के अणुओं की तंग पैकिंग फैलाव की प्रभावशीलता को अधिकतम करती है
नॉन-स्टिक गुण
यही कारण है कि पानी और तेल पीटीएफई की सतह पर नहीं चिपकते हैं, और आप पैन से चिपके बिना पीटीएफई-लेपित पैन में अंडे भून सकते हैं।
आपको इस बात पर विचार करने की आवश्यकता है कि कौन सी ताकतें अन्य अणुओं को सतह पर स्थिर कर सकती हैंपीटीएफई.इसमें किसी प्रकार का रासायनिक बंधन, वैन डेर वाल्स बल या हाइड्रोजन बंधन शामिल हो सकता है
रासायनिक संबंध
कार्बन-फ्लोरीन बंधन बहुत मजबूत है, और किसी भी अन्य अणु के लिए कार्बन श्रृंखला तक पहुंचना असंभव है जिससे कोई प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया हो सके।रासायनिक बंधन का घटित होना असंभव है
वैन डेर वाल्स बल
हमने देखा है कि पीटीएफई में वैन डेर वाल्स बल बहुत मजबूत नहीं है, और यह केवल पीटीएफई को उच्च पिघलने बिंदु बना देगा, क्योंकि अणु इतने करीब हैं कि उनके पास बहुत प्रभावी संपर्क है।
लेकिन पीटीएफई की सतह के नजदीक अन्य अणुओं के लिए यह अलग है।अपेक्षाकृत छोटे अणुओं (जैसे पानी के अणु या तेल के अणु) का सतह के साथ केवल थोड़ी मात्रा में संपर्क होगा, और केवल थोड़ी मात्रा में वैन डेर वाल्स आकर्षण उत्पन्न होगा।
एक बड़ा अणु (जैसे प्रोटीन) छड़ के आकार का नहीं होगा, इसलिए पीटीएफई की कम ध्रुवीकरण प्रवृत्ति को दूर करने के लिए इसके और सतह के बीच पर्याप्त प्रभावी संपर्क नहीं है।
किसी भी तरह से, पीटीएफई की सतह और आसपास की चीजों के बीच वैन डेर वाल्स बल छोटा और अप्रभावी है
हाइड्रोजन बांड
सतह पर पीटीएफई अणु पूरी तरह से फ्लोरीन परमाणुओं से लिपटे हुए हैं।ये फ्लोरीन परमाणु अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक होते हैं, इसलिए ये सभी एक निश्चित मात्रा में ऋणात्मक आवेश रखते हैं।प्रत्येक फ्लोरीन में उभरे हुए अकेले इलेक्ट्रॉनों के 3 जोड़े भी होते हैं
ये हाइड्रोजन बांड के निर्माण के लिए आवश्यक शर्तें हैं, जैसे फ्लोरीन पर अकेला जोड़ा और पानी में हाइड्रोजन परमाणु।लेकिन जाहिर तौर पर ऐसा नहीं होगा, अन्यथा पीटीएफई अणुओं और पानी के अणुओं के बीच एक मजबूत आकर्षण होगा और पानी पीटीएफई से चिपक जाएगा।
सारांश
अन्य अणुओं के लिए पीटीएफई की सतह से सफलतापूर्वक जुड़ने का कोई प्रभावी तरीका नहीं है, इसलिए इसकी एक नॉन-स्टिक सतह होती है
कम घर्षण
पीटीएफई का घर्षण गुणांक बहुत कम है।इसका मतलब यह है कि यदि आपकी सतह पीटीएफई से लेपित है, तो अन्य चीजें आसानी से उस पर फिसल जाएंगी।
जो कुछ हो रहा है उसका त्वरित सारांश नीचे दिया गया है।यह 1992 के एक पेपर से आया है जिसका शीर्षक है "पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन का घर्षण और घिसाव"।
स्लाइडिंग की शुरुआत में, पीटीएफई सतह टूट जाती है और द्रव्यमान जहां भी फिसल रहा होता है वहां स्थानांतरित हो जाता है।इसका मतलब है कि पीटीएफई सतह घिस जाएगी।
जैसे-जैसे फिसलन जारी रही, ब्लॉक पतली फिल्मों में खुल गए।
साथ ही, एक संगठित परत बनाने के लिए PTFE की सतह को बाहर निकाला जाता है।
संपर्क में आने वाली दोनों सतहों में अब सुव्यवस्थित पीटीएफई अणु हैं जो एक दूसरे पर फिसल सकते हैं
उपरोक्त पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन का परिचय है, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन को विभिन्न प्रकार के उत्पादों में बनाया जा सकता है, हम पीटीएफई ट्यूब बनाने में विशेष हैं、पीटीएफई नली निर्माता, हमारे साथ संवाद करने के लिए आपका स्वागत है
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पोस्ट समय: मई-05-2021