Il politetrafluoroetilene (politetrafluoroetilene) è probabilmente il fluoropolimero più utilizzato perché possiede diverse caratteristiche che lo rendono un materiale ideale per un'ampia gamma di applicazioni.È più flessibile di altri tubi simili e può resistere a quasi tutti i prodotti chimici industriali
L'intervallo di temperatura va da circa -330°F a 500°F, fornendo l'intervallo di temperature più ampio tra i fluoropolimeri.Inoltre, ha eccellenti proprietà elettriche e bassa permeabilità magnetica.I tubi in PTFE sono i tubi da laboratorio più utilizzati e nelle applicazioni in cui la resistenza chimica e la purezza sono essenziali.PTFEha un coefficiente di attrito molto basso ed è una delle sostanze più "scivolose" conosciute
Caratteristiche:
Resina PTFE pura al 100%.
Rispetto a FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE e alla maggior parte dei tubi flessibili in fluoropolimero
Chimicamente inerte, resistente a quasi tutti i prodotti chimici e solventi industriali
Ampio intervallo di temperature
Bassa penetrazione
Finitura superficiale liscia antiaderente
Coefficiente di attrito più basso
Ottime prestazioni elettriche
Non infiammabile
Non tossico
Applicazioni:
laboratorio
Processo chimico
Attrezzature di analisi e di processo
Monitoraggio delle emissioni
Bassa temperatura
alta temperatura
Elettricità
ozono
La struttura delle molecole di PTFE
Il politetrafluoroetilene (PTFE) è ottenuto dalla polimerizzazione di molte molecole di tetrafluoroetilene
Questo semplice diagramma del PTFE non mostra la struttura tridimensionale della molecola.Nel poli(etilene) molecolare più semplice, la struttura portante del carbonio della molecola è collegata solo da atomi di idrogeno e questa catena è molto flessibile: sicuramente non è una molecola lineare
Tuttavia, nel politetrafluoroetilene, l'atomo di fluoro in un gruppo CF2 è abbastanza grande da interferire con l'atomo di fluoro del gruppo adiacente.Devi ricordare che ogni atomo di fluoro ha 3 coppie di elettroni solitari che sporgono
L’effetto di ciò è quello di sopprimere la rotazione del legame singolo carbonio-carbonio.Gli atomi di fluoro tendono ad essere disposti in modo da essere il più lontani possibile dagli atomi di fluoro adiacenti.La rotazione tende a coinvolgere collisioni di coppie solitarie tra atomi di fluoro su atomi di carbonio adiacenti, il che rende la rotazione energeticamente sfavorevole
La forza repulsiva blocca la molecola a forma di bastoncino e gli atomi di fluoro sono disposti in una spirale molto delicata: gli atomi di fluoro sono disposti a spirale attorno alla spina dorsale del carbonio.Queste strisce di piombo verranno schiacciate insieme come matite lunghe e sottili in una scatola
Questa disposizione a stretto contatto ha un'influenza importante sulle forze intermolecolari, come vedrai
Forze intermolecolari e punto di fusione del PTFE
Il punto di fusione del politetrafluoroetilene è indicato a 327°C.Questo è piuttosto elevato per questo polimero, quindi devono esserci considerevoli forze di van der Waals tra le molecole
Perché le persone sostengono che le forze di van der Waals nel PTFE siano deboli?
La forza di dispersione di van der Waals è causata dai dipoli fluttuanti temporanei generati quando gli elettroni nella molecola si muovono.Poiché la molecola di PTFE è grande, ci si aspetterebbe una grande forza di dispersione perché ci sono molti elettroni che possono muoversi
La situazione generale è che quanto più grande è la molecola, tanto maggiore è il potere di dispersione
Tuttavia, il PTFE ha un problema.Il fluoro è molto elettronegativo.Tende a legare strettamente insieme gli elettroni nel legame carbonio-fluoro, così strettamente che gli elettroni non possono muoversi come pensi.Descriviamo il legame carbonio-fluoro come non avente una forte polarizzazione
Le forze di Van der Waals includono anche le interazioni dipolo-dipolo.Ma nel politetrafluoroetilene (PTFE), ogni molecola è circondata da uno strato di atomi di fluoro con carica leggermente negativa.In questo caso l’unica interazione possibile tra le molecole è la mutua repulsione!
Quindi la forza di dispersione è più debole di quanto pensi e l'interazione dipolo-dipolo causerà repulsione.Non c'è da stupirsi che la gente affermi che la forza di van der Waals nel PTFE è molto debole.In realtà non otterrai la forza repulsiva, perché l'influenza della forza di dispersione è maggiore di quella dell'interazione dipolo-dipolo, ma l'effetto finale è che la forza di van der Waals tenderà a indebolirsi
Ma il PTFE ha un punto di fusione molto alto, quindi la forza che tiene insieme le molecole deve essere molto forte
Come può il PTFE avere un punto di fusione elevato?
Il PTFE è molto cristallino, in questo senso l'area è molto ampia, le molecole sono in disposizione molto regolare.Ricorda, le molecole di PTFE possono essere pensate come bastoncini allungati.Questi poli saranno strettamente raggruppati insieme
Ciò significa che sebbene la molecola di ptfe non possa produrre dipoli temporanei veramente grandi, i dipoli possono essere utilizzati in modo molto efficiente
Quindi le forze di van der Waals nel PTFE sono deboli o forti?
Penso che possiate avere ragione entrambi!Se le catene di politetrafluoroetilene (PTFE) sono disposte in modo tale che non vi sia un contatto troppo stretto tra le catene, la forza tra loro sarà molto debole e il punto di fusione sarà molto basso
Ma nel mondo reale, le molecole sono in stretto contatto.Le forze di Van der Waals potrebbero non essere così potenti come potrebbero essere, ma la struttura del PTFE fa sì che sentano il massimo effetto, producendo nel complesso forti legami intermolecolari e elevati punti di fusione
Ciò è in contrasto con altre forze, come la forza di interazione dipolo-dipolo, che viene ridotta solo di 23 volte, o due volte la distanza viene ridotta di 8 volte
Pertanto, lo stretto impaccamento delle molecole a forma di bastoncino nel PTFE massimizza l'efficacia della dispersione
Le proprietà antiaderenti
Questo è il motivo per cui acqua e olio non si attaccano alla superficie del PTFE e perché puoi friggere le uova in una padella rivestita in PTFE senza che si attacchino alla padella.
È necessario considerare quali forze potrebbero fissare altre molecole sulla superficiePTFE.Può includere qualche tipo di legame chimico, forza di van der Waals o legame idrogeno
Legame chimico
Il legame carbonio-fluoro è molto forte ed è impossibile che altre molecole raggiungano la catena del carbonio per provocare una reazione di sostituzione.È impossibile che si verifichi un legame chimico
forze di van der Waals
Abbiamo visto che la forza di van der Waals nel PTFE non è molto forte e farà sì che il PTFE abbia solo un punto di fusione elevato, perché le molecole sono così vicine che hanno un contatto molto efficace.
Ma è diverso per le altre molecole vicine alla superficie del PTFE.Molecole relativamente piccole (come molecole di acqua o molecole di olio) avranno solo una piccola quantità di contatto con la superficie e verrà generata solo una piccola quantità di attrazione di van der Waals.
Una molecola di grandi dimensioni (come una proteina) non avrà la forma di un bastoncino, quindi non c'è un contatto efficace sufficiente tra essa e la superficie per superare la tendenza a bassa polarizzazione del PTFE.
In ogni caso, la forza di van der Waals tra la superficie del PTFE e le cose circostanti è piccola e inefficace
Legami di idrogeno
Le molecole di PTFE sulla superficie sono completamente avvolte da atomi di fluoro.Questi atomi di fluoro sono molto elettronegativi, quindi portano tutti un certo grado di carica negativa.Ogni fluoro ha anche 3 coppie di elettroni solitari sporgenti
Queste sono le condizioni richieste per la formazione di legami idrogeno, come la coppia solitaria del fluoro e l'atomo di idrogeno nell'acqua.Ma questo ovviamente non accadrà, altrimenti si creerà una forte attrazione tra le molecole del PTFE e quelle dell'acqua, e l'acqua si attaccherà al PTFE
Riepilogo
Non esiste un modo efficace per consentire ad altre molecole di attaccarsi con successo alla superficie del PTFE, quindi ha una superficie antiaderente
Il basso attrito
Il coefficiente di attrito del PTFE è molto basso.Ciò significa che se hai una superficie rivestita in ptfe, altre cose scivoleranno facilmente su di essa.
Di seguito un breve riepilogo di ciò che sta accadendo.Questo proviene da un articolo del 1992 intitolato "Attrito e usura del politetrafluoroetilene".
All'inizio dello scorrimento la superficie del PTFE si rompe e la massa si trasferisce nel punto in cui sta scivolando.Ciò significa che la superficie in PTFE si usurerà.
Man mano che lo scorrimento continuava, i blocchi si svolgevano in pellicole sottili.
Allo stesso tempo, la superficie del PTFE viene estratta per formare uno strato organizzato.
Entrambe le superfici a contatto ora hanno molecole di PTFE ben organizzate che possono scorrere l'una sull'altra
Quanto sopra è l'introduzione del politetrafluoroetilene, il politetrafluoroetilene può essere trasformato in una varietà di prodotti, siamo specializzati nella produzione di tubi in PTFE、produttori di tubi in PTFE, benvenuto per comunicare con noi
Ricerche correlate al tubo in ptfe:
Orario di pubblicazione: 05-maggio-2021