פוליטטראפלואורואתילן (פוליטטראפלואורואתילן) הוא כנראה הפלואורופולימר הנפוץ ביותר מכיוון שיש לו מספר מאפיינים שהופכים אותו לחומר אידיאלי עבור מגוון רחב של יישומים.הוא גמיש יותר מצינורות דומים אחרים ויכול לעמוד כמעט בכל הכימיקלים התעשייתיים
טווח הטמפרטורות הוא בערך -330°F עד 500°F, המספק את טווח הטמפרטורות הרחב ביותר מבין הפלואורופולימרים.בנוסף, יש לו תכונות חשמליות מצוינות וחדירות מגנטית נמוכה.צינורות Ptfe הם צינורות המעבדה והיישומים הנפוצים ביותר שבהם עמידות כימית וטוהר חיוניים.PTFEבעל מקדם חיכוך נמוך מאוד והוא אחד החומרים ה"מחליקים" ביותר הידועים
מאפיינים:
100% שרף PTFE טהור
בהשוואה ל-FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, צינורות הפלואורופולימר הגמישים ביותר
אינרטי מבחינה כימית, עמיד כמעט לכל הכימיקלים והממיסים התעשייתיים
טווח טמפרטורות רחב
חדירה נמוכה
גימור משטח נון-סטיק חלק
מקדם החיכוך הנמוך ביותר
ביצועים חשמליים מצוינים
בלתי דליק
לא רעיל
יישומים:
מַעבָּדָה
תהליך כימי
ציוד ניתוח ותהליכים
ניטור פליטות
טמפרטורה נמוכה
טמפרטורה גבוהה
חַשְׁמַל
אוֹזוֹן
המבנה של מולקולות PTFE
פוליטטראפלואורואתילן (PTFE) מיוצר על ידי פילמור של מולקולות טטראפלואורואתילן רבות
דיאגרמת PTFE פשוטה זו אינה מציגה את המבנה התלת מימדי של המולקולה.בפולי(אתילן) המולקולרי הפשוט יותר, עמוד השדרה של הפחמן של המולקולה מחובר רק על ידי אטומי מימן, והשרשרת הזו מאוד גמישה - היא בהחלט לא מולקולה ליניארית
עם זאת, בפוליטטראפלואוראתילן, אטום הפלואור בקבוצת CF2 גדול מספיק כדי להפריע לאטום הפלואור בקבוצה הסמוכה.אתה צריך לזכור שלכל אטום פלואור יש 3 זוגות של אלקטרונים בודדים בולטים החוצה
ההשפעה של זה היא דיכוי הסיבוב של הקשר היחיד פחמן-פחמן.אטומי הפלואור נוטים להיות מסודרים כך שיהיו רחוקים ככל האפשר מאטומי הפלואור הסמוכים.סיבוב נוטה לכלול התנגשויות של זוג בודד בין אטומי פלואור על אטומי פחמן סמוכים - מה שהופך את הסיבוב לבלתי חיובי מבחינה אנרגטית
כוח הדחייה נועל את המולקולה לצורת מוט, ואטומי הפלואור מסודרים בספירלה עדינה מאוד - אטומי הפלואור מסודרים בספירלה סביב עמוד השדרה של הפחמן.רצועות העופרת הללו יידחסו יחד כמו עפרונות ארוכים ודקים בקופסה
להסדר מגע קרוב זה יש השפעה חשובה על הכוחות הבין-מולקולריים, כפי שתראו
כוחות בין-מולקולריים ונקודת ההתכה של PTFE
נקודת ההיתוך של פוליטטראפלואורואתילן מצוינת כ-327 מעלות צלזיוס.זה די גבוה עבור הפולימר הזה, כך שחייבים להיות כוחות ואן דר ואלס ניכרים בין המולקולות
מדוע אנשים טוענים שכוחות ואן דר ואלס ב-PTFE חלשים?
כוח הפיזור של ואן דר ואלס נגרם מהדיפולים הזמניים המשתנים הנוצרים כאשר האלקטרונים במולקולה נעים.מכיוון שמולקולת ה-PTFE גדולה, היית מצפה לכוח פיזור גדול מכיוון שיש הרבה אלקטרונים שיכולים לנוע
המצב הכללי הוא שככל שהמולקולה גדולה יותר, כוח הפיזור גדול יותר
עם זאת, ל-PTFE יש בעיה.פלואור הוא מאוד אלקטרוני שלילי.הוא נוטה לקשור את האלקטרונים בקשר הפחמן-פלואור בחוזקה יחד, בצורה כה הדוקה שהאלקטרונים לא יכולים לנוע כפי שאתה חושב.אנו מתארים את קשר הפחמן-פלואור כמי שאינו בעל קיטוב חזק
כוחות ואן דר ואלס כוללים גם אינטראקציות דיפול-דיפול.אבל בפוליטטראפלואוראתילן (PTFE), כל מולקולה מוקפת בשכבה של אטומי פלואור בעלי מטען שלילי מעט.במקרה זה, האינטראקציה האפשרית היחידה בין מולקולות היא דחייה הדדית!
אז כוח הפיזור חלש יותר ממה שאתה חושב, והאינטראקציה דיפול-דיפול תגרום לדחייה.לא פלא שאנשים אומרים שכוח ואן דר ואלס ב-PTFE חלש מאוד.למעשה לא תקבלו את כוח הדחייה, כי השפעת כוח הפיזור גדולה מזו של האינטראקציה דיפול-דיפול, אבל ההשפעה נטו היא שכוח ואן דר ואלס נוטה להיחלש
אבל ל-PTFE יש נקודת התכה גבוהה מאוד, כך שהכוח שמחזיק את המולקולות יחד חייב להיות חזק מאוד
כיצד יכולה להיות ל-PTFE נקודת התכה גבוהה?
PTFE הוא מאוד גבישי, במובן הזה יש שטח גדול, המולקולות נמצאות בסידור מאוד קבוע.זכור, ניתן לחשוב על מולקולות PTFE כמוטות מוארכים.קטבים אלה יהיו מקובצים זה בזה באופן הדוק
משמעות הדבר היא שלמרות שמולקולת ptfe אינה יכולה לייצר דיפולים זמניים גדולים באמת, ניתן להשתמש בדיפולים ביעילות רבה
אז האם כוחות ואן דר ואלס ב-PTFE חלשים או חזקים?
אני חושב ששניכם יכולים להיות צודקים!אם שרשראות הפוליטטראפלואוראתילן (PTFE) מסודרות בצורה כזו שלא יהיה מגע קרוב מדי בין השרשראות, הכוח ביניהן יהיה חלש מאוד ונקודת ההיתוך תהיה נמוכה מאוד.
אבל בעולם האמיתי, מולקולות נמצאות במגע הדוק.כוחות ואן דר ואלס אולי לא חזקים כמו שהם עשויים להיות, אבל המבנה של PTFE אומר שהם מרגישים את האפקט הגדול ביותר, ומייצרים באופן כללי קשרים בין-מולקולריים חזקים ונקודות התכה גבוהות
זאת בניגוד לכוחות אחרים, כמו כוח האינטראקציה דיפול-דיפול, שמצטמצם רק פי 23, או פי שניים המרחק מצטמצם פי 8
לכן, האריזה ההדוקה של מולקולות בצורת מוט ב-PTFE ממקסמת את יעילות הפיזור
תכונות הנון-סטיק
זו הסיבה שהמים והשמן לא נדבקים לפני השטח של PTFE, ומדוע ניתן לטגן ביצים במחבת מצופה PTFE מבלי להידבק למחבת
אתה צריך לשקול אילו כוחות עשויים לתקן מולקולות אחרות על פני השטח שלPTFE.זה עשוי לכלול סוג של קשר כימי, כוח ואן דר ואלס או קשר מימן
קשר כימי
הקשר הפחמן-פלואור חזק מאוד, ואי אפשר ששום מולקולה אחרת תגיע לשרשרת הפחמן כדי לגרום לתגובת החלפה כלשהי.לא יתכן שייווצר קשר כימי
כוחות ואן דר ואלס
ראינו שכוח ואן דר ואלס ב-PTFE אינו חזק במיוחד, והוא רק יגרום ל-PTFE לנקודת התכה גבוהה, מכיוון שהמולקולות כל כך קרובות שיש להן מגע יעיל מאוד.
אבל זה שונה עבור מולקולות אחרות הקרובות לפני השטח של PTFE.למולקולות קטנות יחסית (כגון מולקולות מים או מולקולות שמן) יהיה רק כמות קטנה של מגע עם פני השטח, ורק כמות קטנה של משיכה של ואן דר ואלס תיווצר.
מולקולה גדולה (כגון חלבון) לא תהיה בצורת מוט, ולכן אין מספיק מגע יעיל בינה לבין פני השטח כדי להתגבר על נטיית הקיטוב הנמוכה של PTFE.
כך או כך, כוח ואן דר ואלס בין פני השטח של ה-PTFE לבין הדברים שמסביב הוא קטן ולא יעיל
קשרי מימן
מולקולות ה-PTFE על פני השטח עטופות לחלוטין באטומי פלואור.אטומי הפלואור הללו הם אלקטרוניים שליליים מאוד, ולכן כולם נושאים מידה מסוימת של מטען שלילי.בכל פלואור יש גם 3 זוגות של אלקטרונים בודדים בולטים
אלו הם התנאים הנדרשים ליצירת קשרי מימן, כמו הזוג הבודד על פלואור ואטום המימן במים.אבל זה כמובן לא יקרה, אחרת תהיה משיכה חזקה בין מולקולות ה-PTFE למולקולות המים, והמים יידבקו ל-PTFE
סיכום
אין דרך יעילה למולקולות אחרות להיצמד בהצלחה אל פני השטח של PTFE, ולכן יש לה משטח מונע הידבקות
החיכוך הנמוך
מקדם החיכוך של PTFE נמוך מאוד.זה אומר שאם יש לך משטח מצופה ב-PTFE, דברים אחרים יחליקו עליו בקלות.
להלן סיכום מהיר של מה שקורה.זה מגיע ממאמר משנת 1992 שכותרתו "חיכוך ובלאי של פוליטרפלואורואתילן".
בתחילת ההחלקה נשבר משטח ה-PTFE והמסה מועברת לכל מקום בו הוא מחליק.המשמעות היא שמשטח ה-PTFE יישחק.
ככל שההחלקה נמשכה, הבלוקים נפרשו לסרטים דקים.
במקביל, פני השטח של ה-PTFE נשלפים החוצה ליצירת שכבה מאורגנת.
לשני המשטחים במגע יש כעת מולקולות PTFE מאורגנות היטב שיכולות להחליק זו על זו
האמור לעיל הוא הקדמה של פולי-טטרה-פלואורואתילן, ניתן לייצר פולי-טטרה-פלואורואתילן למגוון מוצרים, אנו מתמחים בייצור שפופרת ptfe、יצרני צינורות ptfe, מוזמן לתקשר איתנו
חיפושים הקשורים לצינור ptfe:
זמן פרסום: מאי-05-2021