ポリテトラフルオロエチレン (ポリテトラフルオロエチレン) は、幅広い用途に理想的な材料となるいくつかの特性を備えているため、おそらく最も広く使用されているフッ素ポリマーです。他の同様のパイプよりも柔軟性があり、ほぼすべての工業用化学薬品に耐えることができます。
温度範囲は約 -330°F ～ 500°F で、フッ素ポリマーの中で最も広い温度範囲を提供します。さらに、優れた電気特性と低い透磁率を備えています。PTFE チューブは、実験用チューブや耐薬品性と純度が重要な用途で最も広く使用されています。PTFE摩擦係数が非常に低く、知られている物質の中で最も「滑りやすい」物質の 1 つです。
特徴：
100%純粋なPTFE樹脂
FEP、PFA、HP PFA、UHP PFA、ETFE、ECTFEと比較して、最も柔軟なフッ素ポリマーパイプ
化学的に不活性で、ほぼすべての工業用化学薬品や溶剤に対して耐性があります。
広い温度範囲
低い浸透力
滑らかな非粘着性の表面仕上げ
最も低い摩擦係数
優れた電気性能
不燃性
無毒
アプリケーション:
研究室
化学プロセス
分析およびプロセス装置
排出ガス監視
低温
高温
電気
オゾン
PTFE分子の構造
ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、多数のテトラフルオロエチレン分子が重合して作られます。
この単純な PTFE 図は、分子の三次元構造を示していません。より単純な分子のポリ（エチレン）では、分子の炭素主鎖は水素原子によってのみ接続されており、この鎖は非常に柔軟であり、明らかに直線状の分子ではありません。
ただし、ポリテトラフルオロエチレンでは、CF2 基のフッ素原子が十分に大きいため、隣接する基のフッ素原子と干渉します。すべてのフッ素原子には 3 対の孤立電子が突き出ていることを覚えておく必要があります。
この効果は、炭素-炭素単結合の回転を抑制することです。フッ素原子は、隣接するフッ素原子からできるだけ離れるように配置される傾向がある。回転には、隣接する炭素原子上のフッ素原子間の非共有対衝突が関与する傾向があり、これにより回転がエネルギー的に不利になります。
反発力によって分子は棒状に固定され、フッ素原子は非常に緩やかな螺旋状に配置されます。フッ素原子は炭素主鎖の周りに螺旋状に配置されます。これらの鉛ストリップは、細長い鉛筆のように箱の中に詰め込まれます。
これからわかるように、この密接な接触配置は分子間力に重要な影響を与えます。
PTFEの分子間力と融点
ポリテトラフルオロエチレンの融点は 327℃ とされています。これはこのポリマーではかなり高いので、分子間にかなりのファンデルワールス力が存在するはずです
PTFE のファンデルワールス力が弱いと主張されるのはなぜですか?
ファンデルワールス分散力は、分子内の電子が動き回るときに生成される一時的に変動する双極子によって引き起こされます。PTFE 分子が大きいため、移動できる電子が多くなり、大きな分散力が期待できます。
一般に、分子が大きいほど分散力は大きくなります。
しかし、PTFEには問題があります。フッ素は非常に電気陰性度が高いです。炭素とフッ素の結合の電子が非常に強く結合する傾向があるため、電子は思うように移動できません。炭素とフッ素の結合は強い分極を持たないと表現します。
ファンデルワールス力には双極子間相互作用も含まれます。しかし、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) では、各分子はわずかに負に帯電したフッ素原子の層に囲まれています。この場合、分子間に考えられる相互作用は相互反発のみです。
つまり、分散力は思っているよりも弱く、双極子間の相互作用によって反発が生じます。PTFE のファンデルワールス力が非常に弱いと言われるのも不思議ではありません。分散力の影響は双極子間相互作用の影響よりも大きいため、実際には反発力は得られませんが、最終的な効果としてはファンデルワールス力が弱まる傾向があります。
しかし、PTFE は融点が非常に高いため、分子を結合する力は非常に強力でなければなりません。
PTFE はどのようにして高い融点を持つことができるのでしょうか?
PTFE は非常に結晶性が高く、この意味では広い面積があり、分子は非常に規則的に配置されています。PTFE 分子は細長い棒と考えることができることを思い出してください。これらの極は密集して密集します
これは、ptfe 分子は非常に大きな一時的な双極子を生成できないものの、双極子を非常に効率的に使用できることを意味します。
では、PTFE のファンデルワールス力は弱いのでしょうか、それとも強いのでしょうか?
どちらも正しいと思います！ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) チェーンが、チェーン間にあまり密接に接触しないように配置されている場合、チェーン間の力は非常に弱く、融点は非常に低くなります。
しかし現実の世界では、分子は密接に接触しています。ファンデルワールス力はそれほど強力ではないかもしれませんが、PTFE の構造により最大の効果が感じられ、全体的に強い分子間結合と高い融点が生成されます。
これは、双極子間相互作用力などの他の力とは対照的です。双極子間相互作用力は 23 分の 1 しか減少せず、距離が 2 倍であっても 8 分の 1 に減少します。
したがって、PTFE 内の棒状分子の密な充填により、分散効果が最大化されます。
非粘着特性
PTFEの表面に水や油がこびりつきにくく、PTFEコーティングされたフライパンで卵を焼いてもこびりつかないのはこのためです。
どのような力が他の分子を表面に固定する可能性があるかを考慮する必要があります。PTFE。ある種の化学結合、ファンデルワールス力、または水素結合が含まれる場合があります。
化学結合
炭素とフッ素の結合は非常に強力で、他の分子が炭素鎖に到達して置換反応を起こすことは不可能です。化学結合が発生することは不可能です
ファンデルワールス軍
PTFE のファンデルワールス力はあまり強くなく、分子が非常に接近して非常に効果的に接触しているため、PTFE の融点が高くなるだけであることがわかりました。
しかし、PTFE の表面に近い他の分子の場合は異なります。比較的小さな分子 (水分子や油分子など) は表面との接触量が少なく、ファンデルワールス引力も少量しか発生しません。
大きな分子 (タンパク質など) は棒状ではないため、PTFE の低い分極傾向を克服するのに十分な効果的な接触が分子と表面の間に存在しません。
いずれにしても、PTFE の表面と周囲のものとの間のファンデルワールス力は小さく、効果がありません。
水素結合
表面のPTFE分子はフッ素原子で完全に包まれています。これらのフッ素原子は電気陰性度が非常に高いため、すべてある程度の負の電荷を帯びています。各フッ素には 3 対の突き出た孤立電子もあります
これらは、フッ素上の非共有電子対や水中の水素原子など、水素結合の形成に必要な条件です。しかし、これは明らかに起こりません。そうでないと、PTFE 分子と水分子の間に強い引力が生じ、水が PTFE にくっついてしまいます。
まとめ
他の分子が PTFE の表面にうまく付着する効果的な方法がないため、PTFE の表面は非粘着性になります。
低摩擦
PTFE の摩擦係数は非常に低いです。これは、表面が PTFE でコーティングされている場合、他のものがその上で滑りやすいことを意味します。
以下に何が起こっているかを簡単にまとめます。これは、「ポリテトラフルオロエチレンの摩擦と摩耗」というタイトルの 1992 年の論文に由来しています。
滑りの開始時に PTFE の表面が破壊され、質量が滑っているところに移動します。これは、PTFE 表面が摩耗することを意味します。
滑りが続くと、ブロックは展開して薄い膜になりました。
同時にPTFEの表面が引き抜かれ、組織化層が形成されます。
接触している両方の表面には、互いに滑り合うことができる十分に組織化された PTFE 分子が存在します。
上記はポリテトラフルオロエチレンの紹介です。ポリテトラフルオロエチレンはさまざまな製品を作ることができ、当社はPTFEチューブの製造に特化しており、PTFEホースメーカー、私たちと通信することを歓迎します
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投稿時間: 2021 年 5 月 5 日