page_banner1

Zakaj lahko PTFE prenese visoke temperature?

Prvi je zato, ker je njegovo tališče približno 327 stopinj Celzija, kar je veliko višje kot pri PE (~130) in PVDF (~177) s podobnimi strukturami. Ključni dejavnik, ki določa tališče, je sila med verigo in verižnimi molekulami. Čeprav ima fluor visoko elektronegativnost, se iz kemijske strukture PTFE dipolni momenti med seboj izničijo, zato je nepolarna snov in ne proizvaja očitne orientacijske sile, kar pomeni, da je disperzijska sila glavni učinek. Zato , je razumno reči, da tališče PTFE ne bi smelo biti toliko višje od tališča PE, vendar visoka elektronska gostota fluora povzroči, da imajo ti tesno razporejeni atomi fluora medsebojno odbojnost in učinek sterične ovire, tako da konformacija molekularne verige predstavlja strukturo spirohete, namesto ravnega cikcakastega vzorca, ki je pogost pri nasičenih polimerih, kar olajša učinkovitejše zlaganje molekulskih verig za tvorbo kristalov, zmanjšanje ločevalne razdalje med zloženimi verigami pa pomnoži medmolekularne sile in tako poveča tališče .

Druga je stabilnost PTFE pri visoki temperaturi. Pri polimerih je eden od glavnih razlogov za poslabšanje učinkovitosti in toksičnosti razgradnja vezi v majhne molekule. Ker so vezi CF zelo stabilne, so vezi CC na glavni fazi verige. Relativno gledano je bolj nagnjena k zlomu, vendar zaradi obstoja CF povzroči učinek hiperkonjugacije na bližnji CC (orbitala proti vezavi CF in vezna orbitalna interakcija CC), ki prav tako izboljša odpornost glavne verige na visoko temperaturo/svetlobo. Hkrati učinek hiperkonjugacije povzroči nižjo potencialno energijo orto položaja (gauche) kot anti položaja (anti), kar tudi pojasnjuje, zakaj kljub elektrostatičnemu odboju med fluori še vedno vpliva potencialna energija. Prednosti atomov fluora so izravnane, tako da so atomi fluora lahko zelo tesno razporejeni v PTFE.

Ti tesno razporejeni atomi fluora imajo popolno oktaedrično strukturo, zato niso dobri donorji ali akceptorji elektronov. Tesno ovijejo razmeroma krhko glavno verigo na sredini, kot da tvorijo zaščitno folijo. Odporen na kemične napade, kar daje PTFE odlično kemično odpornost. Druga posledica tesne razporeditve je nizka površinska energija, tako da PTFE nima velike privlačnosti za tuje molekule, zato ni lepljiv.


Čas objave: 29. avgusta 2022