En måte å forstå virkningen av fluor på er å utforske forskjellene mellom lineær polyetylen (PE) og PTFE som er den ultimate fluorpolymeren når det gjelder egenskaper og egenskaper.
Det er viktige forskjeller mellom egenskapene til PE og egenskapene til PTFE:
- * PTFE er en av polymerene med lavest overflateenergi
- *PTFE er den mest kjemisk motstandsdyktige polymeren
- *PTFE er en av de mest termisk stabile polymerene
- *Smeltepunkt og egenvekt for PTFE er mer enn det dobbelte av polyetylen
PTFE- og PE-forskjeller kan tilskrives forskjellene mellom CeF- og CeH-bindinger.Forskjellene i de elektroniske egenskapene og størrelsene til F og H fører til følgende observasjoner:
- *F er det mest elektronegative av alle elementer (4 Paulinger)
- *F har udelte elektronpar
- *F konverteres lettere til Fe
- *Bindingsstyrken til CeF er høyere enn CeH
- *F er større enn H
Elektronegativiteten til karbon ved 2,5 Paulings er noe høyere enn hydrogen og lavere enn elektronegativiteten til fluor.Følgelig er polariteten til CeF-bindingen motsatt av den til CeH-bindingen, og CeF-bindingen er mer polarisert.I CeF-bindingen er fluorenden av bindingen negativt ladet sammenlignet med CeH-bindingen der karbonet er negativt ladet.
Forskjellen i bindingspolaritet til CeH og CeF påvirker den relative stabiliteten til konformasjonene til de to polymerkjedene.Krystallisering av polyetylen finner sted i en plan og transkonformasjon.PTFE kan tvinges inn i en slik konformasjon ved ekstremt høyt trykk.PTFE, under 19 C, krystalliserer som en helix med 0,169 nm per repetisjonsavstand: det tar 13 C-atomer for en 180 sving å bli fullført.Over 19 C øker repetisjonsavstanden til 0,195 nm som betyr at det kreves 15 karbonatomer for en 180 sving.Ved over 19 C er kjedene i stand til vinkelforskyvning, som øker over 30 C til de når smeltepunktet (327 C).
Substitusjon av F for H i CeH-bindingen øker bindingsstyrken vesentlig fra 99,5 kcal/mol for CeH-bindingen til 116 kcal/mol for CeF-bindingen.Følgelig er termisk stabilitet og kjemisk motstand til PTFE høyere enn PE fordi det kreves mer energi for å bryte CeF-bindingen.Polariteten og styrken til CeF-bindingen gjør F-atomabstraksjonsmekanismen for forgrening vanskelig.I motsetning til dette kan høyt forgrenet polyetylen (>8 grener per 100 karbonatomer) syntetiseres.Forgreningsmekanisme som et verktøy for å justere krystallinitet er ikke praktisk for PTFE.I stedet må komonomerer med hengende grupper polymeriseres med TFE.
Krystalliniteten til aldri-smeltet PTFE er i området 92e98%, i samsvar med en uforgrenet kjedestruktur.FEP, en kopolymer av TFE og HFP, har en as-polymerisert krystallinitet på 40e50%.I FEP er den hengende CF3-gruppen bundet til et tertiært karbon som er mindre termisk stabilt enn primære og sekundære karbonatomer.Nedbrytningskurver indikerer degraderingsstarttemperaturer på 300 C for FEP (0,02 % vekttap) og 425 C for PTFE (0,03 % vekttap).
Innleggstid: 25. september 2020