Ang isang paraan upang maunawaan ang epekto ng fluorine ay upang tuklasin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng linear polyethylene (PE) at PTFE na siyang ultimate fluoropolymer sa mga tuntunin ng mga katangian at katangian.
Mayroong mahahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga katangian ng PE at ng PTFE:
- * Ang PTFE ay isa sa pinakamababang surface energy polymers
- *Ang PTFE ay ang pinaka-chemically resistant polymer
- *Ang PTFE ay isa sa mga pinaka thermally stable na polimer
- *Ang punto ng pagkatunaw at tiyak na gravity ng PTFE ay higit sa doble sa polyethylene
Ang mga pagkakaiba ng PTFE at PE ay nauugnay sa mga pagkakaiba ng CeF at CeH bond.Ang mga pagkakaiba sa mga elektronikong katangian at laki ng F at H ay humahantong sa mga sumusunod na obserbasyon:
- *Ang F ay ang pinaka-electronegative sa lahat ng elemento (4 Paulings)
- *Ang F ay may hindi nakabahaging mga pares ng elektron
- *Ang F ay mas madaling ma-convert sa Fe
- *Ang lakas ng bono ng CeF ay mas mataas kaysa sa CeH
- *Ang F ay mas malaki kaysa sa H
Ang electronegativity ng carbon sa 2.5 Paulings ay medyo mas mataas kaysa sa hydrogen at mas mababa kaysa sa electronegativity ng fluorine.Dahil dito, ang polarity ng CeF bond ay kabaligtaran ng CeH bond, at ang CeF bond ay mas mataas ang polarized.Sa CeF bond, ang fluorine na dulo ng bond ay negatibong sinisingil kumpara sa CeH bond kung saan ang carbon ay negatibong sinisingil.
Ang pagkakaiba sa polarity ng bono ng CeH at CeF ay nakakaapekto sa relatibong katatagan ng mga conformation ng dalawang polymer chain.Ang pagkikristal ng polyethylene ay nagaganap sa isang planar at trans conformation.Ang PTFE ay maaaring pilitin sa naturang conformation sa sobrang mataas na presyon.Ang PTFE, sa ibaba 19 C, ay nag-crystallize bilang isang helix na may 0.169 nm bawat pag-uulit na distansya: nangangailangan ng 13 C atoms para sa isang 180 na pagliko upang makumpleto.Sa itaas ng 19 C, ang umuulit na distansya ay tumataas sa 0.195 nm na nangangahulugang 15 carbon atoms ang kinakailangan para sa isang 180 turn.Sa itaas ng 19 C ang mga chain ay may kakayahang angular displacement, na tumataas sa itaas 30 C hanggang sa maabot ang melting point (327 C).
Ang pagpapalit ng F para sa H sa CeH bond ay lubos na nagpapataas ng lakas ng bono mula 99.5 kcal/mole para sa CeH bond hanggang 116 kcal/mole para sa CeF bond.Dahil dito, ang thermal stability at chemical resistance ng PTFE ay mas mataas kaysa sa PE dahil mas maraming enerhiya ang kailangan para masira ang CeF bond.Ang polarity at lakas ng CeF bond ay nagpapahirap sa F atom abstraction mechanism para sa branching.Sa kabaligtaran, ang mataas na branched polyethylene (>8 sanga bawat 100 carbon atoms) ay maaaring synthesize.Ang mekanismo ng pagsasanga bilang isang tool upang ayusin ang crystallinity ay hindi praktikal para sa PTFE.Sa halip, ang mga comonomer na may mga nakadependeng grupo ay kailangang i-polymerize sa TFE.
Ang crystallinity ng hindi natunaw na PTFE ay nasa hanay na 92e98%, na pare-pareho sa isang walang sanga na istraktura ng chain.Ang FEP, isang copolymer ng TFE at HFP, ay may as-polymerized crystallinity na 40e50%.Sa FEP, ang pendente na pangkat ng CF3 ay naka-bonding sa isang tertiary carbon na hindi gaanong thermally stable kaysa sa pangunahin at pangalawang carbon atoms.Ang mga degradation curve ay nagsasaad ng mga temperatura ng pagsisimula ng degradasyon na 300 C para sa FEP (0.02% pagbaba ng timbang) at 425 C para sa PTFE (0.03% pagbaba ng timbang).
Oras ng post: Set-25-2020