En måde at forstå virkningen af fluor på er at udforske forskellene mellem lineær polyethylen (PE) og PTFE, som er den ultimative fluorpolymer med hensyn til egenskaber og egenskaber.
Der er vigtige forskelle mellem egenskaberne af PE og egenskaberne for PTFE:
- * PTFE er en af de laveste overfladeenergipolymerer
- *PTFE er den mest kemisk resistente polymer
- *PTFE er en af de mest termisk stabile polymerer
- *Smeltepunkt og massefylde af PTFE er mere end det dobbelte af polyethylen
PTFE- og PE-forskelle kan tilskrives forskellene mellem CeF- og CeH-bindinger.Forskellene i de elektroniske egenskaber og størrelser af F og H fører til følgende observationer:
- *F er det mest elektronegative af alle elementer (4 Paulinger)
- *F har ikke-delte elektronpar
- *F konverteres lettere til Fe
- *Bindingsstyrken af CeF er højere end CeH
- *F er større end H
Elektronegativiteten af carbon ved 2,5 Paulings er noget højere end brints og lavere end elektronegativiteten af fluor.Følgelig er polariteten af CeF-bindingen modsat den af CeH-bindingen, og CeF-bindingen er mere polariseret.I CeF-bindingen er fluorenden af bindingen negativt ladet sammenlignet med CeH-bindingen, hvor kulstoffet er negativt ladet.
Forskellen i bindingspolaritet af CeH og CeF påvirker den relative stabilitet af konformationerne af de to polymerkæder.Krystallisation af polyethylen finder sted i en plan og transkonformation.PTFE kan tvinges ind i en sådan konformation ved ekstremt højt tryk.PTFE, under 19 C, krystalliserer som en helix med 0,169 nm pr. gentagelsesafstand: det tager 13 C-atomer for en 180 drejning at blive fuldført.Over 19 C stiger gentagelsesafstanden til 0,195 nm, hvilket betyder, at der kræves 15 carbonatomer for en 180 drejning.Ved over 19 C er kæderne i stand til vinkelforskydning, som stiger over 30 C, indtil de når smeltepunktet (327 C).
Substitution af F for H i CeH-bindingen øger bindingsstyrken væsentligt fra 99,5 kcal/mol for CeH-bindingen til 116 kcal/mol for CeF-bindingen.Som følge heraf er termisk stabilitet og kemisk modstand af PTFE højere end PE, fordi der kræves mere energi for at bryde CeF-bindingen.Polariteten og styrken af CeF-bindingen gør F-atomabstraktionsmekanismen til forgrening vanskelig.I modsætning hertil kan højt forgrenet polyethylen (>8 grene pr. 100 carbonatomer) syntetiseres.Forgreningsmekanisme som et værktøj til at justere krystallinitet er ikke praktisk for PTFE.I stedet skal comonomerer med vedhængende grupper polymeriseres med TFE.
Krystalliniteten af aldrig-smeltet PTFE er i området 92e98%, hvilket stemmer overens med en uforgrenet kædestruktur.FEP, en copolymer af TFE og HFP, har en as-polymeriseret krystallinitet på 40e50%.I FEP er den vedhængende CF3-gruppe bundet til et tertiært kulstof, der er mindre termisk stabilt end primære og sekundære kulstofatomer.Nedbrydningskurver angiver nedbrydningsstarttemperaturer på 300 C for FEP (0,02 % vægttab) og 425 C for PTFE (0,03 % vægttab).
Indlægstid: 25. september 2020