'n Manier om die impak van fluoor te verstaan, is om die verskille tussen lineêre poliëtileen (PE) en PTFE te ondersoek, wat die uiteindelike fluorpolimeer is in terme van eienskappe en eienskappe.
Daar is belangrike verskille tussen eienskappe van PE en dié van PTFE:
- * PTFE is een van die polimere met die laagste oppervlakenergie
- *PTFE is die mees chemies weerstandbiedende polimeer
- *PTFE is een van die mees termies-stabiele polimere
- *Smeltpunt en soortlike gewig van PTFE is meer as dubbel dié van poliëtileen
PTFE en PE verskille is toe te skryf aan die verskille van CeF en CeH bindings.Die verskille in die elektroniese eienskappe en groottes van F en H lei tot die volgende waarnemings:
- *F is die mees elektronegatiewe van alle elemente (4 Paulings)
- *F het ongedeelde elektronpare
- *F word makliker omgeskakel na Fe
- *Bindingsterkte van CeF is hoër as CeH
- *F is groter as H
Die elektronegatiwiteit van koolstof by 2,5 Paulings is ietwat hoër as dié van waterstof en laer as die elektronegatiwiteit van fluoor.Gevolglik is die polariteit van die CeF-binding teenoor dié van die CeH-binding, en die CeF-binding is meer hoogs gepolariseer.In die CeF-binding is die fluoorpunt van die binding negatief gelaai in vergelyking met die CeH-binding waarin die koolstof negatief gelaai is.
Die verskil in bindingspolariteit van CeH en CeF beïnvloed die relatiewe stabiliteit van die konformasies van die twee polimeerkettings.Kristallisasie van poliëtileen vind plaas in 'n planêre en transkonformasie.PTFE kan teen uiters hoë druk in so 'n konformasie gedwing word.PTFE, onder 19 C, kristalliseer as 'n heliks met 0,169 nm per herhalingsafstand: dit neem 13 C-atome vir 'n 180-draai om voltooi te word.Bo 19 C neem die herhalingsafstand toe tot 0,195 nm wat beteken dat 15 koolstofatome benodig word vir 'n 180 draai.By bo 19 C is die kettings in staat tot hoekverplasing, wat tot bo 30 C toeneem totdat smeltpunt (327 C) bereik word.
Vervanging van F vir H in die CeH-binding verhoog die bindingssterkte aansienlik van 99.5 kcal/mol vir die CeH-binding tot 116 kcal/mol vir die CeF-binding.Gevolglik is termiese stabiliteit en chemiese weerstand van PTFE hoër as PE omdat meer energie benodig word om die CeF-binding te breek.Die polariteit en sterkte van die CeF-binding maak die F-atoom-abstraksiemeganisme vir vertakking moeilik.Daarteenoor kan hoogs vertakte poliëtileen (>8 takke per 100 koolstofatome) gesintetiseer word.Vertakkingsmeganisme as 'n instrument om kristalliniteit aan te pas is nie prakties vir PTFE nie.In plaas daarvan moet komonomere met aanhangende groepe met TFE gepolimeriseer word.
Kristalliniteit van nooit-gesmelte PTFE is in die reeks van 92e98%, in ooreenstemming met 'n onvertakte kettingstruktuur.FEP, 'n kopolimeer van TFE en HFP, het 'n as-gepolimeriseerde kristalliniteit van 40e50%.In FEP is die hangende CF3-groep gebind aan 'n tersiêre koolstof wat minder termies stabiel is as primêre en sekondêre koolstofatome.Degradasiekurwes dui op degradasie-aanvangstemperature van 300 C vir FEP (0.02% gewigsverlies) en 425 C vir PTFE (0.03% gewigsverlies).
Postyd: 25-Sep-2020