Fluoro poveikį galima suprasti tiriant linijinio polietileno (PE) ir PTFE, kuris pagal savybes ir charakteristikas yra galutinis fluorpolimeras, skirtumus.
Yra svarbių skirtumų tarp PE ir PTFE savybių:
- * PTFE yra vienas mažiausios paviršiaus energijos polimerų
- *PTFE yra chemiškai atspariausias polimeras
- *PTFE yra vienas iš termiškai stabiliausių polimerų
- *PTFE lydymosi temperatūra ir savitasis svoris yra daugiau nei dvigubai didesni nei polietileno
PTFE ir PE skirtumai siejami su CeF ir CeH jungčių skirtumais.F ir H elektroninių savybių ir dydžių skirtumai lemia šiuos pastebėjimus:
- *F yra elektronneigiamiausias iš visų elementų (4 Paulingai)
- *F turi nepasidalintas elektronų poras
- *F lengviau konvertuojamas į Fe
- *CeF jungties stiprumas yra didesnis nei CeH
- *F yra didesnis nei H
Anglies elektronegatyvumas esant 2,5 Paulingo yra šiek tiek didesnis nei vandenilio ir mažesnis nei fluoro elektronegatyvumas.Todėl CeF jungties poliškumas yra priešingas CeH jungties poliškumui, o CeF ryšys yra labiau poliarizuotas.CeF jungtyje jungties fluoro galas yra neigiamai įkrautas, palyginti su CeH ryšiu, kuriame anglis yra neigiamai įkrauta.
CeH ir CeF jungties poliškumo skirtumas turi įtakos santykiniam dviejų polimerų grandinių konformacijų stabilumui.Polietileno kristalizacija vyksta plokštumoje ir transformacijoje.PTFE gali būti priverstas į tokią konformaciją esant itin aukštam slėgiui.PTFE, esant žemesnei nei 19 C temperatūrai, kristalizuojasi kaip spiralė, kurios atstumas yra 0,169 nm: norint atlikti 180 apsisukimą, reikia 13 C atomų.Virš 19 C pakartojimo atstumas padidėja iki 0,195 nm, o tai reiškia, kad 180 apsisukimų reikia 15 anglies atomų.Esant aukštesnei kaip 19 C temperatūrai, grandinės gali pasislinkti kampiniu poslinkiu, kuris didėja virš 30 C, kol pasiekia lydymosi temperatūrą (327 C).
F pakeitimas H CeH jungtyje iš esmės padidina ryšio stiprumą nuo 99,5 kcal/mol CeH jungties iki 116 kcal/mol CeF jungties.Todėl PTFE terminis stabilumas ir cheminis atsparumas yra didesni nei PE, nes CeF ryšiui nutraukti reikia daugiau energijos.CeF jungties poliškumas ir stiprumas apsunkina F atomo abstrakcijos mechanizmą išsišakojimui.Priešingai, galima susintetinti labai šakotą polietileną (>8 šakos 100 anglies atomų).Šakojimo mechanizmas, kaip kristališkumo reguliavimo įrankis, nėra praktiškas PTFE.Vietoj to komonomerai su pakabinamomis grupėmis turi būti polimerizuoti su TFE.
Niekada neištirpusio PTFE kristališkumas yra 92–98%, atitinkantis nešakotos grandinės struktūrą.FEP, TFE ir HFP kopolimeras, turi 40–50 % polimerizuoto kristališkumo.FEP pakabinama CF3 grupė yra prijungta prie tretinės anglies, kuri yra mažiau termiškai stabili nei pirminiai ir antriniai anglies atomai.Degradacijos kreivės rodo 300 C FEP (svorio netekimas 0,02 %) ir 425 C PTFE (0,03 % svorio netekimas) skilimo pradžios temperatūrą.
Paskelbimo laikas: 2020-09-25