מבנה PTFE יחסי רכוש

דרך להבין את ההשפעה של הפלואור היא לחקור את ההבדלים בין פוליאתילן ליניארי (PE) לבין PTFE שהוא הפלואורופולימר האולטימטיבי מבחינת תכונות ומאפיינים.

ישנם הבדלים חשובים בין המאפיינים של PE לזה של PTFE:

• * PTFE הוא אחד מפולימרי אנרגיית השטח הנמוכים ביותר
• *PTFE הוא הפולימר העמיד ביותר מבחינה כימית
• *PTFE הוא אחד הפולימרים היציבים ביותר מבחינה תרמית
• *נקודת התכה ומשקל סגולי של PTFE הם יותר מכפולים מאלו של פוליאתילן

הבדלי PTFE ו-PE מיוחסים להבדלים בין אג"ח CeF ו-CeH.ההבדלים במאפיינים ובגדלים האלקטרוניים של F ו-H מובילים לתצפיות הבאות:

• *F הוא האלקטרונילי ביותר מכל היסודות (4 פאולים)
• *ל-F יש זוגות אלקטרונים לא משותפים
• *F מומר בקלות רבה יותר ל-Fe
• *חוזק הקשר של CeF גבוה מ-CeH
• *F גדול מ-H

האלקטרושליליות של פחמן ב-2.5 פאולים גבוהה במקצת מזו של מימן ונמוכה מהאלקטרושליליות של פלואור.כתוצאה מכך, הקוטביות של קשר CeF הפוכה לזו של קשר CeH, וקשר CeF מקוטב יותר.בקשר CeF, קצה הפלואור של הקשר טעון שלילי בהשוואה לקשר CeH שבו הפחמן טעון שלילי.

ההבדל בקוטביות הקשר של CeH ו-CeF משפיע על היציבות היחסית של הקונפורמציות של שתי שרשראות הפולימר.התגבשות של פוליאתילן מתרחשת בקונפורמציה מישורית וטרנסית.ניתן לכפות PTFE למבנה כזה בלחץ גבוה במיוחד.PTFE, מתחת ל-19 C, מתגבש כסליל עם 0.169 ננומטר לכל מרחק חוזר: נדרשים 13 אטומי C כדי להשלים סיבוב של 180.מעל 19 C, מרחק החזרה גדל ל-0.195 ננומטר, כלומר נדרשים 15 אטומי פחמן לסיבוב של 180.מעל 19 C השרשראות מסוגלות לתזוזה זוויתית, העולה מעל 30 C עד להגעה לנקודת התכה (327 C).

החלפה של F ב-H בקשר CeH מגדילה באופן משמעותי את חוזק הקשר מ-99.5 קק"ל/מול לקשר CeH ל-116 קק"ל/מול לקשר CeF.כתוצאה מכך, היציבות התרמית וההתנגדות הכימית של PTFE גבוהה יותר מ-PE מכיוון שנדרשת יותר אנרגיה כדי לשבור את הקשר CeF.הקוטביות והחוזק של הקשר CeF מקשים על מנגנון הפשטה של ​​אטום F להסתעפות.לעומת זאת, ניתן לסנתז פוליאתילן מסועף מאוד (>8 ענפים לכל 100 אטומי פחמן).מנגנון הסתעפות ככלי להתאמת גבישיות אינו מעשי עבור PTFE.במקום קומונומרים עם קבוצות תלויות יש לבצע פילמר עם TFE.

קריסטליות של PTFE שלא נמס לעולם היא בטווח של 92e98%, בהתאם למבנה שרשרת לא מסועף.ל-FEP, קופולימר של TFE ו-HFP, יש גבישיות כפי-פולימר של 40e50%.ב-FEP, קבוצת ה-CF3 התלויה קשורה לפחמן שלישוני שהוא פחות יציב מבחינה תרמית מאטומי פחמן ראשוניים ומשניים.עקומות השפלה מצביעות על טמפרטורות תחילת השפלה של 300 C עבור FEP (ירידה של 0.02% במשקל) ו-425 C עבור PTFE (ירידה של 0.03% במשקל).