ການວິເຄາະຄຸນສົມບັດທາງເຄມີແລະໂຄງສ້າງພາຍໃນຂອງ PTFE Membrane Resistance ກັບອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະເປັນດ່າງ

Polytetrafluoroethylene (PTFE) ແມ່ນ fluoropolymer ສັງເຄາະຂອງ tetrafluoroethylene, ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບຄຸນສົມບັດບໍ່ຕິດແລະທົນທານຕໍ່ສານເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ. ເຍື່ອ PTFE ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍໆຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເນື່ອງຈາກຄວາມທົນທານທີ່ດີເລີດ, ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະເປັນດ່າງ. ໃນການວິເຄາະລາຍລະອຽດນີ້, ພວກເຮົາປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງທາງເຄມີແລະຄຸນສົມບັດຂອງ PTFE ທີ່ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານນີ້.

1. ໂຄງສ້າງທາງເຄມີຂອງ polytetrafluoroethylene
Polytetrafluoroethylene ເປັນໂພລີເມີເສັ້ນຊື່ທີ່ປະກອບດ້ວຍຄາບອນ (C) ແລະ fluorine (F) ປະລໍາມະນູ, ດ້ວຍສູດເຄມີ (C₂F₄)n, ບ່ອນທີ່ n ແມ່ນຈໍານວນຫນ່ວຍ monomer. ໂຄງສ້າງຂອງ PTFE ສາມາດສະແດງອອກເປັນ: -CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-
ລະບົບຕ່ອງໂສ້ຍາວຂອງໂມເລກຸນ PTFE ແມ່ນປະກອບດ້ວຍປະລໍາມະນູກາກບອນ, ແລະປະລໍາມະນູກາກບອນແຕ່ລະແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບສອງປະລໍາມະນູ fluorine.
ປະລໍາມະນູ fluorine ເກືອບກວມເອົາພື້ນຜິວຂອງປະລໍາມະນູກາກບອນຂອງຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີ helical, ປະລໍາມະນູຂອງຄາບອນປະກອບເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີ, ແລະປະລໍາມະນູ fluorine ອ້ອມຮອບປະລໍາມະນູກາກບອນເພື່ອສ້າງເປັນໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືໄສ້. ການປົກປ້ອງອະຕອມຄາບອນພາຍໃນໄດ້ດີຫຼາຍ. ການຈັດລຽງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງປະລໍາມະນູນີ້ເຮັດໃຫ້ PTFE ມີຄຸນສົມບັດພິເສດຂອງມັນ. ໂຄງສ້າງໂມເລກຸນນີ້ສ້າງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະເຄມີທີ່ບໍ່ສາມາດປຽບທຽບໄດ້ຂອງ PTFE.

2. ພັນທະບັດ fluorocarbon ທີ່ເຂັ້ມແຂງ
ພັນທະບັດ carbon-fluorine (C-F) ແມ່ນຫນຶ່ງໃນພັນທະບັດດຽວທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນເຄມີສາດອິນຊີ, ມີພະລັງງານພັນທະບັດປະມານ 485 kJ / mol. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພັນທະບັດ C-F ເກີດຂື້ນຈາກ electronegativity ສູງຂອງ fluorine (3.98 ໃນລະດັບ Pauling), ເຊິ່ງດຶງດູດເອົາເອເລັກໂຕຣນິກຜູກມັດຢ່າງແຂງແຮງ. electronegativity ຂອງ fluorine ແມ່ນແຂງແຮງ, ສະນັ້ນການ repulsion ເຊິ່ງກັນແລະກັນຂອງປະລໍາມະນູ fluorine ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຫຼາຍ, ແລະລະບົບຕ່ອງໂສ້ macromolecular ທັງຫມົດບໍ່ສາມາດຢູ່ໃນຮູບຮ່າງຂອງ zigzag ຮາບພຽງຢູ່ແຕ່ໃນຮູບຮ່າງກ້ຽວວຽນ, ສະນັ້ນມັນຂ້ອນຂ້າງແຂງ. ປະລໍາມະນູ fluorine ແມ່ນຄ້າຍຄືຊັ້ນປ້ອງກັນທີ່ແຫນ້ນຫນາ, ຫໍ່ຕ່ອງໂສ້ຄາບອນຍາວຢູ່ໃນນັ້ນ, ດັ່ງນັ້ນລະບົບຕ່ອງໂສ້ຄາບອນບໍ່ສາມາດຖືກໂຈມຕີໂດຍໂມເລກຸນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທົ່ວໄປ. ປະສົມປະສານທີ່ເຂັ້ມແຂງນີ້ປະກອບສ່ວນກັບຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີແລະ inertness ຂອງ PTFE, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຕ້ານການ corrosion ຂອງອາຊິດເຂັ້ມແຂງແລະເປັນດ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງ.

3. ປະລິມານ fluorine ສູງ
ເນື້ອໃນ fluorine ສູງຂອງ PTFE ສ້າງສະພາບແວດລ້ອມ electronegative ສູງປະມານກະດູກສັນຫຼັງຄາບອນ. ອັນນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກສໍາລັບ nucleophiles (ຊະນິດທີ່ອຸດົມສົມບູນເອເລັກໂຕຣນິກ) ຫຼື electrophiles (electron-poor species) ທີ່ຈະທໍາຮ້າຍປະລໍາມະນູກາກບອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ປະລໍາມະນູ fluorine ມີປະສິດທິຜົນປົກປ້ອງກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄາບອນຈາກການໂຈມຕີທາງເຄມີເນື່ອງຈາກຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງ.

4. ບໍ່ຂົ້ວໂລກ
PTFE ເປັນໂພລີເມີທີ່ບໍ່ແມ່ນຂົ້ວໂລກ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າມັນບໍ່ມີຄ່າບໍລິການສຸດທິ. ວັດສະດຸທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວໂລກໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນທົນທານຕໍ່ກັບສານລະລາຍຂົ້ວໂລກເຊັ່ນ: ນ້ໍາແລະຕົວແທນຂົ້ວໂລກເຊັ່ນອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຖານ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າສານລະລາຍຂົ້ວໂລກແລະທາດປະຕິກິລິຍາມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະປະຕິສໍາພັນແລະລະລາຍຫຼືປະຕິກິລິຍາກັບວັດສະດຸຂົ້ວໂລກ. ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຖານແມ່ນສານທີ່ມີຂົ້ວສູງທີ່ dissociate ເປັນ ions ໃນການແກ້ໄຂ. ເມື່ອພວກມັນຕິດຕໍ່ກັບວັດສະດຸຂົ້ວໂລກເຊັ່ນໂລຫະຫຼືພາດສະຕິກຂົ້ວໂລກ, ພວກມັນເຮັດປະຕິກິລິຍາແລະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ວັດສະດຸ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນັບຕັ້ງແຕ່ PTFE ແມ່ນສູງທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວໂລກໂດຍບໍ່ມີກຸ່ມທີ່ເຮັດວຽກ Polar, ປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້. ນອກເຫນືອໄປຈາກສິ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງພັນທະບັດກາກບອນ - fluorine ທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນ PTFE ສາມາດຕ້ານການແຕກຫັກທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນທີ່ປະທັບຂອງອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງຫຼືເປັນດ່າງ. ຄວາມຫມັ້ນຄົງນີ້ເຮັດໃຫ້ PTFE ມີຄວາມທົນທານສູງຕໍ່ການໂຈມຕີທາງເຄມີແລະການເຊື່ອມໂຊມ, ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ວ່າມັນມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກບ່ອນທີ່ມັນຖືກສໍາຜັດກັບສານເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ.

5. ພະລັງງານດ້ານຕ່ໍາ
Teflon ມີພະລັງງານຕໍ່າຫຼາຍ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າສານອື່ນໆມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຍຶດຕິດກັບຫນ້າດິນ. ລັກສະນະນີ້ກໍານົດຄຸນສົມບັດທີ່ບໍ່ຕິດຂອງ PTFE. ພະລັງງານດ້ານຕ່ໍາຂອງ PTFE ຍັງເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກສໍາລັບອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຖານທີ່ຈະເຈາະລົງພື້ນຜິວແລະປະຕິກິລິຍາກັບກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄາບອນທີ່ຕິດພັນ.

6. ຂັດຂວາງ steric
ປະລໍາມະນູ fluorine ໃນ PTFE ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະແຫນ້ນແຫນ້ນຮອບກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄາບອນ, ສ້າງລະດັບສູງຂອງການຂັດຂວາງ steric. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າມີຫ້ອງຫນ້ອຍຫຼາຍສໍາລັບໂມເລກຸນອື່ນໆທີ່ຈະເຂົ້າຫາປະລໍາມະນູຂອງຄາບອນແລະພົວພັນກັບມັນ. ການຂັດຂວາງ steric ສະຫນອງໃຫ້ໂດຍປະລໍາມະນູ fluorine ຊ່ວຍປົກປ້ອງກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄາບອນຈາກການໂຈມຕີທາງເຄມີ.

ສະຫຼຸບສັງລວມ, ຄວາມຕ້ານທານທາງເຄມີຂອງເຍື່ອ PTFE ກັບອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຖານສາມາດເປັນປັດໄຈຈໍານວນຫນຶ່ງ, ລວມທັງພັນທະບັດກາກບອນ fluorine ທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເນື້ອໃນ fluorine ສູງ, ບໍ່ມີຂົ້ວ, ພະລັງງານດ້ານຕ່ໍາ, ແລະອຸປະສັກ steric ສະຫນອງໃຫ້ໂດຍປະລໍາມະນູ fluorine. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ PTFE ເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມຕ້ານທານກັບສານເຄມີ harsh.

ການອ້າງອີງ