Ποιος είναι ο μηχανισμός του σχηματισμού Teflon χρησιμοποιώντας μονομερές τετραφλορουροαιθυλενίου;
1. Μείωση:
* Γενιά ελεύθερων ριζών: Η διαδικασία πολυμερισμού αρχίζει με τη δημιουργία ελεύθερων ριζών. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση ενός χημικού εκκινητή, όπως ένα υπεροξείδιο ή μια ένωση Azo, η οποία αποσυντίθεται υπό θερμότητα ή υπεριώδη φως για να σχηματίσει ελεύθερες ρίζες.
* Έναρξη πολυμερισμού: Οι παραγόμενες ελεύθερες ρίζες αντιδρούν με μονομερή TFE, αφαίρεση ενός ατόμου φθορίου και δημιουργώντας μια νέα ελεύθερη ρίζα στο μόριο της ΣΕΚ.
2. Διάδοση:
* Ανάπτυξη αλυσίδας: Η ρίζα TFE αντιδρά με ένα άλλο μονομερές TFE, προσθέτοντας το στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται, δημιουργώντας μια μακρά αλυσίδα μονάδων TFE.
* διάδοση αλυσίδας: Η αντίδραση είναι εξωθερμική και συνεχίζεται μέχρι να εξαντληθεί η παροχή μονομερούς ή ο ριζοσπαστικός απενεργοποιημένος.
3. Τερματισμός:
* Τερματισμός αλυσίδας: Οι αναπτυσσόμενες αλυσίδες μπορούν να τερματιστούν από:
* συνδυασμός: Δύο αναπτυσσόμενες αλυσίδες αντιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μία μόνο αλυσίδα.
* Διάσπαση: Ένα άτομο υδρογόνου μεταφέρεται από μια αναπτυσσόμενη αλυσίδα σε άλλη, με αποτέλεσμα δύο αλυσίδες, μία κορεσμένη και ένα ακόρεστο.
Συνολική αντίδραση:
n (cf2 =cf2)-> (-cf2-cf2-) n
Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τον πολυμερισμό:
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν τον ρυθμό πολυμερισμού αλλά αυξάνουν επίσης τον ρυθμό τερματισμού της αλυσίδας.
* Πίεση: Η υψηλότερη πίεση αυξάνει τη συγκέντρωση μονομερών, προωθώντας τη διάδοση της αλυσίδας.
* συγκέντρωση εκκίνησης: Η υψηλότερη συγκέντρωση εκκινητή δημιουργεί περισσότερες ελεύθερες ρίζες, οδηγώντας σε ταχύτερο πολυμερισμό αλλά και μικρότερες αλυσίδες.
* Καθαρότητα μονομερούς: Οι ακαθαρσίες μπορούν να λειτουργήσουν ως τερματιστές αλυσίδας, επιβραδύνοντας τη διαδικασία πολυμερισμού.
Χαρακτηριστικά του PTFE:
* Υψηλό μοριακό βάρος: Οι μακριές αλυσίδες συμβάλλουν στο υψηλό μοριακό βάρος του PTFE, οδηγώντας στις ισχυρές μηχανικές του ιδιότητες.
* Μη κολλητική επιφάνεια: Τα άτομα φθορίου που είναι σφιχτά συσκευασμένα γύρω από την αλυσίδα πολυμερούς δημιουργούν μια πολύ ομαλή και αδρανής επιφάνεια, με αποτέλεσμα τις εξαιρετικές ιδιότητες μη κολλητικού.
* Χημική αδράνεια: Το PTFE είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στις περισσότερες χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων ισχυρών οξέων και βάσεων.
* Θερμική σταθερότητα: Το PTFE έχει υψηλό σημείο τήξης και παραμένει σταθερό σε υψηλές θερμοκρασίες.
Ο πολυμερισμός των ελεύθερων ριζών της TFE παράγει PTFE, ένα ευπροσάρμοστο υλικό με πολυάριθμες εφαρμογές σε διάφορες βιομηχανίες, όπως μαγειρικά σκεύη, ηλεκτρική μόνωση και χημική επεξεργασία.
