Однос својстава структуре ПТФЕ

Начин да се разуме утицај флуора је истраживање разлика између линеарног полиетилена (ПЕ) и ПТФЕ који је врхунски флуорополимер у погледу својстава и карактеристика.

Постоје важне разлике између својстава ПЕ и ПТФЕ:

• * ПТФЕ је један од полимера са најнижом површинском енергијом
• *ПТФЕ је хемијски најотпорнији полимер
• *ПТФЕ је један од термички најстабилнијих полимера
• *Тачка топљења и специфична тежина ПТФЕ-а су више него двоструко већи од полиетилена

Разлике у ПТФЕ и ПЕ се могу приписати разликама ЦеФ и ЦеХ веза.Разлике у електронским својствима и величинама Ф и Х доводе до следећих запажања:

• *Ф је најелектронегативнији од свих елемената (4 Паулинга)
• *Ф има неподељене електронске парове
• *Ф се лакше претвара у Фе
• *Јачина везе ЦеФ је већа од ЦеХ
• *Ф је већи од Х

Електронегативност угљеника на 2,5 Паулинга је нешто већа од водоника и нижа од електронегативности флуора.Сходно томе, поларитет ЦеФ везе је супротан поларитету ЦеХ везе, а ЦеФ веза је више поларизована.У ЦеФ вези, флуорни крај везе је негативно наелектрисан у поређењу са ЦеХ везом у којој је угљеник негативно наелектрисан.

Разлика у поларитету везе ЦеХ и ЦеФ утиче на релативну стабилност конформација два полимерна ланца.Кристализација полиетилена се одвија у планарној и транс конформацији.ПТФЕ се може натерати у такву конформацију под изузетно високим притиском.ПТФЕ, испод 19 Ц, кристалише као спирала са 0,169 нм по растојању понављања: потребно је 13 Ц атома да би се обавио окрет од 180.Изнад 19 Ц, растојање понављања се повећава на 0,195 нм што значи да је за окрет од 180 потребно 15 атома угљеника.На температури изнад 19 Ц, ланци су способни за угаоно померање, које се повећава изнад 30 Ц док не достигну тачку топљења (327 Ц).

Замена Ф за Х у ЦеХ вези значајно повећава снагу везе са 99,5 кцал/мол за ЦеХ везу на 116 кцал/мол за ЦеФ везу.Сходно томе, термичка стабилност и хемијска отпорност ПТФЕ је већа од ПЕ јер је потребно више енергије да се прекине ЦеФ веза.Поларитет и јачина ЦеФ везе отежавају механизам за апстракцију Ф атома за гранање.Насупрот томе, може се синтетизовати високо разгранати полиетилен (>8 грана на 100 атома угљеника).Механизам гранања као алат за подешавање кристалности није практичан за ПТФЕ.Уместо тога, комономери са зависним групама морају бити полимеризовани са ТФЕ.

Кристалиничност никад растопљеног ПТФЕ-а је у опсегу од 92е98%, што је у складу са структуром неразгранатог ланца.ФЕП, кополимер ТФЕ и ХФП, има кристалинитет као полимеризовану од 40е50%.У ФЕП, виси ЦФ3 група је везана за терцијарни угљеник који је мање термички стабилан од примарних и секундарних атома угљеника.Криве деградације указују на почетне температуре деградације од 300 Ц за ФЕП (0,02% губитка тежине) и 425 Ц за ПТФЕ (0,03% губитак тежине).