टेफ्लॉन की नॉन-स्टिक सतह का कार्य सिद्धांत क्या है?

टेफ्लॉन उच्च तापमान वाले कपड़े के स्रोत निर्माता, जियांग्सू आओकाई न्यू मटेरियल्स, इसके पीछे के विज्ञान की व्याख्या करते हैं। टेफ्लॉन की उत्कृष्ट नॉन-स्टिक संपत्ति (रासायनिक नाम: पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन, पीटीएफई) मुख्य रूप से दो मूल सिद्धांतों से आती है: कम सतह ऊर्जा  और इसकी अद्वितीय आणविक संरचना.

1. अत्यंत कम सतही ऊर्जा

यह नॉन-स्टिक प्रदर्शन का मूलभूत भौतिक-रासायनिक सिद्धांत है। सतह ऊर्जा यह निर्धारित करती है कि किसी ठोस सतह को तरल पदार्थ द्वारा कितनी आसानी से गीला किया जा सकता है।

टेफ्लॉन की सतह ऊर्जा बेहद कम (लगभग 18.5 mN/m ) है, जो आम चिपकने वाले पदार्थों, तेलों या पानी की तुलना में बहुत कम है (पानी का सतह तनाव लगभग 72 mN/m है)।

के अनुसार गीला करने के सिद्धांत , कोई तरल ठोस सतह पर तभी फैल सकता है जब उसका सतह तनाव ठोस की सतह ऊर्जा से कम हो। चूंकि अधिकांश पदार्थों का सतह तनाव टेफ्लॉन की तुलना में अधिक होता है, इसलिए वे इसकी सतह को गीला नहीं कर सकते। इसके बजाय, वे बहुत ऊंचे संपर्क कोण (आमतौर पर > 90°, यहां तक ​​कि 120° के करीब) के साथ बूंदों में सिकुड़ जाते हैं (जैसे कमल के पत्ते पर पानी)।

परिणाम : चिपकने वाले पदार्थ और टेफ्लॉन के बीच वास्तविक संपर्क क्षेत्र बेहद छोटा है, इसलिए कोई प्रभावी यांत्रिक एंकरिंग या रासायनिक बंधन नहीं हो सकता है। इसलिए प्रदूषक तत्व खिसक जाते हैं या आसानी से मिटाए जा सकते हैं।

2. मजबूत सी-एफ बांड और गैर-ध्रुवीय आणविक संरचना

टेफ्लॉन की आणविक संरचना में कार्बन बैकबोन होता है जो फ्लोरीन परमाणुओं से कसकर घिरा होता है।

·  उच्च बंधन ऊर्जा : कार्बन-फ्लोरीन (सी-एफ) बंधन कार्बनिक रसायन विज्ञान में सबसे मजबूत बंधनों में से एक है। यह टेफ्लॉन को रासायनिक रूप से बेहद स्थिर और लगभग सभी पदार्थों (पिघली हुई क्षार धातुओं और कुछ मजबूत फ्लोरिनेटिंग एजेंटों को छोड़कर) को लगभग निष्क्रिय बना देता है। यह चिपचिपी सामग्री के साथ रासायनिक बंधन (सहसंयोजक या मजबूत हाइड्रोजन बांड) नहीं बनाता है।

·  कम ध्रुवता : हालांकि फ्लोरीन अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक है, आणविक श्रृंखला के साथ इसकी सममित व्यवस्था समग्र द्विध्रुव क्षण को रद्द कर देती है। टेफ्लॉन दृढ़ता से गैर-ध्रुवीय, हाइड्रोफोबिक और ओलेओफोबिक है। पानी (ध्रुवीय) और तेल (गैर-ध्रुवीय लेकिन उच्च सतह तनाव) टेफ्लॉन के साथ महत्वपूर्ण अंतर-आणविक बल (कमजोर वैन डेर वाल्स बल) नहीं बना सकते हैं।

3. कम घर्षण गुणांक और नॉन-स्टिक प्रदर्शन के बीच तालमेल

यद्यपि कम घर्षण गुणांक मुख्य रूप से ठोस-ठोस फिसलन का वर्णन करता है, यह नॉन-स्टिक व्यवहार को पूरक करता है।

टेफ्लॉन में सभी ठोस सामग्रियों (लगभग के बीच सबसे कम गतिशील घर्षण गुणांक है । 0.04)

जब चिपचिपा पदार्थ चिपकने का प्रयास करता है, तो बेहद कम घर्षण उन्हें सतह को 'पकड़ने' से रोकता है। कमजोर आसंजन के साथ भी, मामूली बाहरी बल या गुरुत्वाकर्षण के कारण सामग्री आसानी से फिसल जाती है और अलग हो जाती है।

उपरोक्त जानकारी जिआंगसु आओकाई न्यू मैटेरियल्स टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड द्वारा प्रदान की गई है।

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