Principe physique du PTFE (teflon).

[invite120be389]

Bonjour !

J'ai une bibliographie scientifique à faire dans le cadre de mes études, dont la problématique est : "Pourquoi rien ne colle au Teflon ?".

Le principe étant de donner un maximum de détail précis.

Actuellement j'ai dégagé 2 points importants :
- les liaisons de Van Der Walls empechent la molécule de se casser.
- les atomes de Fluor forment une "gaines de protection".

Cotés VDW, pas de probleme, y'a toutes les infos sur le net, mais je bloque sur le Fluor.

En gros, j'aimerais savoir pourquoi les atomes de fluor repoussent les molécules qui s'approchent ?
Y'a quelque chose à voir avec l'électronégativité il me semble, peut etre avec le coefficient de frottement aussi.
Derniere info que j'ai trouvé, ou intox, une histoire comme quoi (pris sur un site anglais) :

les atomes de fluor dans une des molécules CF2 sont assez grands pour interférer avec ceux sur les groupes voisins. Il faut se rappeler que chaque atome de fluor aura 3 paires isolées.
L'effet de ceci est d'inhiber la rotation autour des liaisons carbone-carbone simples. Les atomes de fluor auront tendance à s'aligner de sorte qu'ils soient aussi éloignés que possible des fluors voisins. Les rotations auront tendance à impliquer un choc des paires libres entre fluors sur des atomes de carbone adjacents - et cela rend la rotation énergiquement défavorable.
Cela signifie que les molécules de PTFE seront verrouillées dans un système rod-like shape(traduction difficile).

J'ai plus d'info si vous voullez !

Ce qu'il faut que je trouve, c'est les pincipes physiques de cette interaction (Fluor dans [CF2]n avec autre molécule).

Quelqu'un a t'il une idée ?

Merci d'avance

Ou si vous n'avez que des liens, c'est toujours ça ! Anglais aussi !
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[Tiluc40]

Bonjour,
Ton sujet m'intéresse

Pourrais-tu mettre le texte en anglais, puisque la traduction t'as semblé difficile. Pour "rod like shape" en tout cas, je propose "en forme de baton". J'interpréte que la répulsion des Fluors entre eux empêche le repliement du polymère sur lui même. D'un point de vue physicochimique, ceci doit favoriser sa capacité à cristalliser.
As tu inclus dans ton étude l'effet de la faible énergie de surface du PTFE? Ou bien celà fait-il partie des détails que tu dois expliquer aussi?

Je suis assez surpris par cette phrase :

les liaisons de Van Der Walls empechent la molécule de se casser."

Pour moi, casser des molécules signifie casser des liaisons covalentes. Les Liaisons de van der Waals interviendrait plutôt dans les solides moléculaires. Est-ce que tu veux plutôt dire que les molécules de PTFE sont liées entre elles par liaisons de van der Waals dans leur phase solide? Peux-tu nous expliquer davantage, STP?

[invite120be389]

Pourrais-tu mettre le texte en anglais, puisque la traduction t'as semblé difficile.

Voici le lien du très beau site !
http://www.chemguide.co.uk/qandc/ptfe.html#top

Pour la partie que j'ai mise :

However, in PTFE, the fluorine atoms in one CF2 group are big enough to interfere with those on the neighboring groups. You need to remember that each fluorine atom will have 3 lone pairs sticking out from it.
The effect of this is to inhibit rotation about the carbon-carbon single bonds. The fluorine atoms will tend to line up so that they are as far apart as possible from neighboring fluorine. Rotation will tend to involve a clash of lone pairs between fluorine on adjacent carbon atoms - and this makes rotation energetically unfavorable.
That means that the PTFE molecules will be locked into a rod-like shape.

As tu inclus dans ton étude l'effet de la faible énergie de surface du PTFE? Ou bien celà fait-il partie des détails que tu dois expliquer aussi?

Je dois l'expliquer aussi, cependant j'ai du mal à comprendre l'impact qu'elle a dans ma problématique.

"les liaisons de Van Der Walls empechent la molécule de se casser."

Je suis assez surpris par cette phrase [...]
Peux-tu nous expliquer davantage, STP?

Enfait je fais ce travail avec 4 autres étudiants.
Avec un de mes camarades je dois chercher autour du Fluor, les 3 autres s'occupant de VDW, donc je m'escuse si j'ai dis un truc faux, je voulais juste definir les 2 points actuel de nos recherches.


J'ai fais un rapide résumé des infos que j'ai déja trouvé sur un pdf, mais je ne sais pas comment l'uploader ...

[Tiluc40]

Merci pour les précisions.

Je dois l'expliquer aussi, cependant j'ai du mal à comprendre l'impact qu'elle a dans ma problématique.

Si l'énergie de surface d'un matériau (appelons le M) est élevée, il va chercher à la diminuer, par exemple en "accrochant" un autre matériau (appelons le "A"), de telle sorte que l'énergie des 2 interfaces crées (M/A et A/Air) soit inférieure à celle de l'interface M/Air. A contrario, si elle est faible, il n'a aucun intérêt à créer de nouvelle interface car celà ne diminuera pas forcèment l'énergie du système

J'ai fais un rapide résumé des infos que j'ai déja trouvé sur un pdf, mais je ne sais pas comment l'uploader ...

Je lis tes documents à tête reposée, et je verrais si j'ai quelque chose à ajouter. En attendant, voici comment lier des documents http://forums.futura-sciences.com/fa...b3_attachments

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite120be389]

Si l'énergie de surface d'un matériau (appelons le M) est élevée, il va chercher à la diminuer, par exemple en "accrochant" un autre matériau (appelons le "A"), de telle sorte que l'énergie des 2 interfaces crées (M/A et A/Air) soit inférieure à celle de l'interface M/Air. A contrario, si elle est faible, il n'a aucun intérêt à créer de nouvelle interface car celà ne diminuera pas forcèment l'énergie du système

Merci de cet eclaircissement ! C'est plus clair que wikipedia !
Maintenant, moi j'ai besoin de savoir concretement ce qu'il se passe entre les 2 materiaux.
Pourquoi l'energie de surface est plus elevé que l'energie au milieu du materiaux ? Est-ce dù au electrons ?

[mode ignorant : on]
Enfait j'ai du mal à "visualiser" le termes Energie. Et que signifie "energie d'interface" ?
[mode ignorant : off]



Le probleme de la bibliographie scientifique, c'est que l'on n'a que des connaissances de bases en science (et pourtant c'est de l'école d'ingenieur...), donc toutes les infos que l'on va trouvé, il nous faut du temps pour les assimiler ^^ !

En tout cas, merci pour ces premieres reponses !


Edit : le pdf correspond au premier rapport que j'ai rendu à mes camarades. D'où le petit commentaire final !

[invite120be389]

Personne d'autre pour m'aider ?

J'ai continué de chercher dans les differentes voies, maisj e n'arrive pas à expliquer pour le Fluor, repousse les molécules qui s'approchent, d'un point de vu physique ( electrons qui se repoussent ...) .

[invite120be389]

Me revoilà, je n'ai pas envie de lâcher l'affaire

Et j'ai beaucoup évoluer dans ma recherche !

Nous avons essayé de faire un "arbre" contenant les principes mises en jeux pour résoudre la problématique.

Voila ce que ça donne :

I.	Faibles liaisons intermoléculaires.

Qui sont principalement du au :

II. 	Pouvoir de répulsion des chaines fluorées.

Qui est du à :

III.	Gaine électronique composé de fluor, protégeant la partie perfluorée (faible énergie de surface).

Qui est du à :

IV.	Faibles liaisons de VDW

Qui est du à :

V. 	Faible polarisabilité.

Qui est du à :

VI.	Forte densité du nuage électronique.

Qui est du à :

VII.	Caractéristique du Fluor : Rayon atomique faible.

Autrement dit, en quelques lignes :

Le fluor a un rayon atomique faible, qui induit donc une forte densité électronique. Cette densité est directement lié avec la polarisabilité qui est faible. Donc les liaisons VDW sont faibles.
Ce dernier point est responsable des caractéristiques spécifiques des fluoroalcanes : faible tension de surface γC, fluidité élevée, hydrophobie extrême conjuguée à une forte lipophobie.

Un liquide ne peut mouiller parfaitement un solide que si γL < γC.

Donc il est difficile de se coller au Téflon.


J'espere que ceci eclaire un peu mieux le probleme !



Maintenant, il me manque surtout les "pourquois" :


Pourquoi un atome ayant un rayon faible a une forte densité électronique ?

J'imagine les électrons qui ont moins de place pour bouger autour du noyau, mais je n'arrive pas à le relier à la densité électronique.

Comment peut on lier densité électronique et polarisabilité ?

Comment peut on lier polarisabilité et VDW ?

Comment expliquer que VDW induit une faible EdSurface ?





J'ai aussi d'autres points en suspension :

Action de l'effet inductif ?
Action du frottement ?

Est-ce que c'est deux points là peuvent être lié à de faible liaison de VdW ? Ce qui renverrai la solution du problème au Fluor.



Derniere chose : où peut-on parler des liaisons Carbone Fluor ? Car si le Fluor repousse, pourquoi y'a t'il des carbones ? Et repousse t'il aussi lorsqu'il est avec d'autres atomes ?


Bonne réflexion a tous les courageux qui passeront quelques minutes sur ce topic Merci !

[invite120be389]

Up !

Il ne me reste qu'une semaine avant echeance ! Donc si y'a des curieux, n'hesitez pas à vous manifester !

[invite7e89cb6e]

Merci tes postes m'ont pas mal fait avancer dans mes recherches dans le cadre de mon TIPE sur le teflon..
Mais j'avoue que j'suis un peu bloquée moi aussi..


Comment expliquer que VDW induit une faible EdSurface ?

D'après ce que j'ai compris, l'énergie de surface, c'est l'énergie de rupture de liaison nécessaire pour former une surface. En gros, plus l'énergie de surface est faible, plus il est "facile" d'obtenir une discontinuité, et donc c est ce qui pour moi donne le coté "anti-adhérent" du PTFE.
( http://books.google.fr/books?id=QAPp...3%A8re&f=false )
Donc je pense que plus les forces de van der waals sont faibles, plus cette énergie nécessaire pour "casser" les liaisons est faible, mais j'avoue que ça reste assez flou.

Par contre, j'ai encore du mal a comprendre, pourquoi les forces de van der waals sont faibles dans le cas du PTFE.
En fait, je sais que le moment dipolaire du PTFE est assez important du fait de l'assez grande différence de l'électronégativité entre le fluor et le carbone, du coup d'après la définition des forces de London ( une des forces de van der waals ) :

"Les forces de London existent du fait que la densité électronique des molécules est probabiliste : il y a une forte chance à tout moment pour que celle-ci ne soit pas équitablement répartie à travers la molécule, ce qui crée un léger moment dipolaire. Les moments dipolaires vont varier très rapidement au cours du temps. Ainsi à chaque distribution inhomogène se crée un moment dipolaire induit qui peut interagir avec les moments dipolaires induits des molécules voisines et une force s'exerce entre les molécules."

J'ai supposé, que du fait justement de ce fort moment dipolaire, la densité électronique de la molécule du PTFE est beaucoup moins probabiliste ( les électrons étant plus attiré par les atomes de fluor, il est plus facile de prévoir leur position que dans une molécule apolaire je pense... ). Et que donc, les forces de London peuvent etre négligés.

Mais bon, est ce vraiment suffisant, pour affirmer que les forces de van der waals sont faibles ou y a t il une autre explication.. ?

[invite120be389]

Merci pour cette reponse, je me poserai dessus un peu plus demain.

Pour l'histoire des faibles liaisons de VdW, j'ai trouvé ça dans une these, je te passe le lien, c'est à la page 39 et 40, c'est sur le Fluor.
http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:...s=0&messages=0

[invite120be389]

Up !

[invitead0ce72d]

Bonjour nous effectuons aussi notre TIPE sur le theme du téflon.
Est ce que tu pourrais nous aider en nous donnant des idées d'expérience pour montrer les différentes caractéristiques du téflon.
merci