PTFE過濾膜是疏水性的嗎
PTFE過濾器,過濾膜,濾芯等都是疏水性的,這個(gè)問題要從膜的親水性和疏水性的定義來說。
什么是親水性?親水分子或分子的一部分與水和其他極性物質(zhì)的相互作用比它們與油或其他疏水溶劑的相互作用在熱力學(xué)上更有利。它們通常是電荷極化的并且能夠形成氫鍵。這使得這些分子不僅可溶于水,還可溶于其他極性溶劑。親水分子(和部分分子)可以與疏水分子(和部分分子)進(jìn)行對比。在某些情況下,親水性和疏水性都發(fā)生在單個(gè)分子中。這些兩親分子的一個(gè)例子是構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)。另一個(gè)例子是肥皂,它有一個(gè)親水的頭部和一個(gè)疏水的尾部,使其能夠溶解在水和油中。親水性在材料表面為水分所潤濕的性質(zhì)。是一種界面現(xiàn)象,潤濕過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)界面發(fā)生性質(zhì)和能量的變化。當(dāng)水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與固體材料分子間的相互吸引力時(shí),材料被水潤濕,此種材料為親水性的,稱為親水性材料。
水分子與不同固體材料表面之間的相互作用情況是各不相同的。在水(液相)、材料(固相)與空氣(氣相)三相的交點(diǎn)處,沿水滴表面的切線與水和材料接觸面所形成的夾角θ稱為接觸角,θ角在0°~180°之間,由θ角的大小可估計(jì)潤濕程度。θ角越小,潤濕性越好。如θ=0°,材料完全潤濕;θ<90°(如玻璃、混凝土及許多礦物表面),則為親水性的;θ>90°(如水滴在石蠟、瀝青表面)為疏水性的;θ=180°時(shí),則為完全不潤濕。PTFE的親水性,是指PTFE膜材料或其它材料對水具有親合力的性能。如·:金屬版材如鉻、鋁、鋅及其生成的氫氧化物以及具有毛細(xì)現(xiàn)象的物質(zhì)都有良好的親水效果。在有機(jī)物中表現(xiàn)為羥基等的親水性,即它們可以使該有機(jī)物易溶于水。
疏水性:疏水性代表水排斥非極性分子的趨勢。該效應(yīng)源于液態(tài)水分子之間高動(dòng)態(tài)氫鍵的破壞。極性化學(xué)基團(tuán),如甲醇中的 OH 基團(tuán)不會(huì)引起疏水作用。然而,純烴分子,例如己烷,不能接受或提供氫鍵給水。將己烷引入水中會(huì)破壞水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。通過在己烷分子周圍建立一個(gè)水“籠”來部分重建氫鍵,類似于籠形水合物在較低溫度下形成。這導(dǎo)致水分子的平移和旋轉(zhuǎn)的附著能力損失,使該過程在系統(tǒng)的自由能方面不利。在熱力學(xué)方面,疏水性是溶質(zhì)周圍水的自由能變化。周圍溶劑的正自由能變化表示疏水性。這類材料則稱之為疏水性材料。
通過上面的分析應(yīng)該可以知道,PTFE膜是屬于疏水性還是親水性,這里正確的答案是,兩都兼有,根據(jù)需求對濾膜進(jìn)行選擇。在實(shí)際的應(yīng)用中,也會(huì)對常規(guī)的疏水PTFE膜進(jìn)行改性,得到親水PTFE膜,可以適用于過濾水溶液。疏水PTFE本身是疏水的,改性之后,既可以過濾水溶液,也可以過濾有機(jī)溶液,比較方便。化學(xué)耐受性也好。所以,一般購買時(shí)就是要PTFE濾膜,因?yàn)橛袝r(shí)要過濾有機(jī)溶劑,有時(shí)要過濾水溶液,商家也沒有特別詢問是要親水性和疏水性的區(qū)分。