PTFE过滤膜是疏水性的吗
PTFE过滤器,过滤膜,滤芯等都是疏水性的,这个问题要从膜的亲水性和疏水性的定义来说。
什么是亲水性?亲水分子或分子的一部分与水和其他极性物质的相互作用比它们与油或其他疏水溶剂的相互作用在热力学上更有利。它们通常是电荷极化的并且能够形成氢键。这使得这些分子不仅可溶于水,还可溶于其他极性溶剂。亲水分子(和部分分子)可以与疏水分子(和部分分子)进行对比。在某些情况下,亲水性和疏水性都发生在单个分子中。这些两亲分子的一个例子是构成细胞膜的脂质。另一个例子是肥皂,它有一个亲水的头部和一个疏水的尾部,使其能够溶解在水和油中。亲水性在材料表面为水分所润湿的性质。是一种界面现象,润湿过程的实质是物质界面发生性质和能量的变化。当水分子之间的内聚力小于水分子与固体材料分子间的相互吸引力时,材料被水润湿,此种材料为亲水性的,称为亲水性材料。
水分子与不同固体材料表面之间的相互作用情况是各不相同的。在水(液相)、材料(固相)与空气(气相)三相的交点处,沿水滴表面的切线与水和材料接触面所形成的夹角θ称为接触角,θ角在0°~180°之间,由θ角的大小可估计润湿程度。θ角越小,润湿性越好。如θ=0°,材料完全润湿;θ<90°(如玻璃、混凝土及许多矿物表面),则为亲水性的;θ>90°(如水滴在石蜡、沥青表面)为疏水性的;θ=180°时,则为完全不润湿。PTFE的亲水性,是指PTFE膜材料或其它材料对水具有亲合力的性能。如·:金属版材如铬、铝、锌及其生成的氢氧化物以及具有毛细现象的物质都有良好的亲水效果。在有机物中表现为羟基等的亲水性,即它们可以使该有机物易溶于水。
疏水性:疏水性代表水排斥非极性分子的趋势。该效应源于液态水分子之间高动态氢键的破坏。极性化学基团,如甲醇中的 OH 基团不会引起疏水作用。然而,纯烃分子,例如己烷,不能接受或提供氢键给水。将己烷引入水中会破坏水分子之间的氢键网络。通过在己烷分子周围建立一个水“笼”来部分重建氢键,类似于笼形水合物在较低温度下形成。这导致水分子的平移和旋转的附着能力损失,使该过程在系统的自由能方面不利。在热力学方面,疏水性是溶质周围水的自由能变化。周围溶剂的正自由能变化表示疏水性。这类材料则称之为疏水性材料。
通过上面的分析应该可以知道,PTFE膜是属于疏水性还是亲水性,这里正确的答案是,两都兼有,根据需求对滤膜进行选择。在实际的应用中,也会对常规的疏水PTFE膜进行改性,得到亲水PTFE膜,可以适用于过滤水溶液。疏水PTFE本身是疏水的,改性之后,既可以过滤水溶液,也可以过滤有机溶液,比较方便。化学耐受性也好。所以,一般购买时就是要PTFE滤膜,因为有时要过滤有机溶剂,有时要过滤水溶液,商家也没有特别询问是要亲水性和疏水性的区分。