PTFE: n kuvaus
July 03, 2023
Polytetrafluorietyleeni (PTFE) on tetrafluorietyleenin synteettinen fluoropolymeeri, jolla on lukuisia sovelluksia. PTFE: n tunnetuin tuotemerkki on DuPont Co.
PTFE on fluorihiilivety, koska se on korkean molekyylipainoinen yhdiste, joka koostuu kokonaan hiilestä ja fluorista. PTFE on hydrofobinen: ei vesi tai vettä sisältäviä aineita märkä PTFE, koska fluorihiilivedyt osoittavat lieventäviä Lontoon dispersiovoimia fluorin korkean elektronegatiivisuuden vuoksi. PTFE: llä on yksi pienimmistä kitkakertoimista mitä tahansa kiinteää.
PTFE: tä käytetään tarttumattomana pinnoitteena pannuille ja muille keittiövälineille. Se on erittäin reaktiivinen, osittain hiili-fluori-sidosten lujuuden vuoksi, joten sitä käytetään usein astioissa ja putkistoissa reaktiivisten ja syövyttävien kemikaalien varalta. Jos voiteluaineena käytetään, PTFE vähentää koneiden kitkaa, kulumista ja energiankulutusta. Sitä käytetään yleisesti myös siirteen materiaalina kirurgisissa interventioissa.
Yleisesti uskotaan, että PTFE on NASA-avaruusprojektien spin-off-tuote. Vaikka NASA on käyttänyt sitä, oletus on väärä.
Roy Plunkett löysi PTFE: n vahingossa vuonna 1938 työskennellessään New Jerseyssä kineettisten kemikaalien suhteen. Kun Plunkett yritti tehdä uuden klorofluorihiilivetyaineen, sen painepullossa oleva tetrafluorietyleenikaasu pysähtyi virtaaen ennen pullon paino pudonnut pisteeseen "tyhjä". Koska Plunkett mittasi pullon punnitsemisen käytetyn kaasun määrän, hänestä tuli utelias painon lähteen suhteen ja lopulta turvautui pullon sahaamiseen toisistaan. Hän löysi pullon sisustuksen päällystetyllä vahaisella valkoisella materiaalilla, joka oli omituisen liukas. Analyysi osoitti, että se oli polymeroitunut perfluorietyleeni, kun rauta säiliön sisäpuolelta oli toiminut katalysaattorina korkeassa paineessa. Kineettiset kemikaalit patentoivat uuden fluorattu muovin (analoginen jo tunnetun polyeteenin kanssa) vuonna 1941 ja rekisteröivät PTFE -tavaramerkin vuonna 1945.
Vuoteen 1948 mennessä DuPont, joka perusti kineettisiä kemikaaleja yhteistyössä General Motorsin kanssa, tuotti yli kaksi miljoonaa puntaa (900 tonnia) PTFE -tuotemerkkiä PTFE vuodessa Parkersburgissa, Länsi -Virginiassa. Varhainen käyttö oli Manhattan-projektissa materiaalina venttiilien ja tiivisteiden peittämiseen putkissa, joilla oli erittäin reaktiivinen uraaniheksafluoridi laajassa K-25-uraanin rikastuslaitoksessa Oak Ridgessä, Tennessee.
Vuonna 1954 ranskalaisen insinöörin Marc Grégoiren vaimo kehotti häntä kokeilemaan materiaalia, jota hän oli käyttänyt kalastusvälineissä hänen keittopannuillaan. Myöhemmin hän loi ensimmäisen PTFE-päällystetyn, tarttumattoman pannun tuotemerkkinimi Tefalin alla (yhdistämällä "TEF" "PTFE" ja "Al" alumiinista). Yhdysvalloissa Marion A. Trozzolo, joka oli käyttänyt ainetta tieteellisissä välineissä, markkinoi ensimmäistä Yhdysvaltain valmistettua PTFE-päällystettyä pannua "Happy Pan" vuonna 1961.
1990-luvulla havaittiin, että PTFE voi olla silloitettu säteily sen sulamispisteen yläpuolelle happivapaassa ympäristössä. Elektronisäteen prosessointi on yksi esimerkki säteilynkäsittelystä. Silloitettu PTFE on parantanut korkean lämpötilan mekaanisia ominaisuuksia ja säteilyn stabiilisuutta. Tämä oli merkittävää, koska monien vuosien ajan säteilytystä ympäristön olosuhteissa oli käytetty PTFE: n hajottamiseen kierrätykseen. Säteilyn aiheuttama ketjun leikkaus mahdollistaa sen helpommin ja käyttää uudelleen.
