Poli(tetrafluoroetylen)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Teflon)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Poli(tetrafluoroetylen)
struktura chemiczna meru
struktura chemiczna meru
model przestrzenny łańcucha polimeru
model przestrzenny łańcucha polimeru
Ogólne informacje
Monomery F2C=CF2
Struktura meru −[−CF2−CF2−]−
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Poli(tetrafluoroetylen) (politetrafluoroetylen, PTFE, Teflon) – syntetyczny fluoropolimer o strukturze meru −[−CF2−CF2−]n−.

Nazwa handlowa[edytuj | edytuj kod]

Tworzywo to zsyntetyzował w 1938 Roy J. Plunkett w DuPont Jackson Laboratory w amerykańskim stanie New Jersey[1]. Synteza PTFE została opatentowana przez firmę DuPont w 1956. Patent ten wygasł po 20 latach, natomiast nazwa Teflon jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy DuPont i inni producenci tego polimeru nie mają prawa posługiwać się nią.

Firma DuPont opatruje tą nazwą nie tylko politetrafluoroetylen, lecz także inne polimery i kopolimery poliolefinowe z dużą zawartością merów −[CF2CF2]−, które łącznie tworzą rodzinę kilkuset różnych produktów.

Politetrafluoroetylen znany jest w Polsce również pod nazwą Tarflen (produkt Zakładów Azotowych w Tarnowie-Mościcach; obecnie cały wydział produkcji Tarflenu i laboratorium badawcze przejęła firma INBRAS Sarbinowscy sp.j. w Tarnowie)[2]. Inna nazwa handlowa to Fluon.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Politetrafluoroetylen jest najczęściej produkowany w procesie emulsyjnej polimeryzacji tetrafluoroetylenu (CF2=CF2):

synteza teflonu

która prowadzi do otrzymania ściśle liniowych cząsteczek o masach molowych rzędu 1 000 000 (jeden milion) g/mol.

W wyniku tego procesu otrzymuje się emulsję tego polimeru w wodzie[3], benzynie lub eterze naftowym, którą można przerabiać na granulat lub stosować po zatężeniu jako środek do pokrywania powierzchni lub dodawania do np. smarów.

Polska technologia polimeryzacji dawała PTFE w postaci emulsji lub zawiesiny wodnej, w tym drugim przypadku otrzymywano porowate ziarno o wrzecionowatym kształcie (drobne kłaczki), lekko postrzępionej powierzchni, o przybliżonej długości pojedynczego ziarna 1–5 mm. Proces otrzymywania PTFE w tej technologii był dość ciekawy z punktu widzenia teorii polimeryzacji: ze względu na sposób inicjowania procesu była to polimeryzacja emulsyjna (nadtlenkowy inicjator rozpuszczony w fazie zwartej – wodnej), natomiast ze względu na rozmiar ziarna i nietrwałość zawiesiny nosiła znamiona polimeryzacji suspensyjnej (tzw. perełkowej lub mikroblokowej).

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Czysty politetrafluoroetylen topi się temperaturze 327 °C, ale wykazuje bardzo dużą lepkość niepozwalającą na przetwórstwo typowe dla termoplastów. W temperaturze ok. 260 °C przechodzi z fazy krystalicznej do fazy ciekłokrystalicznej, w której staje się przezroczysty i dość miękki, ale nie płynny.

Jedną z najważniejszych cech PTFE jest jego wyjątkowo mała swobodna energia powierzchniowa, dzięki czemu ma on dobre właściwości smarujące oraz nie przywierają do niego żadne zanieczyszczenia. Inną ważną właściwością PTFE jest jego wysoka odporność chemiczna. Praktycznie nie reaguje on z niczym ani w niczym się nie rozpuszcza, nawet w stężonym kwasie fluorowodorowym, do którego przechowywania jest wykorzystywany.

Ze względu na nietopliwość, PTFE nie można obrabiać w typowy dla tworzyw sztucznych sposób (np. przez wytłaczanie lub wtrysk), lecz trzeba stosować techniki spiekania proszku – podobne do stosowanych w materiałach ceramicznych.

Inne odmiany teflonu, w których składzie obok merów −[−CF2−CF2−]n są także mery zawierające atomy wodoru, są topliwe i dzięki temu można je przerabiać tradycyjnymi metodami, ale mają one gorsze właściwości termiczne, chemiczne i powierzchniowe od czystego PTFE.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Patelnia pokryta PTFE.
Patelnia pokryta PTFE zapobiega przywieraniu potraw do dna
  • materiały, przedmioty i powłoki przedmiotów oraz elementy urządzeń pracujące w wysokich temperaturach i w kontakcie z agresywnymi środkami chemicznymi (aparatura chemiczna, naczynia kuchenne, ubrania strażackie (np. chemiczne ubrania gazoszczelne, CUG) itp.)
  • powłoki i materiały hydrofobowe (np. tkanina Gore-Tex)
  • składnik smarów
  • materiały, elementy urządzeń i powłoki poślizgowe (np. pocisków do broni ręcznej)
  • materiały uszczelniające (nici, taśmy)
  • implanty, kolczyki itp. elementy mające stały kontakt z tkankami

Łączenie teflonu z blachą patelni[edytuj | edytuj kod]

Teflon jest do blachy przyczepiony mechanicznie, na zasadzie retencji. Przed nałożeniem teflonu patelnia jest piaskowana aby uzyskać mikrochropowatą powierzchnię, a następnie natryskuje się cienką warstwę wstępną tworzywa, tzw. primer, i spieka go z patelnią, dzięki czemu teflon wypełnia wszystkie nierówności, łącząc się stabilnie z podłożem. Na tak przygotowaną powierzchnię nanosi się właściwą warstwę roboczą teflonu i stapia z primerem[4][5].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. The History of Teflon®. dupont.com. [dostęp 2014-07-12]. [zarchiwizowane z tego adresu (2000-08-18)].
  2. PTFE Tarflen. tarflensklep.pl. [dostęp 2011-10-17].
  3. J. Pielichowski, A. Puszyński Technologia tworzyw sztucznych
  4. Anne Marie Helmenstine: How Teflon Sticks to Nonstick Pans. [dostęp 2012-10-16].
  5. The Straight Dope: If Teflon is nonsticky, how do they get it to stick to the pan?, dostęp 2014-07-11.