Beskrivning av PTFE
July 03, 2023
Polytetrafluoroetylen (PTFE) är en syntetisk fluoropolymer av tetrafluoroetylen som har många tillämpningar. Det mest kända varumärket för PTFE är PTFE av DuPont Co.
PTFE är ett fluorkolväv, eftersom det är en högmolekylärviktsförening som består helt av kol och fluor. PTFE är hydrofob: varken vatten eller vatteninnehållande ämnen våt PTFE, eftersom fluorkolväten visar mildrade London-dispersionskrafter på grund av fluorens höga elektronegativitet. PTFE har en av de lägsta friktionskoefficienterna mot fasta ämnen.
PTFE används som en non-stick-beläggning för kokkärl och andra köksredskap. Det är mycket icke-reaktivt, delvis på grund av styrkan hos kol-fluoribindningar och så används den ofta i containrar och rörledningar för reaktiva och frätande kemikalier. När det används som smörjmedel reducerar PTFE friktion, slitage och energiförbrukning av maskiner. Det används också ofta som ett transplantatmaterial i kirurgiska ingrepp.
Det tros vanligtvis att PTFE är en spin-off-produkt från NASA Space Projects. Även om det har använts av NASA är antagandet felaktigt.
PTFE upptäcktes av misstag 1938 av Roy Plunkett medan han arbetade i New Jersey för kinetiska kemikalier. När Plunkett försökte göra ett nytt klorfluorkolkylmedel, slutade tetrafluoroetylengasen i sin tryckflaska flyta innan flaskans vikt hade sjunkit till punkten "tom." Eftersom Plunkett mätte mängden gas som användes genom att väga flaskan, blev han nyfiken på källan till vikten och till slut tog sig till att såga flaskan isär. Han hittade flaskans inre belagd med ett vaxartat vitt material som var konstigt halt. Analys visade att den var polymeriserad perfluoroetylen, med järnet från insidan av behållaren som fungerade som en katalysator vid högt tryck. Kinetiska kemikalier patenterade den nya fluorerade plasten (analog med den redan kända polyeten) 1941 och registrerade PTFE -varumärket 1945.
År 1948 producerade DuPont, som grundade kinetiska kemikalier i samarbete med General Motors, över två miljoner pund (900 ton) PTFE -märke PTFE per år i Parkersburg, West Virginia. En tidig användning var i Manhattan-projektet som ett material för att belägga ventiler och tätningar i rören som innehöll mycket reaktivt uranhexafluorid vid den stora K-25 uranberikningsanläggningen i Oak Ridge, Tennessee.
1954 uppmanade hustru till den franska ingenjören Marc Grégoire honom att prova materialet han hade använt på fiskeuttag på hennes matlagningsgrann. Därefter skapade han de första PTFE-belagda, non-stick-pannorna under BrandName Tefal (kombinerade "TEF" från "PTFE" och "AL" från aluminium). I USA marknadsförde Marion A. Trozzolo, som hade använt ämnet på vetenskapliga redskap, den första USA-tillverkade PTFE-belagda pannan, "The Happy Pan", 1961.
Under 1990-talet konstaterades att PTFE kunde strålning tvärbundet över sin smältpunkt i en syrefri miljö. Elektronstrålbehandling är ett exempel på strålbehandling. Tvärbundet PTFE har förbättrat mekaniska egenskaper med högtemperatur och strålningsstabilitet. Detta var betydelsefullt eftersom bestrålning under många år hade använts för att bryta ner PTFE för återvinning. Den strålningsinducerade kedjescissionen gör att den lättare kan återanvändas och återanvändas.
