Beskrivelse af PTFE
July 03, 2023
Polytetrafluoroethylen (PTFE) er en syntetisk fluoropolymer af tetrafluoroethylen, der har adskillige anvendelser. Det bedst kendte mærkenavn på PTFE er PTFE af Dupont Co.
PTFE er et fluorcarbonstofstof, da det er en høj molekylær vægtforbindelse, der består helt af kulstof og fluor. PTFE er hydrofobt: Hverken vand eller vandholdige stoffer våde PTFE, da fluorcarboner demonstrerer afbødede London-spredningskræfter på grund af den høje elektronegativitet af fluor. PTFE har en af de laveste friktionskoefficienter mod ethvert fast stof.
PTFE bruges som en ikke-stick coating til pander og andet køkkengrej. Det er meget ikke-reaktivt, delvis på grund af styrken af kulstof-fluorbindinger, og det bruges ofte i containere og rørledninger til reaktive og ætsende kemikalier. Hvor PTFE bruges som smøremiddel, reducerer ptfe friktion, slid og energiforbrug af maskiner. Det bruges også ofte som et transplantatmateriale i kirurgiske indgreb.
Det antages ofte, at PTFE er et spin-off-produkt fra NASA-rumprojekter. Selvom det er blevet brugt af NASA, er antagelsen forkert.
PTFE blev ved et uheld opdaget i 1938 af Roy Plunkett, mens han arbejdede i New Jersey for kinetiske kemikalier. Da Plunkett forsøgte at fremstille en ny chlorofluorcarbon -kølemiddel, stoppede tetrafluoroethylengas i dens trykflaske med at flyde, før flaskens vægt var faldet til punktet signalering "tom". Da Plunkett målte mængden af gas, der blev anvendt ved at veje flasken, blev han nysgerrig efter kilden til vægten og typisk til sidst at savne flasken fra hinanden. Han fandt flaskens interiør belagt med et voksagtigt hvidt materiale, der var underligt glat. Analyse viste, at det var polymeriseret perfluoroethylen, hvor jernet indvendigt af beholderen havde fungeret som en katalysator ved højt tryk. Kinetiske kemikalier patenterede den nye fluorerede plast (analog med den allerede kendte polyethylen) i 1941 og registrerede PTFE -varemærket i 1945.
I 1948 producerede Dupont, der grundlagde kinetiske kemikalier i partnerskab med General Motors, over to millioner pund (900 ton) af PTFE -mærket PTFE pr. År i Parkersburg, West Virginia. En tidlig anvendelse var i Manhattan-projektet som et materiale til at belægge ventiler og tætninger i rørene, der havde meget reaktive uranhexafluorid ved det store K-25 uranberigelsesanlæg i Oak Ridge, Tennessee.
I 1954 opfordrede kona til den franske ingeniør Marc Grégoire ham til at prøve det materiale, han havde brugt på fiskeribagnen på hendes madlavningspander. Derefter skabte han den første PTFE-coatede, ikke-stick pander under mærkeren Tefal (kombinerer "TEF" fra "PTFE" og "AL" fra aluminium). I USA markedsførte Marion A. Trozzolo, der havde brugt stoffet på videnskabelige redskaber, den første amerikansk-fremstillede PTFE-coated pan, "The Happy Pan", i 1961.
I 1990'erne blev det konstateret, at PTFE kunne stråling tværbundet over dets smeltepunkt i et iltfrit miljø. Elektronstrålebehandling er et eksempel på strålingsbehandling. Tværbundet PTFE har forbedret mekaniske egenskaber med høj temperatur og strålingsstabilitet. Dette var betydningsfuldt, fordi bestråling i mange år var bestråling ved omgivelsesbetingelser blevet brugt til at nedbryde PTFE til genanvendelse. Den strålingsinducerede kædesving gør det lettere at blive omjordisk og genanvendt.
