Περιγραφή του PTFE

Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) είναι ένα συνθετικό φθοροπολυμερές τετραφθοροαιαιθυλίου που έχει πολυάριθμες εφαρμογές. Το πιο γνωστό εμπορικό σήμα της PTFE είναι το PTFE από την Dupont Co.

Το PTFE είναι ένα στερεό φθοροβάθμιο, καθώς είναι μια ένωση υψηλού μοριακού βάρους που αποτελείται από άνθρακα και φθορίου. Το PTFE είναι υδρόφοβο: ούτε το νερό ούτε το νερό που περιέχουν ουσίες υγρής PTFE, καθώς οι φθοροκαρδές επιδεικνύουν μετριασμένες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου λόγω της υψηλής ηλεκτροαρνητικότητας του φθορίου. Το PTFE έχει έναν από τους χαμηλότερους συντελεστές τριβής ενάντια σε οποιοδήποτε στερεό.
Το PTFE χρησιμοποιείται ως μη κολλητική επίστρωση για τηγάνια και άλλα μαγειρικά σκεύη. Είναι πολύ μη αντιδραστικό, εν μέρει λόγω της αντοχής των δεσμών άνθρακα-φθορίνης και έτσι χρησιμοποιείται συχνά σε δοχεία και σωληνώσεις για αντιδραστικές και διαβρωτικές χημικές ουσίες. Όπου χρησιμοποιείται ως λιπαντικό, το PTFE μειώνει την τριβή, τη φθορά και την κατανάλωση ενέργειας των μηχανημάτων. Χρησιμοποιείται επίσης συνήθως ως υλικό μοσχεύματος σε χειρουργικές επεμβάσεις.

Πιστεύεται συνήθως ότι το PTFE είναι ένα προϊόν spin-off από τα διαστημικά έργα της NASA. Αν και έχει χρησιμοποιηθεί από τη NASA, η υπόθεση είναι λανθασμένη.

Το PTFE ανακαλύφθηκε κατά λάθος το 1938 από τον Roy Plunkett ενώ εργαζόταν στο New Jersey για κινητικά χημικά. Καθώς ο Plunkett προσπάθησε να δημιουργήσει ένα νέο ψυκτικό ψυκτικό χλωροφθόρονο, το αέριο τετραφθοροαιθυλένιο στη φιάλη πίεσης του σταμάτησε να ρέει πριν το βάρος της φιάλης είχε πέσει στο σημείο σηματοδότησης "κενό". Δεδομένου ότι ο Plunkett μετρούσε την ποσότητα αερίου που χρησιμοποιείται από τη ζύγιση του μπουκαλιού, έγινε περίεργος ως προς την πηγή του βάρους και τελικά κατέφυγε στο πριόνι του μπουκαλιού. Βρήκε το εσωτερικό του μπουκαλιού επικαλυμμένο με ένα κηρώδες λευκό υλικό που ήταν παράξενα ολισθηρό. Η ανάλυση έδειξε ότι ήταν πολυμερισμένο υπερφθοροαιθυλενίου, με το σίδερο από το εσωτερικό του δοχείου να έχει ενεργήσει ως καταλύτης σε υψηλή πίεση. Οι κινητικές χημικές ουσίες κατοχύρωσαν το νέο φθοριωμένο πλαστικό (ανάλογα με το ήδη γνωστό πολυαιθυλένιο) το 1941 και κατέγραψαν το εμπορικό σήμα PTFE το 1945.

Μέχρι το 1948, η Dupont, η οποία ίδρυσε κινητικά χημικά σε συνεργασία με τη General Motors, παράγει πάνω από δύο εκατομμύρια λίρες (900 τόνους) της μάρκας PTFE PTFE ανά έτος στο Parkersburg της Δυτικής Βιρτζίνια. Μια έγκαιρη χρήση ήταν στο έργο του Μανχάταν ως υλικό για την επικάλυψη των βαλβίδων και των σφραγίδων στους σωλήνες που συγκρατούν εξαιρετικά αντιδραστικό εξελιώδες ουράνιο στο τεράστιο εργοστάσιο εμπλουτισμού ουρανίου K-25 στο Oak Ridge του Tennessee.

Το 1954, η σύζυγος του γαλλικού μηχανικού Marc Grégoire τον προέτρεψε να δοκιμάσει το υλικό που είχε χρησιμοποιήσει για την αλιεία με τα μαγειρικά σκεύη. Στη συνέχεια δημιούργησε τα πρώτα PTFE, μη κολλητικά τηγάνια κάτω από το brandname tefal (συνδυάζοντας το "TEF" από το "PTFE" και το "Al" από το αλουμίνιο). Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο Marion A. Trozzolo, ο οποίος είχε χρησιμοποιήσει την ουσία σε επιστημονικά σκεύη, κυκλοφόρησε το πρώτο αμερικανικό PTFE επικαλυμμένο PAN, "The Happy Pan", το 1961.

Στη δεκαετία του 1990, διαπιστώθηκε ότι το PTFE θα μπορούσε να είναι ακτινοβολία διασυνδεδεμένο πάνω από το σημείο τήξης σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο. Η επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων είναι ένα παράδειγμα επεξεργασίας ακτινοβολίας. Το PTFE που έχει συνδεθεί με διασυνδέσεις έχει βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας και τη σταθερότητα της ακτινοβολίας. Αυτό ήταν σημαντικό επειδή, για πολλά χρόνια, η ακτινοβολία σε συνθήκες περιβάλλοντος είχε χρησιμοποιηθεί για να σπάσει το PTFE για ανακύκλωση. Η επαγόμενη από την ακτινοβολία διαχωρισμό της αλυσίδας επιτρέπει να είναι πιο εύκολα επαναπροσδιορισμένη και επαναχρησιμοποίηση.