تفلون برای تولید مقاطع تفلونی
پُلی تترافلوئورو اتیلن یا به اختصار PTFE یک فلوئوروپلیمر مصنوعی یا سنتتیک از تترافلوئورواتیلن است که کاربردهای بسیار فراوانی دارد. این ماده بیشتر با نام تجاری تفلون که متعلق به شرکت Chemours است شناخته می‌شود.[۱] Chemours یک شرکت اسپین-آف از غول صنایع شیمیایی آمریکایی، دوپون بود.[۱] این ماده با نام تجاری Syncolon نیز شناخته می‌شود که متعلق به شرکت Synco Chemical Corporation است.[۲]
گاهی به این ماده تفلون بکر (Virgin Teflon) گفته می‌شود و تفاوت آن در این است که در ساخت آن از هیچگونه مواد بازیافتی استفاده نشده‌است، در حالیکه در تفلون‌های رده مکانیکی گاهی درصدی از تفلون بازیافت شده‌است.[۳] تفلون بکر توسط سازمان غذا و داروی آمریکا تأیید شده و بیشتر در صنایع داروسازی و غذایی کاربرد دارد.[۳]
تاریخچه
این ماده به‌طور تصادفی توسط Plunkett در سال ۱۹۳۸ کشف شد. در حالی که وی در تلاش برای ساختن یک مبرد از نوع CFC بود، پرفلورواتیلن در دستگاه فشار آزمایشگاه او پلیمرسازی شد (در این واکنش شیمیایی آهن جداره ظرف به عنوان کاتالیزور عمل کرد). در سال ۱۹۴۱ میلادی این ماده به ثبت رسید و سه سال بعد نام تفلون ثبت تجاری شد.[۴]
کاربردها
بیشترین کاربرد تفلون یعنی نزدیک به ۵۰٪ آن، در ساخت کابل‌های برق رایانه‌ها و هوافضا است. (برای مثال کابل‌های کواکسیال) و این به دلیل خواص دی‌الکتریکی فوق‌العاده تفلون،[۵] مخصوصاً در فرکانس‌های رادیویی است.[۵]
در صنعت به دلیل ضریب اصطکاک بسیار پایین تفلون، از آن برای ساخت یاتاقان لغزشی، چرخ‌دنده، آب‌بند، گسکت و واشر، بوش و نخ دندان[۶] و دیگر کاربردهایی که نیاز به لغزش با اصطکاک پایین دارد استفاده می‌شود.
از لایه نازک تفلون به صورت گسترده‌ای در تولید کامپوزیت‌های فیبر کربنی و کامپوزیت‌های فایبرگلاس مخصوصاً در صنعت هوافضا استفاده می‌شود.
پوستر تبلیغاتی یک ماهیتابه نچسب در دهه ۱۹۶۰ که توسط لایه‌ای از PTFE یا تفلون پوشش داده شده‌است.
کاربرد تفلون در ساخت ظروف آشپزخانه نچسب کاملاً شناخته شده‌است.
به جهت خاصیت ضد خورده شدن تفلون در برابر بعضی از انواع اسیدها و حتی ابر اسید ها، در ساخت برخی ظروف نگه‌داری اسید کاربرد دارد.
ویژگی‌های فیزیکی این ماده[۴]
| ویژگی | واحد | مقدار |
|---|---|---|
| چگالی | g/cm³ | ۲٫۲ |
| نقطه ذوب | °C | ۳۲۷ |
| مدول یانگ | GPa | ۰٫۵ |
| مقاومت تسلیم | MPa | ۲۳ |
| ضریب اصطکاک | ۰٫۰۵–۰٫۱۰ | |
| ثابت دی الکتریک | ε=۲٫۱،tan(δ)<۵(-۴) | |
| ثابت دی الکتریک (۶۰ Hz) | ε=۲٫۱،tan(δ)<۲(-۴) | |
| مقاومت دی الکتریک (۱ MHz) | MV/m | ۶۰ |
زیان‌ها
زمانی که مولکول‌های PTFE دچار شکست حرارتی شوند ترکیباتی از قبیل سدیم تری فلوئورو استیت (Sodium trifluoroacetate) و کلورو دی فلوئورو اسِتِیت (chlorodifluoroacetate) و کربوکسیلیک اسیدها ایجاد می‌گردد. برخی مطالعات جدید حاکی از اثرات سوء این ترکیبات بر سلامتی انسان و تأثیرات مخرب زیست‌محیطی است و به همین دلیل در بازار آمریکا در حال جایگزینی است.[۷]
PFOA
از پرفلوئورواکتانوئیک اسید (PFOA یا C8) به عنوان یک سورفاکتانت در پلیمریزاسیون امولسیون PTFE استفاده می‌شود، البته برخی تولیدکننده‌ها استفاده از آن را کاملاً قطع کرده‌اند.
PFOA به صورت نامشخصی در محیط زیست پایدار باقی می‌ماند.[۸] این ماده در خون ۹۸ درصد مردم آمریکا به مقدارهای بسیار کمی در محدوده جزء در میلیارد پیدا شده‌است. البته این مقدار از سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۱۴ به ۷۰٪ برای PFOA و ۸۴٪ برای PFOS کاهش پیدا کرده‌است، که مصادف با ممنوعیت استفاده از PFOA و PFOS در آمریکاست.[۹][۱۰] جمعیت عمومی آمریکا به دلیل دفع حجم زیادی زباله‌های حاوی C8 در اقیانوس و نزدیک به دره رودخانه اوهایو در معرض PFOA قرار گرفته‌اند.[۱۱][۱۲][۱۳] PFOA در موادی از قبیل زباله‌های صنعتی، فرش‌های ضدلک، مواد شوینده فرش، گرد و خاک خانه، آب، غذا و ظروف تفلون دیده شده‌است.
در نتیجه یک دادخواهی سنخی و حل و فصل اجتماعی با DuPont، سه اپیدمیولوژیست مطالعاتی را در مورد جمعیت یک کارخانه شیمیایی انجام دادند که در معرض POFA بیشتری نسبت به جمعیت عمومی آمریکا قرار گرفته بودند. در این مطالعات به این نتیجه رسیدند که بین مواجهه با PFOA و شش پیامد بهداشتی ارتباط وجود دارد: سرطان کلیه، سرطان بیضه، کولیت اولسراتیو، بیماری تیروئید، هایپر کلسترول خون (کلسترول بالا) و فشار خون ناشی از بارداری.[۱۴]
روی هم رفته، ظروف تفلونی یکی از منابع جزئی قرار گرفتن در معرض PFOA در نظر گرفته می شود.[۱۵]
از محصولات شما استفاده کردم؛ بسیار عالی بود.
از محصولات شما استفاده کردم؛ بسیار عالی بود.
از محصولات شما استفاده کردم؛ بسیار عالی بود.