聚四氟乙烯
聚四氟乙烯(英語:,縮寫為),俗稱“塑膠王”,商标名(該商標中文譯名則各地相異:中國大陸譯為特富龙,香港譯為特氟龍,台灣譯為鐵氟龍,教科書則譯為特夫綸),這種材料的產品一般統稱作「不粘涂层」/「易潔鑊物料」;是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗鹼、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系數極低,所以可作润滑作用之餘,亦成為了不沾鍋和水管內層的理想塗料。
聚四氟乙烯 | |
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IUPAC名 poly(1,1,2,2-tetrafluoroethylene)[1] | |
系统名 聚四氟乙烯 | |
别名 | 特富龙、特氟龍、鐵氟龍, Syncolon, Fluon, Poly(tetrafluoroethene), Poly(difluoromethylene), Poly(tetrafluoroethylene) |
识别 | |
缩写 | PTFE |
CAS号 | 9002-84-0 |
ChEBI | 53251 |
KEGG | D08974 |
性质 | |
化学式 | (C2F4)n |
密度 | 2.2 g/cm3 |
熔点 | 327℃ |
熱導率 | 0.25 W/(m·K) |
危险性 | |
NFPA 704 |
0
1
0
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若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
历史
聚四氟乙烯是由杜邦公司的罗伊·J·布朗克(Roy J. Plunkett, 1910–1994)於1938年意外發現[2]:當他嘗試製作新的氯氟碳化合物冷媒時,四氟乙烯在高壓儲存容器中聚合(容器內壁的鐵成為聚合反應的催化劑)。杜邦公司在1941年取得其專利,並於1944年以「Teflon」的名稱註冊商標[3]。
如今聚四氟乙烯已经被广泛应用于生产与生活的许多领域,也有部分應用於軍事科技武器方面。如美軍M4A1卡賓槍機匣內部的槍機總成,鍍上一層聚四氟乙烯來增強武器壽限。
應用
聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的场合,并被用来制作不沾鍋以及干式变压器。聚四氟乙烯質地柔软,因此经常用于涂层[註 1]。它刚被研究出来时的主要使用领域是高温的发射火箭的内壁涂层。聚四氟乙烯也是生料带的主要成分。
性质
物理性质
聚四氟乙烯在室溫下為白色固體,密度約為2.2克/立方公分。根據杜邦公司的記載,其熔點為327℃(620.6℉)[4][5],但於260℃(500℉)以上就會變質。它的摩擦係數為小於或等於0.1,是已知摩擦係數最小的固體物質。聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。
- 密度:2.1–2.3 g/cm³
化学性质
毒性
聚四氟乙烯在常态下是无毒的,但当聚四氟乙烯烹调器具在温度达到500℉(260℃)之后便开始变质,并且在660℉(350℃)之上开始分解。杜邦公司在《有关使用杜邦特富龙不粘涂层炊具的重要知识》中说明惰性的聚四氟乙烯在温度在达到260℃后会发生化学变化。
比较而言,在烹煮油、脂与奶油时,当温度到达约392℉(200℃)时,将产生烧焦与烟,而肉通常在400℉–450℉(200℃–230℃)之间烧焦,然而若将空的烹调器具放置于炉火上,一不经意,便很容易超出这个温度。[7]
在1959年(在美國食品及藥物管理局批准食物调理器具物质之前)的一份研究中显示,涂层锅在干烧时所产生的气体中的毒性,较烹煮一般食用油所产生的气体中的毒性低。
制程中的致癌物质
美國環境保護署在2005年的科学咨询议会中发现,在生产聚四氟乙烯过程中使用的原料之一全氟辛酸(PFOA)可能具有致癌作用。这个发现到目前为止仍未定论。另外,杜邦公司曾因该物质污染地下水,而遭到其位于俄亥俄州与西维吉尼亚州工厂外围的居民控告。美国环保署的检测人员至少在后一工厂的1名怀孕女工体内发现PFOA,而且女工腹中胎儿已经受到影响,但杜邦公司隐瞒了这一检测结果。不过,环保署提起的关于违反《有毒物质控制法案》和《资源保护法》的8项指控,被杜邦于2004年以1650万美元和解。到目前为止,该物质尚未受到美国环境保护署规范。[8][9]
在2006年一月,杜邦公司,身为美国唯一一家生产PFOA的公司,同意于2015年达到减少其工厂对于该化学物质的排放,但不愿承诺逐步完全淘汰使用该化学物质。此协议不仅适用于使用PTFE的煮食器具,也包含了食品包装与铺料。杜邦公司同时声明,他们无法在生产PTFE中,不使用PFOA,但他们会寻求替代品。2015年起,杜邦已经在生产PTFE中停止使用PFOA。
PFOA仅于制程中使用——并于硬化程序后,仅留下非常微量的PFOA。杜邦公司声称,在其适当的硬化程序后,锅具上所残留的PFOA,应该是已微量到无法测量。
注释
- 聚四氟乙烯最出名的应用之一是北京水立方的外墙材料,是世界上面积最大的集中使用,
参考文献
引用
- . [2012-07-12]. (原始内容存档于2017-12-22).
- Roy J. Plunkett 页面存档备份,存于 Chemical Heritage Foundation. Retrieved 10 September 2006.
- Dupont.com 的存檔,存档日期2007-03-29. - The story of Teflon
- Fluoropolymer Comparison - Typical Properties 页面存档备份,存于 www2.dupont.com. Retrieved 10 September 2006.
- . [2011-12-26]. (原始内容存档于2016-02-21).
- . 国家信息传输线质量监督检验中心. [2017-07-10]. (原始内容存档于2013-09-26).
- 广东省环境保护监测中心站工程师王辉指出,使用煎、炒、炸等烹饪方式时,锅子的温度一般都在300℃以上,水煮的菜也很容易就窜到200℃以上。卢晓、徐毅儿、吴璇. . 中国新闻网. 中国新闻社. 2004-07-12 [2012-08-27]. (原始内容存档于2015-02-04).
- 李珊. . 《环球时报》生命周刊 (人民日报社). 2006-02-14: 第三版 [2012-08-26]. (原始内容存档于2012-05-06).
- 王靓. . 《东方早报》. 2005-12-16 [2012-08-26].
- . 搜狐网.
来源
- Ellis, D.A.; Mabury, S.A.; Martin, J.W.; Muir, D.C.G. "Thermolysis of fluoropolymers as a potential source of halogenated organic acids in the environment." Nature 2001, 412 (6844), pp. 321–324.
外部連結
- PFOA Facts (Society of the Plastics Industry, Inc.(SPI), 2005). PFOA Facts
- The Chemical Heritage Foundation (2000). Roy J. Plunkett. Retrieved Oct 7, 2005.
- DuPont Teflon PTFE Material Data Sheet 页面存档备份,存于 Retrieved Sept 6, 2006
- 杜邦公司 (2005). Teflon News and Information. Retrieved Oct 7, 2005.
- 杜邦公司 (2005). Information on PFOA 页面存档备份,存于. Retrieved Oct 12, 2005.
- PTFE vs FEP vs PFA vs ETFE vs PVDF The differences in Teflon tubing