กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 18 นาที

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ( PTFE ) เป็น ฟลูออโรพอลิเมอร์ สังเคราะห์ ของ เตตระฟลูออโรเอทิลีน และมีการใช้งานมากมายเนื่องจาก ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี [ 3 ]...

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน
ชื่อ
ชื่อ IUPAC
โพลี(1,1,2,2-เตตระฟลูออโรเอทิลีน) [ 1 ]
ชื่ออื่นๆ
ฟลูออน, โพลี(เตตระฟลูออโรอีเทน), โพลี(เตตระฟลูออโรเอทิลีน), เทฟลอน
ตัวระบุ
  • 9002-84-0 ตรวจสอบวาย
คำย่อ เอฟเฟพีดี
ชอีบี
  • เชบี:53251 ☒เอ็น
เคมสไปเดอร์
  • ไม่มี
บัตรข้อมูล ECHA100.120.367
เคกก์
  • D08974 ☒เอ็น
มหาวิทยาลัย
  • E1NC1JVS3O ตรวจสอบวาย
  • DTXSID7047724
คุณสมบัติ
(C 2 F 4 ) n
ความหนาแน่น2200  กก./ ลบ.ม.
จุดหลอมเหลว327  องศาเซลเซียส
ความต้านทานไฟฟ้า10 18  Ω·cm [ a ]
การนำความร้อน0.25 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)
อันตราย
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa)
☒เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) ตรวจสอบวาย☒เอ็น
ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ( PTFE ) เป็นฟลูออโรพอลิเมอร์สังเคราะห์ของเตตระฟลูออโรเอทิลีนและมีการใช้งานมากมายเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี [ 3 ]ชื่อทางการค้าที่รู้จักกันทั่วไปของสารประกอบ PTFE คือเทฟลอนโดยChemours [ 4 ] ซึ่งเป็นบริษัทที่ แยกตัวออกมาจากDuPont ซึ่งเป็นผู้ คิดค้นสารประกอบนี้ขึ้นมาตั้งแต่ปี 1938 [ 4 ]

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) เป็นของแข็งฟลูออโรคาร์บอน เนื่องจากเป็นพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุล สูง ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนและฟลูออรีน ทั้งหมด PTFE มี คุณสมบัติไม่ ชอบน้ำ กล่าวคือ ทั้งน้ำและสารที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ จะไม่ทำให้ PTFE เปียก เนื่องจากฟลูออรีนมี แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลแบบลอนดอนเพียงเล็กน้อย อันเนื่องมาจากค่าสภาพขั้วไฟฟ้า ต่ำของฟลูออรีน นอกจากนี้ PTFE ยังมี ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่สุดชนิดหนึ่งในบรรดาของแข็งทั้งหมด

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) ใช้เป็นสารเคลือบกันติดสำหรับกระทะและเครื่องครัว อื่นๆ เนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยา กับสารเคมี ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความแข็งแรงของพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนจึงมักใช้ในภาชนะและท่อสำหรับสารเคมีที่ทำปฏิกิริยาและกัดกร่อนเมื่อใช้เป็นสารหล่อลื่น PTFE ช่วยลดแรงเสียดทาน การสึกหรอ และการใช้พลังงานของเครื่องจักร นอกจากนี้ยังใช้เป็นวัสดุปลูกถ่ายในศัลยกรรมและเป็นสารเคลือบในสายสวนปัสสาวะด้วย

PTFE และสารเคมีที่ใช้ในการผลิตเป็นสารเพอร์และโพลีฟลูออโรอัลคิล ( PFAS ) ที่รู้จักกันดีและใช้กันอย่างแพร่หลาย[ 5 ]ซึ่งเป็น สารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ ยาวนาน PTFE มีสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของการผลิตฟลูออโรโพลีเมอร์ทั้งหมด รองลงมาคือโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) [ 5 ]

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ DuPont ใช้กรดเพอร์ฟลูออโรออกทาโนอิก (PFOA หรือ C8) ในการผลิต PTFE ต่อมาได้ยุติการใช้งานเนื่องจากการดำเนินคดีทางกฎหมายเกี่ยวกับ ผลกระทบต่อ ระบบนิเวศและสุขภาพจากการสัมผัส PFOA [ 6 ] [ 7 ] ปัจจุบัน Chemours ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจาก DuPont ผลิต PTFE โดยใช้สารเคมีทางเลือกที่เรียกว่าGenXซึ่งเป็น PFAS อีกชนิดหนึ่ง แม้ว่า GenX จะได้รับการออกแบบให้คงอยู่ในสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า PFOA แต่ผลกระทบของมันอาจเป็นอันตรายเท่าเทียมกันหรืออาจเป็นอันตรายมากกว่าสารเคมีที่มันถูกแทนที่[ 8 ] [ 9 ]

ประวัติศาสตร์

โฆษณาของกระทะแฮปปี้แพน กระทะเคลือบเทฟลอนจากยุค 1960
โฆษณาของ Zepel ซึ่งเป็นชื่อทางการค้าที่ใช้ในการทำการตลาดเทฟลอนในฐานะสารเคลือบผ้า
แผ่นปิดกันความร้อน PTFE ที่แสดงร่องรอยหลุมอุกกาบาต จากการทดลองรังสีคอสมิกหนักพิเศษ (UHCRE) ของ NASA บนสถานีตรวจวัดระยะยาว (LDEF)
โลโก้ของเทฟลอน ซึ่งเป็นชื่อแบรนด์ที่รู้จักกันทั่วไปของสารประกอบ PTFE ที่ผลิตโดย Chemours

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) ถูกค้นพบโดยบังเอิญในปี 1938 โดยรอย เจ. พลันเก็ตต์ขณะที่เขาทำงานอยู่ที่โรงงาน Chemours Chambers Works ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ให้กับบริษัท DuPontทีมเคมีของ DuPont พยายามผลิตสารทำความเย็นคลอโรฟลูออโรคาร์บอน ชนิดใหม่ที่เรียกว่า เตตระฟลูออโรเอทิลีน ก๊าซในขวดแรงดันหยุดไหลก่อนที่น้ำหนักของขวดจะลดลงจนถึงจุดที่บ่งบอกว่า "ว่างเปล่า" จอห์น เจ. บีล (นักเคมี) สังเกตเห็นความแตกต่างของน้ำหนักในกระบอกทดสอบของเขา จึงแจ้งให้รอย พลันเก็ตต์ทราบ นักเคมีในห้องทดลองจึงเลื่อยขวดออกและพบว่าภายในขวดเคลือบด้วยวัสดุสีขาวคล้ายขี้ผึ้งที่ลื่นอย่างประหลาด การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่ามันคือเพอร์ฟลูออโรเอทิลีนที่ผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน โดยเหล็กจากภายในภาชนะทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้ความดันสูง[ 10 ] Kinetic Chemicals ได้จดสิทธิบัตรพลาสติกฟลูออริเนตชนิดใหม่ (ซึ่งคล้ายกับโพลีเอทิลีนที่ รู้จักกันอยู่แล้ว ) ในปี พ.ศ. 2484 [ 11 ]และจดทะเบียนเครื่องหมายการค้าเทฟลอนในปี พ.ศ. 2488 [ 12 ] [ 13 ]

ในปี พ.ศ. 2491 DuPont ซึ่งก่อตั้ง Kinetic Chemicals ร่วมกับGeneral Motorsได้ผลิตโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนยี่ห้อเทฟลอนมากกว่า 910,000 กิโลกรัม (2,000,000 ปอนด์) ต่อปีในเมืองพาร์คเบิร์ก รัฐเวสต์เวอร์จิเนีย [ 14 ]การใช้งานในช่วงแรกคือในโครงการแมนฮัตตันโดยใช้เป็นวัสดุเคลือบวาล์วและซีลในท่อที่บรรจุยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ ที่มีปฏิกิริยาสูง ณ โรงงาน เสริมสมรรถนะยูเรเนียมK-25ขนาดใหญ่ในเมืองโอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซี[ 15 ]

ในปี พ.ศ. 2497 โคเล็ตต์ เกรกัวร์ ได้ชักชวนสามีของเธอ ซึ่งเป็นวิศวกรชาวฝรั่งเศส ชื่อ มาร์ค เกรกัวร์ให้ลองใช้วัสดุที่เขาใช้กับอุปกรณ์ตกปลามาใช้กับกระทะทำอาหารของเธอ ต่อมาเขาได้สร้างกระทะเคลือบ PTFE ที่ไม่ติดกระทะ เป็นครั้งแรก ภายใต้ชื่อแบรนด์Tefal (โดยการรวมคำว่า "Tef" จาก "Teflon" และ "al" จาก aluminium) [ 16 ]ในสหรัฐอเมริกามาริออน เอ. โทรซโซโลผู้ซึ่งใช้สารดังกล่าวกับเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ ได้วางจำหน่ายกระทะเคลือบ PTFE ที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาเป็นครั้งแรกในชื่อ "The Happy Pan" ในปี พ.ศ. 2504 [ 17 ]นับตั้งแต่นั้นมา เครื่องครัวที่ไม่ติดกระทะได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนทั่วไป โดยมีผู้ผลิตหลายร้อยรายทั่วโลกนำเสนอผลิตภัณฑ์เหล่านี้

ชื่อแบรนด์ Zepel ถูกนำมาใช้เพื่อส่งเสริมคุณสมบัติการต้านทานคราบสกปรกและการต้านทานน้ำเมื่อนำไปใช้กับผ้า[ 18 ]

ในช่วงทศวรรษ 1990 พบว่า PTFE สามารถเชื่อมโยงด้วย รังสีได้ เหนือจุดหลอมเหลวในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน[ 19 ]การประมวลผลด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเป็นตัวอย่างหนึ่งของการประมวลผลด้วยรังสี PTFE ที่เชื่อมโยงกันแสดงคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงที่ดีขึ้นและเสถียรภาพต่อรังสีที่ดีขึ้น ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากเป็นเวลาหลายปีที่การฉายรังสีในสภาวะแวดล้อมถูกนำมาใช้เพื่อสลาย PTFE เพื่อการรีไซเคิล[ 20 ]การแตกตัวของโซ่ที่เกิดจากรังสีนี้ทำให้สามารถบดและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายขึ้น

มีการรายงาน การบำบัดพื้นผิวด้วยการปล่อยประจุโคโรนาเพื่อเพิ่มพลังงานและปรับปรุงการยึดเกาะ[ 21 ]

การผลิต

PTFE ผลิตโดยการพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ ของเตตระฟลูออโรเอทิลีน [ 22 ] สมการสุทธิมีดังนี้:

n F 2 C=CF 2 → −(F 2 C−CF 2 ) n

เนื่องจากเตตระฟลูออโรเอทิลีนสามารถสลายตัวอย่างรุนแรงกลายเป็นเตตระฟลูออโรมีเทน ( CF₄ ) และคาร์บอน ได้จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษสำหรับการพอลิเมอไรเซชันเพื่อป้องกันจุดร้อนที่อาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่เป็นอันตรายนี้ โดยทั่วไปกระบวนการจะเริ่มต้นด้วยเพอร์ซัลเฟตเช่นโพแทสเซียมเพอร์ซัลเฟตและแอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟตซึ่งจะแตกตัวเป็นไอออนเพื่อสร้างอนุมูลซัลเฟต:

[O 3 SO− OSO 3 ] 2− ⇌ 2 ดังนั้น•− 4

พอลิเมอร์ที่ได้จะสิ้นสุดด้วย หมู่ เอสเทอร์ซัลเฟตซึ่งสามารถไฮโดรไลซ์เพื่อ ให้ได้ หมู่ปลาย OH [ 23 ]

PTFE แบบเม็ดผลิตขึ้นโดยวิธีการพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอยโดยที่ PTFE จะถูกแขวนลอยใน ตัวกลางที่ เป็นน้ำโดยส่วนใหญ่ผ่านการกวน และโดยทั่วไปมักใช้สารลดแรงตึงผิวนอกจากนี้ PTFE ยังถูกสังเคราะห์โดยวิธีการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันซึ่งสารลดแรงตึงผิวเป็นวิธีการหลักในการรักษา PTFE ให้อยู่ในตัวกลางที่เป็นน้ำ[ 24 ]ในอดีต สารลดแรงตึงผิวได้แก่ กรดเพอร์ฟลูออโรออกตาโนอิก (PFOA) และกรด เพอร์ฟลูออโรออกตาเนซัลโฟนิก (PFOS) เมื่อไม่นานมานี้ กรดเพอร์ฟลูออโร 3,6 ไดออกซาออกตาโนอิก (PFO2OA) และFRD-903 (GenX) ถูกนำมาใช้เป็นทางเลือก[ 25 ]

คุณสมบัติ

PTFE มักถูกนำมาใช้เคลือบกระทะที่ไม่ติดเพราะมีคุณสมบัติไม่ดูดซับน้ำและทนความร้อนได้ค่อนข้างสูง

PTFE เป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกซึ่งเป็นของแข็งสีขาวที่อุณหภูมิห้อง มีความหนาแน่นประมาณ 2200 กก./ลบ.ม. และจุดหลอมเหลวที่ 600 K (327 °C; 620 °F) [ 26 ]มันยังคงความแข็งแรง ความเหนียว และการหล่อลื่นตัวเองที่อุณหภูมิต่ำถึง 5 K (−268.2 °C; −450.7 °F) และมีความยืดหยุ่นที่ดีที่อุณหภูมิสูงกว่า 194 K (−79.15 °C; −110.5 °F) [ 27 ] PTFE ได้รับคุณสมบัติจากผลรวมของพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนเช่นเดียวกับฟลูออโรคาร์บอนทั้งหมด สารเคมีเพียงชนิดเดียวที่ทราบว่ามีผลต่อพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนเหล่านี้คือโลหะที่มีปฏิกิริยาสูง เช่นโลหะอัลคาไลที่อุณหภูมิสูงขึ้น โลหะเช่นอะลูมิเนียมและแมกนีเซียม และสารฟลูออริเนต เช่นซีนอนไดฟลูออไรด์และโคบอลต์(III) ฟลูออไรด์[ 28 ]ที่อุณหภูมิสูงกว่า 650–700 °C (1,200–1,290 °F) PTFE จะเกิดการสลายตัวเป็นพอลิเมอร์[ 29 ]อย่างไรก็ตาม มันจะเริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 260 °C (500 °F) ถึง 350 °C (662 °F) และ จะเกิด การไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 °C (752 °F) [ 30 ]

คุณสมบัติ ค่า
อุณหภูมิแก้ว114.85 °C (238.73 °F; 388.00 K) [ 31 ]
การขยายตัวทางความร้อน112–125×10 −6  K −1 [ 32 ]
การแพร่ความร้อน0.124 มม. 2 /วินาที[ 33 ]
โมดูลัสของยัง0.5 จีพีเอ
ความแข็งแรงของผลผลิต23 เมกะปาสคาล
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน0.05–0.10
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกε = 2.1 , สีแทน(δ) < 5×10 −2
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (60 เฮิรตซ์) ε = 2.1 , สีแทน(δ) < 2×10 −2
ความแข็งแรงของฉนวน (1 MHz) 60 MV/m
ค่าความไวต่อสนามแม่เหล็ก (SI, 22 °C) −10.28×10 −6 [ 34 ]

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของพลาสติกมักจะวัดเทียบกับเหล็กขัดเงา[ 35 ]ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ PTFE อยู่ที่ 0.05 ถึง 0.10 [ 26 ]ความต้านทานของ PTFE ต่อแรงแวนเดอร์วาลส์หมายความว่ามันเป็นพื้นผิวเดียวที่ทราบกันว่าจิ้งจกไม่สามารถเกาะติด ได้ [ 36 ]นอกจากนี้ PTFE ยังสามารถใช้เพื่อป้องกันแมลงไม่ให้ปีนขึ้นไปบนพื้นผิวที่ทาสีด้วยวัสดุนี้ได้ ตัวอย่างเช่น PTFE ถูกใช้เพื่อป้องกันมดไม่ให้ปีนออกจากรังมดมีการบำบัดพื้นผิวสำหรับ PTFEที่เปลี่ยนแปลงพื้นผิวเพื่อให้สามารถยึดเกาะกับวัสดุอื่นได้

เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีและความร้อน PTFE จึงมักถูกใช้เป็นวัสดุปะเก็นในอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานต่อสารเคมีรุนแรง เช่น ยาหรือกระบวนการทางเคมี[ 37 ]อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งถึงช่วงปี 1990 [ 19 ] PTFE ยังไม่เป็นที่รู้จักว่าสามารถเชื่อมโยงกันได้เหมือนอีลาสโตเมอร์เนื่องจากความเฉื่อยทางเคมี ดังนั้นจึงไม่มี "ความจำ" และมีแนวโน้มที่จะเกิดการคืบคลานเนื่องจากแนวโน้มที่จะเกิดการคืบคลาน ประสิทธิภาพในระยะยาวของซีลดังกล่าวจึงแย่กว่าอีลาสโตเมอร์ที่แสดงระดับการคืบคลานเป็นศูนย์หรือใกล้ศูนย์ ในการใช้งานที่สำคัญ มักใช้ แหวนรอง Bellevilleเพื่อใช้แรงอย่างต่อเนื่องกับปะเก็น PTFE ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการสูญเสียประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งานของปะเก็นจะน้อยที่สุด[ 38 ]

PTFE เป็น พอลิเมอร์ที่โปร่งใสต่อ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) อย่างไรก็ตาม เมื่อสัมผัสกับ ลำแสง เลเซอร์เอ็กไซเมอร์มันจะเสื่อมสภาพอย่างรุนแรงเนื่องจากผลกระทบโฟโตเทอร์มอล ที่ไม่สม่ำเสมอ [ 39 ]และอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้

กำลังประมวลผล

การแปรรูป PTFE อาจทำได้ยากและมีราคาแพง เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 327 °C (621 °F) ซึ่งสูงกว่าจุดสลายตัว แม้จะหลอมเหลวแล้ว PTFE ก็ไม่ไหลเนื่องจากความหนืดของของเหลวหลอมเหลวสูงมาก[ 40 ] [ 41 ]ความหนืดและจุดหลอมเหลวสามารถลดลงได้โดยการเติมโคโมโนเมอร์ ในปริมาณเล็กน้อย เช่น เพอร์ฟลูออโร (โพรพิลไวนิลอีเทอร์) และเฮกซาฟลูออโรโพรพิลีน (HFP) ซึ่งจะทำให้สายโซ่ PTFE ที่เป็นเส้นตรงสมบูรณ์แบบแตกแขนงออกไป ลดความเป็นผลึก[ 42 ]

ชิ้นส่วน PTFE บางส่วนผลิตโดยการขึ้นรูปเย็น ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการขึ้นรูปด้วยการอัด [ 43 ] โดยการอัดผง PTFE ละเอียดเข้าไปในแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง (10–100 MPa) [ 43 ]หลังจากระยะเวลาการตกตะกอน ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหลายวัน แม่พิมพ์จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 360 ถึง 380 °C (680 ถึง 716 °F) [ 43 ]ทำให้อนุภาคละเอียดหลอมรวมกัน ( เผาผนึก ) เป็นมวลเดียว[ 44 ]

การใช้งานและการประยุกต์ใช้

สายเคเบิลแบบคู่บิดเกลียวหุ้มด้วยฉนวน PTFE (สีขาว)

ฉนวนสายไฟ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การใช้งาน PTFE ที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งคิดเป็นประมาณ 50% ของการผลิต[ 45 ]คือการใช้เป็นฉนวนสำหรับสายไฟในงานด้านอวกาศและคอมพิวเตอร์ (เช่น สายเชื่อมต่อ สายเคเบิลโคแอกเซียล) [ 46 ] [ 45 ]การใช้งานนี้ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่า PTFE มีคุณสมบัติทางไดอิ เล็กตริกที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกระจายความเร็วกลุ่ม ต่ำ [ 47 ] : 574 โดยเฉพาะอย่าง ยิ่งที่ความถี่วิทยุ สูง [ 47 ] : 574 ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นฉนวน ที่ดีเยี่ยม ใน ชุดประกอบ ตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิลและในแผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ใน ความถี่ ไมโครเวฟ เมื่อรวมกับอุณหภูมิหลอมเหลวที่สูง ทำให้ PTFE เป็นวัสดุที่ได้รับเลือกให้เป็นวัสดุทดแทนที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับ โพลีเอทิลีนที่อ่อนแอกว่า มีการกระจายตัวสูงกว่า และมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าซึ่งมักใช้ในงานต้นทุนต่ำ

ซีลแบริ่ง

ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม PTFE ถูกนำมาใช้สำหรับตลับ ลูกปืนธรรมดาเฟืองแผ่นเลื่อนซีล ปะเก็น บูช[ 48 ] และการใช้งานอื่นๆ ที่มีการเลื่อนของชิ้นส่วนต่างๆ เนื่องจากมีแรงเสียดทานต่ำซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอะซีทัลและไนลอน[ 47 ] : 573

อิเล็กเตรต

เนื่องจาก มีค่าความต้านทานจำเพาะสูงมาก จึงเป็นวัสดุที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการผลิต อิเล็กเตรตที่มีอายุ การใช้งานยาวนานซึ่ง เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติ ทางไฟฟ้าสถิตคล้ายกับแม่เหล็กถาวร

วัสดุคอมโพสิต

ฟิล์ม PTFE ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และไฟเบอร์กลาส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ฟิล์ม PTFE ใช้เป็นฉนวนกั้นระหว่างชิ้นส่วนคาร์บอนหรือไฟเบอร์กลาสที่กำลังสร้าง และในวัสดุระบายอากาศและวัสดุห่อหุ้ม จะใช้เพื่อห่อหุ้มการยึดติดเมื่อทำการลดปริมาตร (การกำจัดอากาศออกจากระหว่างชั้นของวัสดุที่วางซ้อนกันด้วยระบบสุญญากาศ) และเมื่อทำการอบคอมโพสิต ซึ่งโดยปกติจะทำในเครื่องออโตเคลฟ ฟิล์ม PTFE ที่ใช้ในที่นี้จะช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุที่ไม่เกี่ยวข้องกับการผลิตติดกับชิ้นส่วนที่กำลังสร้าง ซึ่งมีความเหนียวเนื่องจากชั้นคาร์บอน-กราไฟต์หรือไฟเบอร์กลาสได้รับการเคลือบด้วย เรซิน บิสมาเลอิไมด์ไว้ล่วงหน้า วัสดุที่ไม่เกี่ยวข้องกับการผลิต เช่น เทฟลอน วัสดุระบายอากาศ Airweave และตัวถุงเอง จะถือว่าเป็นสิ่งแปลกปลอม (เศษวัสดุ/ความเสียหายจากสิ่งแปลกปลอม) หากปล่อยทิ้งไว้ในชั้นวัสดุ

Gore-Texเป็นแบรนด์ของ PTFE ขยายตัว (ePTFE) ซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยเยื่อฟลูออโรโพลีเมอร์ที่มีรูพรุนขนาดเล็ก หลังคาของสนามกีฬาHubert H. Humphrey Metrodomeในเมืองมินนิอาโปลิสสหรัฐอเมริกา เป็นหนึ่งในตัวอย่างการใช้งาน PTFE ที่ใหญ่ที่สุด โดยใช้พื้นที่ 20 เอเคอร์ (81,000 ตารางเมตร)ในการสร้างโดมไฟเบอร์กลาสเคลือบ PTFE สองชั้นสีขาว

ซับในที่ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี

เนื่องจากมีคุณสมบัติไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีและทนต่ออุณหภูมิสูง PTFE จึงมักถูกใช้เป็นวัสดุบุภายในชุดประกอบท่ออ่อนข้อต่อขยายและท่อส่งในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานที่เกี่ยวข้องกับกรด ด่าง หรือสารเคมีอื่นๆ คุณสมบัติที่ไม่ก่อให้เกิดแรงเสียดทานช่วยให้ของเหลวที่มีความหนืดสูงไหลได้ดีขึ้น และเหมาะสำหรับการใช้งานในงานต่างๆ เช่น ท่อเบรก

โครงสร้างเมมเบรนที่ตึงตัว

แผ่นเมมเบรนสถาปัตยกรรม PTFE สร้างขึ้นโดยการเคลือบผ้าฐานใยแก้วทอด้วย PTFE ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งแรงและทนทานที่สุดที่ใช้ในโครงสร้างรับแรงดึง [ 49 ] โครงสร้างที่โดดเด่นบางแห่งที่มีแผ่นเมมเบรนรับแรงดึง PTFE ได้แก่The O2 Arenaในลอนดอนสนามกีฬา Moses Mabhidaในแอฟริกาใต้สนามกีฬา Metropolitanoในสเปน และ หลังคา สนามกีฬา Sydney Football Stadiumในออสเตรเลีย[ 50 ]

เครื่องดนตรี

PTFE มักพบได้ในผลิตภัณฑ์หล่อลื่นสำหรับเครื่องดนตรี โดยส่วนใหญ่มักใช้กับน้ำมันวาล์ว

PTFE ยังถูกนำมาใช้ในการผลิต วัสดุ สำหรับนัท กีตาร์และเบส ด้วย พลาสติกที่ผสม PTFE นั้นจำหน่ายในชื่อ "สารหล่อลื่นในตัว" ซึ่งช่วยให้สายกีตาร์เลื่อนผ่านร่องนัทได้ง่ายขึ้น ป้องกันการติดขัด หรือที่เรียกว่า " stiction " ซึ่งเป็นสาเหตุของความไม่เสถียรในการตั้งสาย ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ของ GraphTech Guitar Labs ประกอบด้วยนัทแซดเดิลและตัวยึดสายที่ทำจากวัสดุที่ผสม PTFE สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับกีตาร์ที่มีระบบไวเบรโตเนื่องจากสายกีตาร์ถูกดึงไปมาบนนัทและแซดเดิลโดยระบบไวเบรโตของเครื่องดนตรีดังกล่าว ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ต่ำกว่าของ PTFE จึงเป็นประโยชน์ ช่วยให้สายกีตาร์กลับสู่ตำแหน่งเดิมและตั้งสายได้ถูกต้อง

สารหล่อลื่น

PTFE ใช้ในสเปรย์หล่อลื่นแบบละอองบางชนิด รวมถึงใน รูปแบบ ไมโครไนซ์และโพลาไรซ์ มีคุณสมบัติเด่นคือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ (ซึ่งช่วยยับยั้งการเกิดสนิม) และเกิดเป็นฟิล์มแห้งหลังการใช้งาน ทำให้สามารถต้านทานการสะสมของอนุภาคที่อาจก่อตัวเป็นเนื้อครีมขัดถูได้[ 51 ]ยี่ห้อต่างๆ ได้แก่ GT85, Tri-Flow และ WD-40 Specialist [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]

เครื่องครัว

ขวดแก้วเทฟลอนสองใบ
กระปุก PTFE ขึ้นรูปสองใบ

PTFE เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในด้านการใช้งานเคลือบกระทะและเครื่องครัวที่ไม่ติดกระทะ เนื่องจากมีคุณสมบัติ ไม่ดูดซับน้ำและทนความร้อนได้ค่อนข้างสูง

แผ่นฐานของเตารีด บางรุ่น เคลือบด้วย PTFE [ 55 ]

คนอื่น

เทป PTFE ที่มีแผ่นกาวไวต่อแรงกดด้านหลัง

แอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่มอื่นๆ ได้แก่:

  • ใช้ในอุปกรณ์ยึดรองเท้าสกีเป็นอุปกรณ์ลดแรงเสียดทานแบบไม่ใช้กลไก (AFD - anti-friction device)
  • สามารถยืดออกเพื่อบรรจุรูพรุนขนาดเล็กที่มีขนาดแตกต่างกัน จากนั้นจึงนำไปวางไว้ระหว่างชั้นผ้าเพื่อสร้างผ้ากันน้ำและระบายอากาศได้ในเครื่องแต่งกายกลางแจ้ง[ 56 ]
  • ใช้เป็นสารปกป้องผ้าเพื่อป้องกันคราบสกปรกบนชุดนักเรียนที่เป็นทางการ เช่น เสื้อเบลเซอร์เครื่องแบบ[ 57 ]
  • ใช้เป็นสารหล่อลื่นเพื่อป้องกันไม่ให้แมลงและสัตว์ขาปล้อง อื่นๆ ที่ถูกจับไว้ หนีออกไป
  • ใช้เป็นสารเคลือบสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และการดูแลสุขภาพ โดยมีสูตรที่ให้ความแข็งแรงและทนต่อความร้อนแก่อุปกรณ์ผ่าตัดและอุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ[ 58 ]
  • ใช้เป็นแผ่นแปะอินเตอร์เฟซฟิล์มสำหรับการใช้งานด้านกีฬาและการแพทย์ โดยมีแผ่นกาวไวต่อแรงกดซึ่งติดตั้งในบริเวณที่มีการเสียดสีสูงเชิงกลยุทธ์ของรองเท้า แผ่นรองเท้า อุปกรณ์พยุงข้อเท้าและเท้าและอุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ เพื่อป้องกันและบรรเทาอาการพุพอง แผลพุพอง และแผลที่เท้าที่เกิดจากการเสียดสี[ 59 ]
  • เยื่อ PTFE ที่ขยายตัวได้ถูกนำมาใช้ในการทดลองเพื่อช่วย ในการผ่าตัด ทราเบคิวเลคโตมีเพื่อรักษาโรคต้อหิน[ 60 ]
  • ผง PTFE ใช้ในส่วนประกอบดอกไม้ไฟเป็นสารออกซิไดเซอร์ร่วมกับผงโลหะ เช่นอะลูมิเนียมและแมกนีเซียมเมื่อจุดติดไฟ ส่วนผสมเหล่านี้จะก่อให้เกิดเขม่า คาร์บอน และโลหะฟลูออไร ด์ที่เกี่ยวข้อง และปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมาก มีการใช้ในพลุล่อเป้าอินฟราเรดและเป็นตัวจุดไฟสำหรับเชื้อเพลิงจรวดแข็ง [ 61 ] อะลูมิเนียมและ PTFE ยังใช้ในส่วนประกอบเชื้อเพลิง เทอร์ โมบาริก บางชนิดด้วย
  • ผง PTFE ใช้ในสารแขวนลอยที่มีความหนืดต่ำ ส่วนผสมอะซีโอโทรปิกของซิลิออกเซนอีเทอร์เพื่อสร้างสารหล่อลื่นสำหรับใช้ในปริศนาบิด[ 62 ]
  • ในการวัดรังสี ด้วยแสง แผ่น PTFE ถูกใช้เป็นหัววัดในเครื่องวัดสเปกตรัมและเครื่องวัดรังสีแบบบรอดแบนด์ (เช่น เครื่องวัด ความสว่างและเครื่องวัดรังสีUV ) เนื่องจาก PTFE มีความสามารถในการกระจายแสงที่ส่งผ่านได้อย่างสมบูรณ์แบบ นอกจากนี้ คุณสมบัติทางแสงของ PTFE ยังคงที่ในช่วงความยาวคลื่นกว้าง ตั้งแต่ UV ไปจนถึงใกล้อินฟราเรดในบริเวณนี้ อัตราส่วนของการส่งผ่านแสงปกติต่อการส่งผ่านแสงแบบกระจายนั้นน้อยมาก ดังนั้นแสงที่ส่งผ่านตัวกระจายแสง (แผ่น PTFE) จึงแผ่รังสีตามกฎโคไซน์ของแลมเบิร์ต ด้วยเหตุนี้ PTFE จึงช่วยให้ตัวตรวจจับที่วัดกำลังของรังสีแสงที่พื้นผิว เช่น ใน การวัดความเข้มของแสงอาทิตย์ มีการตอบสนองเชิงมุมแบบโคไซน์
  • กระสุนเคลือบเทฟลอนเคลือบด้วย PTFE เพื่อลดการสึกหรอ ของ ร่องเกลียวในปืนที่กระสุนที่ไม่เคลือบจะก่อให้เกิด PTFE เองไม่ได้ทำให้กระสุนมีคุณสมบัติเจาะเกราะ[ 63 ]
  • ความต้านทานการกัดกร่อนสูงทำให้ PTFE มีประโยชน์ในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการ ซึ่งใช้สำหรับบุภาชนะ เป็นสารเคลือบสำหรับเครื่องกวนแม่เหล็ก และเป็นท่อสำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่นกรดไฮโดรฟลูออริกซึ่งจะละลายภาชนะแก้ว นอกจากนี้ยังใช้ในภาชนะสำหรับเก็บกรดฟลูออโรแอนติ โมนิ ก ซึ่งเป็น กรดซุปเปอร์[ 64 ]
  • ท่อ PTFE ใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบก๊าซต่อก๊าซในกระบวนการทำความสะอาดก๊าซของเตาเผาขยะ โดยทั่วไปกำลังการผลิตต่อหน่วยจะอยู่ที่หลายเมกะวัตต์
  • PTFE ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะเทปซีลเกลียวในงานประปา โดยเข้ามาแทนที่สารหล่อลื่นเกลียวแบบครีมเป็นส่วนใหญ่
  • ตัวกรองเมมเบรน PTFE เป็นหนึ่งในตัวกรองอากาศอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ตัวกรองเคลือบ PTFE มักใช้ในระบบดักจับฝุ่นเพื่อดักจับอนุภาคจากกระแสอากาศในงานที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงและปริมาณอนุภาคสูง เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน การผลิตซีเมนต์ และโรงหล่อเหล็ก[ 65 ]
  • สามารถใช้กราฟต์ PTFE เพื่อบายพาสหลอดเลือดแดงที่ตีบ ในโรคหลอดเลือดส่วนปลายได้ หากไม่มีหลอดเลือดดำ จากร่างกายของผู้ป่วยเองที่เหมาะสมให้ใช้เป็นกราฟต์
  • น้ำมันหล่อลื่นและจาระบีสำหรับจักรยานหลายชนิดมีส่วนประกอบของ PTFE และใช้กับโซ่และชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอื่นๆ ที่ต้องรับแรงเสียดทาน (เช่นลูกปืนดุมล้อ )
  • PTFE ถูกนำมาใช้ใน ไหมขัดฟันบางประเภท
  • PTFE ยังสามารถใช้ได้เมื่อทำการอุดฟันเพื่อแยกการสัมผัสของฟันข้างเคียง เพื่อไม่ให้วัสดุบูรณะติดกับฟันข้างเคียง[ 66 ] [ 67 ]
  • แผ่น PTFE ถูกนำมาใช้ในการผลิตน้ำมันกัญชาบิวเทนเนื่องจากคุณสมบัติที่ไม่ติดและทนต่อตัวทำละลายที่ไม่เป็นขั้ว[ 68 ]
  • PTFE ซึ่งเกี่ยวข้องกับลามิเนตที่มีพื้นผิวเล็กน้อย ถูกนำมาใช้ในระบบแบริ่งธรรมดาของกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน
  • PTFE ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเคลือบกันติดสำหรับอุปกรณ์แปรรูปอาหาร[ 69 ]เช่น ถังใส่แป้ง ชามผสม ระบบสายพานลำเลียง ลูกกลิ้ง และรางลำเลียง นอกจากนี้ PTFE ยังสามารถเสริมความแข็งแรงได้ในบริเวณที่มีการเสียดสี เช่น สำหรับอุปกรณ์แปรรูปแป้งที่มีเมล็ดพืชหรือแป้งที่มีเม็ด[ 69 ]
  • มีการทดลองใช้ PTFE ในกระบวนการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า
  • ท่อ PTFE ถูกนำมาใช้สำหรับท่อโบว์เดนในเครื่องพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากมีแรงเสียดทานต่ำ ทำให้มอเตอร์สเต็ปเปอร์ของหัวฉีดสามารถดันเส้นใยผ่านได้ง่ายขึ้น
  • PTFE นิยมใช้ในแผ่นรองเมาส์เสริมสำหรับเมาส์เกมมิ่งเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างเมาส์กับแผ่นรองเมาส์ ทำให้การเลื่อนเมาส์ราบรื่นยิ่งขึ้น
  • แผ่นฟอยล์ PTFE มักใช้กับเครื่องพิมพ์เลเซอร์ทั่วไป ในชุดทำความร้อน โดยพันรอบองค์ประกอบความร้อน และบนลูกกลิ้งกดด้านตรงข้ามเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งใด ๆ ติด (ทั้งกระดาษที่พิมพ์แล้วและผงหมึก)
  • นอกจากนี้ PTFE ยังถูกนำมาใช้ทำเครื่องประดับร่างกาย เนื่องจากมีความปลอดภัยในการสวมใส่มากกว่าวัสดุอย่างอะคริลิก
  • PTFE ถูกนำมาใช้ทำเครื่องมือสำหรับเย็บเล่มหนังสือ เช่น เครื่องมือพับ เครื่องมือทำรอย และเครื่องมือแยกแผ่นกระดาษ ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่า เครื่องมือพับกระดาษเทฟลอน (Teflon bone folders)
  • PTFE นิยมใช้สำหรับทำปลายปั๊มดูดตะกั่วเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูง
  • PTFE ได้รับการเสนอให้เป็นสารเติมแต่งอาหารที่ไม่มีแคลอรี่เพื่อเพิ่มความอิ่ม[ 70 ]
  • ในการผ่าตัดหัวใจ โดยเฉพาะการซ่อมแซมลิ้นหัวใจไมทรัล จะใช้ห่วงสำเร็จรูปที่ทำจากวัสดุเย็บแผล PTFE ซึ่งเรียกว่า "neochordae" เป็นประจำ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลของวัสดุนี้ วัสดุนี้ช่วยให้ทนต่อแรงดึงหลายครั้งในระหว่างขั้นตอนการผ่าตัดเหล่านี้ได้[ 71 ]

ความปลอดภัย

แม้ว่า PTFE จะมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิต่ำ แต่จะเริ่มเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิประมาณ 260 °C (500 °F) และสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 350 °C (662 °F) และ เกิด การไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 °C (752 °F) [ 30 ]ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวหลักคือ ก๊าซ ฟลูออโรคาร์บอนและสารระเหิดรวมถึงเตตระฟลูออโรเอทิลีน (TFE) และอนุมูลไดฟลูออโรคา ร์บีน (RCF2) [ 30 ]

การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ที่ดำเนินการในปี พ.ศ. 2498 สรุปว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่มีนัยสำคัญต่อสุขภาพที่อุณหภูมิต่ำกว่า 250 °C (482 °F) [ 72 ]ที่อุณหภูมิสูงกว่านั้น ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อนก[ 73 ] : # 6 และอาจทำให้เกิดอาการคล้ายไข้หวัดใหญ่ในมนุษย์ ( ไข้จากควันโพลิเมอร์ ) [ 73 ] : # 5 แม้ว่าในมนุษย์อาการเหล่านั้นจะหายไปภายในหนึ่งหรือสองวันหลังจากย้ายไปอยู่ในที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์[ 74 ]

กรณีส่วนใหญ่ของไข้จากควันพอลิเมอร์ในมนุษย์เกิดจากการสูบบุหรี่ที่ปนเปื้อน PTFE [ 74 ]แม้ว่าจะมีกรณีเกิดขึ้นในผู้ที่เชื่อมโลหะใกล้ส่วนประกอบ PTFE ก็ตาม[ 74 ]เครื่องครัวเคลือบ PTFE ไม่น่าจะถึงอุณหภูมิที่เป็นอันตรายในการใช้งานปกติ เนื่องจากเนื้อสัตว์มักจะทอดที่อุณหภูมิระหว่าง 204 ถึง 232 °C (399 ถึง 450 °F) และน้ำมันปรุงอาหาร ส่วนใหญ่ (ยกเว้น น้ำมัน ดอกคำฝอยและ น้ำมัน อะโวคาโด ที่ผ่านการกลั่น ) จะเริ่มมีควันก่อนที่อุณหภูมิจะถึง 260 °C (500 °F) การศึกษาในปี 1973 โดยห้องปฏิบัติการ Haskell ของ DuPont พบว่าการสัมผัสกับควันจากเครื่องครัว PTFE ที่ให้ความร้อนถึง 280 °C (536 °F) เป็นเวลา 4 ชั่วโมงนั้นเป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับนกแก้วแม้ว่าจะเป็นอุณหภูมิที่สูงกว่า 260 °C (500 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ควันจากเนยที่ผ่านกระบวนการไพโรไลซิสเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อนกก็ตาม[ 75 ]

กรดเพอร์ฟลูออโรออกตาโนอิก (PFOA) ซึ่งเป็นสารเคมีที่เคยใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ PTFE เช่น เครื่องครัวเคลือบสารกันติด อาจเป็นสารก่อมะเร็งในผู้ที่สัมผัสกับสารนี้ (ดูEcotoxicity ) [ 76 ]พบระดับ PFOA ที่น่าเป็นห่วงในเลือดของผู้ที่ทำงานหรืออาศัยอยู่ใกล้โรงงานที่ใช้สารเคมีนี้ และในผู้ที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่มี PFOA เป็นประจำ เช่นแว็กซ์สำหรับเล่นสกี บางชนิด และสารเคลือบผ้ากันคราบ อย่างไรก็ตาม ไม่พบว่าเครื่องครัวเคลือบสารกันติดเป็นแหล่งสำคัญของการสัมผัส เนื่องจาก PFOA ถูกเผาไหม้ออกไปในระหว่างกระบวนการผลิตและไม่อยู่ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป[ 74 ]อย่างไรก็ตาม การศึกษาในปี 2007 แสดงให้เห็นว่า PFOA ไม่ได้ถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์ในระหว่างกระบวนการผลิตเครื่องครัวเคลือบสารกันติด[ 77 ]เครื่องครัวเคลือบสารกันติดไม่ได้ผลิตโดยใช้ PFOA ตั้งแต่ปี 2013 [ 78 ]และ PFOA ก็ไม่ได้ผลิตในสหรัฐอเมริกาอีกต่อไป[ 76 ]

ความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม

โครงการ Living Building Challenge

PTFE ถูกเพิ่มเข้าไปในรายการสีแดงของ Living Building Challenge (LBC)ในปี 2559 รายการสีแดงนี้ห้ามใช้สารที่พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมการก่อสร้างซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในการก่อสร้างที่ต้องการให้เป็นไปตามเกณฑ์ของ Living Building Challenge (LBC) [ 79 ]

ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อน

การสลายตัวด้วยความร้อนของ PFTE ก่อให้เกิดกรดไตรฟลูออโรอะซิติก (TFA) ในปริมาณมากและสารประกอบที่สลายตัวเป็น TFA (เช่นเฮกซาฟลูออโรโพรพีน ) รวมถึงกรดเพอร์ฟลูออโรอัลคิลคาร์บอกซิลิก (PFCA) สายยาว (C 3 –C 14 ) ในปริมาณเล็กน้อย [ 74 ]กรดไตรฟลูออโรอะซิติกสลายตัวช้ามากในสิ่งแวดล้อม แม้ว่าความเสี่ยงทางนิเวศวิทยาโดยรวมของมันยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่[ 80 ] [ 81 ] PFCA สายยาว (C 9 –C 21 ) ถูกกำหนดให้กำจัดภายใต้อนุสัญญาสตอกโฮล์มว่าด้วยสารมลพิษอินทรีย์ที่ตกค้าง[ 82 ] [ 83 ]

พีเอฟโอเอ

กรดเพอร์ฟลูออโรออกตาโนอิก (PFOA หรือ C8) ถูกนำมาใช้ในการผลิต PTFE ในฐานะสารลดแรงตึงผิวระหว่างกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันแม้ว่าผู้ผลิตหลายรายได้เลิกใช้สารนี้ไปแล้วอย่างสิ้นเชิงก็ตาม

PFOA คงอยู่ในสิ่งแวดล้อมอย่างไม่มีกำหนด[ 84 ]ตรวจพบ PFOA ในเลือดของบุคคลทั่วไปในสหรัฐอเมริกาในระดับต่ำและต่ำกว่าระดับส่วนต่อพันล้านและระดับจะสูงขึ้นในพนักงานโรงงานเคมีและประชากรโดยรอบ มีการประมาณการว่า PFOA และกรดเพอร์ฟลูออโรออกเทนซัลโฟนิก (PFOS) อยู่ในกระแสเลือดของชาวอเมริกันทุกคนในระดับส่วนต่อพันล้าน แม้ว่าความเข้มข้นเหล่านั้นจะลดลง 70% สำหรับ PFOA และ 84% สำหรับ PFOS ระหว่างปี 1999 ถึง 2014 ซึ่งตรงกับการสิ้นสุดการผลิตและการเลิกใช้ PFOA และ PFOS ในสหรัฐอเมริกา[ 85 ]ประชากรทั่วไปได้รับสาร PFOA จากการทิ้งขยะ C8 จำนวนมากลงสู่มหาสมุทรและใกล้กับหุบเขาแม่น้ำโอไฮโอ[ 6 ] [ 86 ] [ 87 ]ตรวจพบ PFOA ในขยะอุตสาหกรรม พรมกันคราบ น้ำยาทำความสะอาดพรม ฝุ่นบ้านถุงป๊อปคอร์นไมโครเวฟน้ำอาหาร และเครื่องครัว PTFE

จากผลของการฟ้องร้องแบบกลุ่มและการประนีประนอมกับชุมชนกับDuPont นักระบาดวิทยา 3 คนได้ทำการศึกษาประชากรในเมือง Parkersburg รัฐเวสต์เวอร์จิเนีย ซึ่งอยู่รอบโรงงานเคมี Chemours Washington Works (อดีตโรงงานของ DuPont) ที่ได้รับสาร PFOA ในระดับที่สูงกว่าประชากรทั่วไป การศึกษาสรุปว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างการได้รับสาร PFOA กับผลลัพธ์ด้านสุขภาพ 6 ประการ ได้แก่มะเร็งไตมะเร็งอัณฑะโรคลำไส้ใหญ่ อักเสบ โรคต่อมไทรอยด์ ภาวะคอเลสเตอรอลสูง และความดันโลหิตสูงขณะตั้งครรภ์[ 88 ]

โดยรวมแล้ว เครื่องครัว PTFE ถือเป็นช่องทางการสัมผัส PFOA ในระดับเล็กน้อย[ 89 ]

เจนเอ็กซ์

จากผลของการฟ้องร้องคดีกลุ่มเกี่ยวกับ PFOAทำให้ DuPont เริ่มใช้ GenX ซึ่งเป็นสารประกอบฟลูออรีนที่คล้ายกัน แทนกรดเพอร์ฟลูออโรออกทาโนอิกในการผลิตฟลูออโรโพลิเมอร์เช่น PTFE ยี่ห้อเทฟลอน[ 90 ] [ 91 ]อย่างไรก็ตาม EPA ได้จัดประเภท GenX ว่ามีพิษมากกว่า PFOA [ 8 ]และพิสูจน์แล้วว่าเป็น "สารทดแทนที่น่าเสียดาย" [ 92 ]ผลกระทบของมันอาจเป็นอันตรายเท่าเทียมกันหรืออาจเป็นอันตรายมากกว่าสารเคมีที่มันตั้งใจจะใช้แทนเสีย อีก [ 92 ] [ 9 ]

สารเคมีเหล่านี้ผลิตโดยChemoursซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจาก DuPont ในเมืองเฟเยตวิลล์ รัฐนอร์ทแคโรไลนา [ 93 ] โรงงานเฟเยตวิลล์เป็นสถานที่ที่ DuPont เริ่มผลิต PFOA หลังจากคดีความในเมืองพาร์คเบิร์ก รัฐเวสต์เวอร์จิเนีย ทำให้การผลิตที่นั่นต้องหยุดชะงัก เมื่อ EPA ขอให้บริษัทต่างๆ ยุติการผลิต PFOA โดยสมัครใจ โรงงานเฟเยตวิลล์จึงเปลี่ยนมาใช้ GenX แทน ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2560 หนังสือพิมพ์ Wilmington Star-News ได้เปิดเผยเรื่องราว[ 94 ]ว่าพบ GenX ในแม่น้ำเคปเฟียร์ ซึ่งเป็นแหล่งน้ำดื่มสำหรับประชาชน 500,000 คน แหล่งที่มาของมลพิษถูกระบุว่าเป็นโรงงานเฟเยตวิลล์ ซึ่งดำเนินการโดย DuPont มาตั้งแต่ก่อตั้งในปี พ.ศ. 2514 และต่อมาบริหารจัดการโดยบริษัท Chemours ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจาก DuPont ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2558 หน่วยงานด้านน้ำระบุว่าไม่สามารถกรองสารเคมีเหล่านี้ออกจากน้ำดื่มได้

บันทึกของกรมคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา (NC DEQ) [ 95 ]ระบุว่า DuPont เริ่มปล่อย PFAS เข้าสู่พื้นที่ตั้งแต่ปี 1976 ด้วยการผลิต Nafion และ PFAS รวมถึง GenX ได้ถูกปล่อยออกมาเป็นผลพลอยได้จากการผลิต Vinyl Ethers ตั้งแต่ปี 1980 ทำให้ Cape Fear Basin ได้รับผลกระทบมานานหลายทศวรรษ องค์กรไม่แสวงหาผลกำไรขนาดเล็กชื่อ Cape Fear River Watch ได้ฟ้องร้อง NC DEQ ที่ไม่ดำเนินการอย่างรวดเร็วและเข้มแข็งกว่านี้ และฟ้องร้อง Chemours ผู้ก่อมลพิษในข้อหาละเมิดพระราชบัญญัติน้ำสะอาดและพระราชบัญญัติควบคุมสารพิษ ผลลัพธ์คือคำสั่งยินยอม[ 96 ]ที่ลงนามเมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2019 โดย Cape Fear River Watch, NC DEQ และ Chemours [ 97 ]คำสั่งดังกล่าวกำหนดให้ Chemours ต้องหยุดการปล่อยน้ำเสีย การปล่อยมลพิษทางอากาศ การปล่อยน้ำใต้ดิน จัดหาตัวเลือกการสุ่มตัวอย่างและการกรองให้กับผู้ใช้น้ำบาดาล และกำหนดให้มีการสุ่มตัวอย่างที่พิสูจน์ได้ว่ามีสารประกอบ PFAS ที่แตกต่างกันมากกว่า 300 ชนิดที่ถูกปล่อยออกมาจากโรงงาน Fayetteville [ 98 ]

พอลิเมอร์ที่คล้ายกัน

เทฟลอนยังใช้เป็นชื่อทางการค้าสำหรับพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน คือเพอร์ฟลูออโรอัลคอกซีพอลิเมอร์เรซิน (PFA)

ชื่อทางการค้าเทฟลอนยังใช้กับโพลิเมอร์อื่นๆ ที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกันด้วย:

วัสดุเหล่านี้ยังคงรักษาคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของ PTFE ไว้ เช่น แรงเสียดทานต่ำและไม่ทำปฏิกิริยา แต่ยังขึ้นรูปได้ง่ายกว่าอีกด้วย ตัวอย่างเช่น FEP นุ่มกว่า PTFE และหลอมเหลวที่ 533 K (260 °C; 500 °F) นอกจากนี้ยังมีความโปร่งใสสูงและทนต่อแสงแดด[ 99 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ไดอิเล็กทริก ความต้านทานรวม [ 2 ]

อ่านเพิ่มเติม

  • Ellis, DA; Mabury, SA; Martin, JW; Muir, DCG; Mabury, SA; Martin, JW; Muir, DCG (2001). "การสลายตัวด้วยความร้อนของฟลูออโรพอลิเมอร์เป็นแหล่งที่มาของกรดอินทรีย์ฮาโลเจนในสิ่งแวดล้อม" Nature . 412 (6844): 321– 324. Bibcode : 2001Natur.412..321E . doi : 10.1038/35085548 . PMID  11460160 . S2CID  4405763 .
  • กระบวนการพลาสมาและการยึดติดด้วยกาวของโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน
  • PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน) (คุณสมบัติ) | Fluorotherm.com
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Polytetrafluoroethylene&oldid=1360115856 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ( PTFE ) เป็น ฟลูออโรพอลิเมอร์ สังเคราะห์ ของ เตตระฟลูออโรเอทิลีน และมีการใช้งานมากมายเนื่องจาก ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมี [ 3 ]...

ประวัติศาสตร์

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) ถูกค้นพบโดยบังเอิญในปี 1938 โดย รอย เจ.

การผลิต

PTFE ผลิตโดย การพอลิเมอไรเซชัน แบบอนุมูลอิสระ ของ เตตระฟลูออโรเอทิลีน [ 22 ] สม การสุทธิมีดังนี้:

คุณสมบัติ

PTFE เป็นพอ ลิเมอร์เทอร์โม พลาสติก ซึ่งเป็นของแข็งสีขาวที่อุณหภูมิห้อง มีความหนาแน่นประมาณ 2200 กก./ลบ.ม. และ จุดหลอมเหลวที่ 600 K (327 °C; 620 °F) [ 26 ] มันยังคงความแข็งแรง ความเหนียว และการหล่อลื่นตัวเองที่อุณหภูมิต่ำถึง 5 K (−268.2 °C; −450.