聚四氟乙烯

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聚四氟乙烯
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 2200 kg/m3
熔点 600 K
熱導率 0.25 W/(m·K)
危险性
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
 
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

聚四氟乙烯Polytetrafluoroethene,英文缩写为PTFE,(俗称"塑料王"),商标名Teflon®,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」;是一種使用了取代聚乙烯中所有原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗、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。

历史[编辑]

聚四氟乙烯是由杜邦公司的Roy Plunkett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卡賓槍機匣英语Receiver (firearms)內部的槍機總成,鍍上一層聚四氟乙烯來增強武器壽限。

性質與應用[编辑]

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,相當於已知摩擦係數最小的固體物質。

生料带的主要成分是聚四氟乙烯,常用于密封水管接口。

應用[编辑]

聚四氟乙烯的结构

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,并被用来制作不粘锅以及干式变压器。聚四氟乙烯很软,因此经常用于涂层。 聚四氟乙烯最出名的应用是北京水立方的外墙材料,是世界上面积最大的集中使用,在它研究出来的时候使用领域主要是高温的发射火箭的内壁涂层。

性质[编辑]

物理性质[编辑]

聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能

化学性质[编辑]

  • 耐腐蚀性:能够承受除了熔融的碱金属氟化介质以及高于300 ℃氢氧化钠之外的所有强酸(包括氟锑酸王水)、强碱、强氧化剂还原剂和各种有机溶剂的作用。
  • 绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达10^18欧姆·厘米,介质损耗小,击穿电压高。
  • 耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度-190~260 ℃。
  • 自润滑性:具有塑料中最小的摩擦係數,是理想的无油润滑材料。
  • 表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能最小的固体材料。
  • 耐大气老化性,耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。
  • 不燃性:限氧指数在90以下。

毒性[编辑]

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。这些剥蚀物可令鸟致死,并可使人产生类似流感的症状。杜邦公司的《有关使用杜邦特富龙不粘涂层炊具的重要知识》承认,号称惰性的聚四氟乙烯在温度达到260℃就会发生化学变化。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。[6]

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。

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[编辑]

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铵英语Perfluorooctanoic acid(PFOA)可能具有致癌作用。这个发现到目前为止仍未定论。世界卫生组织的专家推荐使用传统的中国铁锅,因为铁锅对防治缺铁性贫血有很好的辅助作用,还可以避免化学物质带来的健康隐患。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》(Toxic Substances Control Act)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。[7][8]

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。

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。

参考文献[编辑]

  1. ^ poly(tetrafluoroethylene)(CHEBI:53251). [July 12, 2012]. 
  2. ^ Roy J. Plunkett Chemical Heritage Foundation. Retrieved 10 September 2006.
  3. ^ Dupont.com - The story of Teflon
  4. ^ Fluoropolymer Comparison - Typical Properties www2.dupont.com. Retrieved 10 September 2006.
  5. ^ 聚四氟乙烯-Guidechem.com(字典)
  6. ^ 卢晓、徐毅儿、吴璇. 特富龙不粘锅成分可能致癌 广州将进行全市抽检. 中国新闻网. 中国新闻社. 2004-07-12 [2012-08-27]. 
  7. ^ 李珊. 世卫推荐使用中国铁锅 安全有益健康. 《环球时报》生命周刊 (人民日报社). 2006-02-14: (第三版) [2012-08-26]. 
  8. ^ 王靓. 杜邦掏1650万美元了结特富龙官司. 《东方早报》. 2005-12-16 [2012-08-26]. 
  • 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[编辑]

工業資訊[编辑]

廚房用品[编辑]

有關Teflon / PFOA / C-8的討論[编辑]

其他[编辑]