تفلون چیست؟

پلی تترافلوئورو اتیلن یک رزین سنتزی قوی، چقرمه، غیر اشتعال پذیر و مومی شکل می‌باشد که با پلیمریزاسیون اضافی امولسیونی و یا سوسپانسیونی تترافلوئورو اتیلن تحت فشار بالا و در حضور شروع‌کننده‌های رادیکال‌ آزاد تولید می‌گردد. پلیمر نهایی حاوی یک زنجیره‌ی کربنی با شاخه های فلوئور متصل به هر کربن می‌باشد. نام تجاری آن تفلون، فلوئن (fluon)، هوستافلون (Hostaflon) و پلی فلون است. از ویژگی‌های قابل توجه آن می‌توان به سطح نچسب و لغزنده آن، نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر تقریباً همه‌ی مواد شیمیایی اشاره کرد. این ویژگی‌ها باعث استفاده‌ی گسترده از آن در ظر.ف پخت و پز نچسب شده است.

همچنین در تولید محصولات صنعتی مانند یاطاقان، لوله‌ها، شیرآلات و پمپ‌ها استفاده می‌شود. پلی تترافلوئورو اتیلن در ۳ حالت گرانول، پودر ریز و دیسپرسیون‌های آبی به بازار عرضه می‌شود. تفلون در حالت گرانول اکثراً برای قالب‌گیری و رام اکستروژن (ram extrusion)، در حالت پودری برای اکستروژن چسب (paste extrusion) و یا به عنوان ماده افزودنی جهت افزایش مقاومت سایشی و در حالت دیسپرسیون برای پوشش‌ها و ریخته‌گری فیلم رنگ استفاده می‌گردد.

 

خواص تفلون

اتم‌های فلوئور در پلیمر مانند یک لایه‌ی محافظ از زنجیره‌ی کربنی عمل کرده و پلیمری از لحاظ شیمیایی غیرفعال و خنثی و مولکولی با تراکم و چگالی بالا حاوی پیوندهای بسیار قوی کربن – فلوئور به وجود می‌آید. درصد فلوئور در تفلون برابر ۷۶% بوده و درصد بلورینگی پلیمر ۹۵% می‌باشد. این پلیمر به اکثر مواد شیمیایی مقاوم بوده، در دمای زیر ۳۲۷ درجه سانتیگراد ذوب نخواهد شد و دارای کوچکترین ضریب اصطکاک شناخته شده در بین جامدات است. خواص مکانیکی تفلون تحت تأثیر شرایط تولید اعم از فشار وارده، دمای زینترینگ، سرعت خنک کردن و … می‌باشد.

 

خواص اصلی تفلون که آن را یک ماده شگفت‌انگیز با کاربردهای فراوان کرده عبارت‌اند از:

  • مقاومت شیمیایی استثنایی
  • مقاومت و پایداری حرارتی خوب
  • عایق الکتریکی خوب در محیط‌های گرم و مرطوب
  • مقاومت خوب در برابر نور، اشعه‌ی فرابنفش و شرایط آب و هوایی
  • ضریب اصطکاک پایین (استاتیک: ۰.۰۸ و دینامیک: ۰.۰۱)
  • ثابت دی‌الکتریک و ضریب اتلاف کوچک
  • خواص ضدچسبندگی بسیار خوب
  • انعطاف پذیری
  • مقاومت خوب در برابر خستگی تحت تنش کم (fatigue resistance)
  • امکان استفاده با خلوص بالا در صنایع غذایی و دارویی
  • جذب آب کم

با وجود این ویژگی‌های خوب اما تفلون معایبی دارد که باعث محدودیت در استفاده از آن در بعضی از صنایع می‌شود. این معایب عبارت‌اند از:

  • عدم امکان استفاده از روش‌های متداول فرآیند حالت مذاب و هزینه‌ی بالا روش فرآیند تفلون
  • حساسیت به خزش و سایش (creep and abrasion)
  • تغییر ابعادی قابل توجه در نزدیکی دمای انتقال شیشه‌ای خود
  • دشواری در ایجاد پیوند با بقیه قطعات
  • خورنده و مستعد تولید گازهای سمی است
  • مقاومت کم در برابر اشعه

 

مشخصات شیمیایی تفلون

 

فرمول شیمیایی

(C۲F۴)n

نام IUPAC

Poly(1,1,2,2-tetrafluoroethylene)

نام‌های دیگر

Fluon, Poly(tetrafluroethene), Poly(difluoromethylene), Poly(tetrafluoroethylene), teflon

چگالی (kg/m۳)

۲۲۰۰

دمای ذوب (oC)

۳۲۷

دمای انتقال شیشه‌ای Tg (oC)

۱۹

دمای استفاده (oC) -۲۰۰ تا ۲۶۰
رسانایی حرارتی (W/m.K)

۰.۲۵

مدول کششی (MPa)

۵۵۰

قدرت کششی (N/mm۲)

۲۰ – ۳۵

میزان کشیدگی در شکست (%)

Elongation at break

۲۱۰ – ۴۰۰

ضریب شکست

۱.۳۵

قدرت دی‌الکتریک (kV/mm)

۵۵

ثابت دی‌الکتریک

۲.۱

ضریب اصطکاک دینامیک

۰.۰۴

انرژی سطحی (Dynes/g)

۱۸

 

کاربردهای تفلون

در جنگ جهانی دوم از تفلون به عنوان پوشش مقاوم به خوردگی به جهت محافظت از تجهیزات فلزی استفاده شده در پروژه ی منهتن (کنترل مواد رادیواکتیو) استفاده گشت. به مدت ۱۰ سال بعد از جنگ جهانی دوم، استفاده از تفلون کاهش یافت زیرا تجهیزات مناسب برای انجام فرآیند بر روی مواد با نقطه ذوب بالا و سطوح لغزنده و نچسب، وجود نداشت. در سال ۱۹۶۰ کارخانه DuPont اولین ظرف پخت و پز نچسب با روکش تفلون را به بازار عرضه کرد.

خواص ذکر شده برای تفلون به آن اجازه می‌دهد که در روکش‌ها و آسترهای یاطاقان (bushings and bearings) بدون نیاز به روان‌کننده، به عنوان آسترهای فلزی تجهیزات نگهداری و حمل و نقل اسید های قوی و حلال‌های آلی، به عنوان عایق الکتریکی در شرایط دمایی بالا و به عنوان سطوح و ظروف آشپزی بدون نیاز به روغن، کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

ساخت محصولات تفلونی بسیار مشکل است زیرا این پلیمر حتی در دمای بالاتر از نقطه ذوب خود جریان نمی‌یابد و روان نمی‌شود. در نتیجه قطعات قالبی با کمپرس کردن و حرارت دهی پودرهای بسیار ریز تفلون به همراه روان‌کننده‌ و لوبریکانت‌های فرار تهیه می‌گردند. سطوح و قطعات فلزی می‌توانند به روش اسپری کردن و یا غوطه‌وری در محلول آبی حاوی ذرات تفلون پخش شده (دیسپرس شده)، پوشش‌دهی بشوند. همچنین دیسپرسیون ذرات تفلون متناسب با کاربردشان می‌توانند به شکل الیاف تفلون دربیایند.

Click to rate this post!
[Total: ۱ Average: ۵]