Teflon

Chemicky je teflon polytetrafluoretylen - polymer tetrafluoretenu.
Polytetrafluoretylen (zkrateno PTFE; ponekad i Polytetrafluoreten) je polymer tetrafluoretylena koji je prvi pripremio kemik Roy J. Plunkett u tvrtki DuPont. Polytetrafluoretylen je poznat posebno po svom trgovinskom nazivu teflon (odnosno teflon). Ostali korišteni trgovinski nazivi polytetrafluoretylena su Dyneon™ PTFE (prije Hostaflon™) i Gore-Tex™ (PTFE membrane).

PTFE pripada u skupinu polyhalogenolefina, gdje pripadaju i npr. PCTFE — polytrifluormonochloreten. Pripada termoplastima, iako ima neke karakteristike koje su tipične za reaktoplaste. Temperatura taljenja PTFE-a je otprilike 327 °C, ali njegove karakteristike se mijenjaju već pri temperaturi 260 °C, iznad temperature 350 °C dolazi do razgradnje.

Povijest

3D model dijela molekule PTFE.
Iako je uobičajeno pogrešno tvrdnje da je PTFE nastao kao materijal za let u svemiru, koji su započeli tek 1957., njegova povijest seže sve do 1938. godine. Tada je PTFE slučajno pripremio Roy J. Plunkett, dok je eksperimentirao s tetrafluoretylenom kao hladno sredstvo za hlađenje. Plunkett je zaboravio staklene posude s tetrafluoretylenom (TFE) staviti na hladno tijekom noći. Do sljedećeg dana, plin u posudama djelomično se pretvorio u bijelu krutu tvar – PTFE – putem polimerizacije. Po svom otkrivaču, i danas se zove industrijski proces proizvodnje PTFE-a. Tijekom procesa dolazi do polimerizacije tetrafluoretylena pri visokom tlaku uz prisutnost inicijatora (peroksida). Godine 1941. tvrtka DuPont dobila je patenat za proizvodnju PTFE-a, a 1944. Teflon postao je registrirana trgovinska marka.

Prva praktična upotreba PTFE-a bila je 1943. godine – zaštitu od korozije tijekom proizvodnje atomskih bombi. Njegova sloj na centrifugama i cjevovodima zaštitio je materijal od jako korozivnog plina fluorid uranovim (UF6). Kasnije je francuski kemik Marc Grégoire nanio sloj teflona na ribarsku udicu, koja se zatim brže odmotavala. Upravo je njegova žena Colette 1954. godine imala ideju da se teflon može koristiti kao površina na posudima i priboru za kuhanje.

Svojstva

Teflon se koristi kao površina posuda i drugih kuhinjskih posuda.
PTFE ima nekoliko izuzetnih svojstava:

PTFE je gotovo neaktivan. Jakih kiselina, kao npr. kraljevsko vino, s PTFE uopće ne reagiraju. Razlog je vrlo jakim vezama između atoma ugljika i fluora, jer fluor je element s najvišom elektronegativnošću (x = 4,0) i s ugljikom (x = 2,5) stvara vrlo polarnu i stabilnu vezu. Do sada smo upoznati s vrlo malim brojem spojaka koje mogu hemijski oštetiti PTFE – npr. taljeni natrij ili fluor.
PTFE ima vrlo niz koeficijent kliznog trenja (f(čelik–teflon) = 0,04). Dva PTFE površine klize jedna po drugoj isto kao dva ledena površine. Također je ovaj koeficijent gotovo jednak za statički i dinamički stan, pa je prelaz tijela iz stanja mirovanja u kretanje vrlo lagani.
Na površini izrađenoj od PTFE gotovo ništa ne lepi, jer ima ekstremno visoko površinsko naprezanje prema drugim materijalima.
Gustoća: 2,1–2,3 g/cm³, Tvrdoća prema Shore D 55 do D 60
Visoka otpornost na povećanu temperaturu, svim kiselinama, lužinama, alkoholima, ketonima, uljima itd. PTFE se može koristiti do temperature od 260 °C bez promjene svojstava (pri temperaturi 400 °C dolazi do pirolize i stvaranja toksičnih produkata, npr. fluorfosgen COF2). PTFE je otporan na mraz do −200 °C; fiziološki potpuno indiferentan.
Visok koeficijent toplinske širenja, fazni prijelaz iz trikliničke kristalne rešetke na heksagonalnu pri 19 °C uz prateću promjenu volumena.
Nepaljiv, u jakom zračenju razgradnja uz stvaranje fluorovodika, plinovi su otrovni i mogu izazvati tzv. „teflonsku groznicu” kod ljudi.
Lomni indeks oko 1,34 – vrlo malo različit od vode (1,333).