Политетрафторэтилен

Синтетический полимер

Политетрафторэтилен ( ПТФЭ ) представляет собой синтетический фторполимер тетрафторэтилена и представляет собой ПФАС , который имеет множество применений. Общеизвестная торговая марка композиции на основе ПТФЭ — Teflon от Chemours , ^[1] дочерней компании DuPont , которая первоначально обнаружила это соединение в 1938 году. ^[1]

Химическое соединение

Политетрафторэтилен представляет собой твердое фторуглеродное вещество, поскольку представляет собой высокомолекулярный полимер , полностью состоящий из углерода и фтора . ПТФЭ гидрофобен : ни вода, ни водосодержащие вещества не смачивают ПТФЭ, поскольку фторуглероды проявляют лишь небольшие дисперсионные силы Лондона из-за низкой электрической поляризуемости фтора. ПТФЭ имеет один из самых низких коэффициентов трения среди всех твердых тел.

Политетрафторэтилен используется в качестве антипригарного покрытия для сковород и другой кухонной посуды. Он нереакционноспособен, отчасти из-за прочности связей углерод-фтор , поэтому его часто используют в контейнерах и трубопроводах для реактивных и агрессивных химикатов. При использовании в качестве смазки ПТФЭ снижает трение, износ и энергопотребление оборудования. Его используют в качестве трансплантационного материала в хирургии и в качестве покрытия катетеров .

ПТФЭ — один из самых известных и широко применяемых ПФАС , который обычно называют стойкими органическими загрязнителями или «вечными химикатами». Только с начала 21 века воздействие на окружающую среду и токсичность для человека и млекопитающих стали тщательно изучаться. На протяжении десятилетий DuPont использовала перфтороктановую кислоту (PFOA или C8) при производстве ПТФЭ, а затем прекратила ее использование из-за экотоксикологических проблем и проблем со здоровьем, что привело к судебным искам . Chemours, дочернее предприятие Dupont, сегодня производит ПТФЭ, используя альтернативное химическое вещество, которое оно называет GenX , еще один PFAS.

История

Реклама Happy Pan, сковороды с тефлоновым покрытием 1960-х годов.

Реклама Zepel, торговой марки, используемой для продажи тефлона в качестве средства для обработки тканей.

Тепловая крышка из ПТФЭ, на которой видны ударные кратеры из эксперимента НАСА по сверхтяжелым космическим лучам (UHCRE) на установке длительного воздействия (LDEF).

Логотип Teflon, широко известной торговой марки композиций на основе ПТФЭ, производимых Chemours.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) был случайно обнаружен в 1938 году Роем Дж. Планкеттом , когда он работал в Нью-Джерси на компанию DuPont . Когда Планкетт попытался создать новый хлорфторуглеродный хладагент, газ тетрафторэтилен в его баллоне под давлением перестал течь до того, как вес баллона упал до точки, сигнализирующей о том, что он «пустой». Поскольку Планкетт измерял количество израсходованного газа путем взвешивания бутылки, ему стало любопытно узнать источник веса, и в конце концов он прибегнул к распиливанию бутылки на части. Он обнаружил, что внутренняя часть бутылки покрыта восковым белым материалом, который был странно скользким. Анализ показал, что это был полимеризованный перфторэтилен, причем железо внутри контейнера действовало как катализатор при высоком давлении. ^[4] Компания Kinetic Chemicals запатентовала новый фторированный пластик (аналог уже известного полиэтилена ) в 1941 году, ^[5] и зарегистрировала торговую марку Teflon в 1945 году. ^{[6] [7]}

К 1948 году компания DuPont, которая основала Kinetic Chemicals в партнерстве с General Motors , производила более 2 000 000 фунтов (910 000 кг) политетрафторэтилена марки Teflon в год в Паркерсбурге, Западная Вирджиния . ^[8] Первое использование было в Манхэттенском проекте в качестве материала для покрытия клапанов и уплотнений в трубах, содержащих высокореактивный гексафторид урана, на огромном заводе по обогащению урана К-25 в Ок-Ридже, штат Теннесси . ^[9]

В 1954 году Колетт Грегуар посоветовала своему мужу, французскому инженеру Марку Грегуару, опробовать материал, который он использовал в рыболовных снастях, на ее сковородках. Впоследствии он создал первые сковороды с антипригарным покрытием из ПТФЭ под торговой маркой Tefal (сочетая «Tef» от «Teflon» и «al» от алюминия). ^[10] В Соединенных Штатах Мэрион А. Троццоло , которая использовала это вещество в научной посуде, в 1961 году выпустила на рынок первую изготовленную в США сковороду с тефлоновым покрытием «The Happy Pan». ^[11] Посуда с антипригарным покрытием. с тех пор стал обычным бытовым продуктом, который теперь предлагается сотнями производителей по всему миру.

Торговая марка Zepel использовалась для продвижения его устойчивости к пятнам и водостойкости при нанесении на ткани. ^[12]

В 1990-х годах было обнаружено, что ПТФЭ может сшиваться радиацией при температуре выше точки плавления в бескислородной среде. ^[13] Электронно-лучевая обработка является одним из примеров радиационной обработки. Сшитый ПТФЭ обладает улучшенными механическими свойствами при высоких температурах и радиационной стабильностью. Это было важно, поскольку на протяжении многих лет облучение в условиях окружающей среды использовалось для расщепления ПТФЭ с целью его переработки. ^[14] Этот радиационно-индуцированный разрыв цепи позволяет легче перешлифовывать и повторно использовать ее.

Сообщалось об обработке поверхности коронным разрядом для увеличения энергии и улучшения адгезии. ^[15]

Производство

ПТФЭ получают путем радикальной полимеризации тетрафторэтилена . ^[16] Чистое уравнение:

n F ₂ C=CF ₂ → −(F ₂ C−CF ₂ ) _n −

Поскольку тетрафторэтилен может взрывоопасно разлагаться на тетрафторметан (CF ₄ ) и углерод, для полимеризации требуется специальное оборудование, чтобы предотвратить образование горячих точек, которые могут инициировать эту опасную побочную реакцию. Процесс обычно инициируется персульфатом , который гомолизируется с образованием сульфатных радикалов:

[O ₃ SO−OSO ₃ ] ²⁻ ⇌ 2 SO^•−
₄

Получающийся в результате полимер имеет на конце сульфатно-эфирные группы, которые могут быть гидролизованы с образованием концевых ОН-групп . ^[17]

Гранулированный ПТФЭ получают путем суспензионной полимеризации, при которой ПТФЭ суспендируют в водной среде преимущественно путем перемешивания, а иногда и с использованием поверхностно-активного вещества. ПТФЭ также синтезируют путем эмульсионной полимеризации, где поверхностно-активное вещество является основным средством удержания ПТФЭ в водной среде. ^[18] В прошлом поверхностно-активные вещества включали токсичную перфтороктановую кислоту (ПФОК) и перфтороктансульфоновую кислоту (ПФОС). Совсем недавно в качестве альтернативных поверхностно-активных веществ стали использоваться перфтор-3,6-диоксаоктановая кислота (PFO2OA) и FRD-903 (GenX). ^[19]

Характеристики

ПТФЭ часто используется для покрытия сковород с антипригарным покрытием , поскольку он гидрофобен и обладает достаточно высокой термостойкостью.

ПТФЭ представляет собой термопластичный полимер , который при комнатной температуре представляет собой белое твердое вещество с плотностью около 2200 кг/м ³ и температурой плавления 600 К (327 °C; 620 °F). ^[20] Он сохраняет высокую прочность, ударную вязкость и самосмазку при низких температурах до 5 К (-268,15 °C; -450,67 °F), а также хорошую гибкость при температурах выше 194 К (-79 °C; -110 °F). ). ^[21] ПТФЭ, как и все фторуглероды, приобретает свои свойства за счет совокупного воздействия связей углерод-фтор . Единственными химическими веществами, которые, как известно, влияют на эти связи углерод-фтор, являются высокореактивные металлы, такие как щелочные металлы , а при более высоких температурах также такие металлы, как алюминий и магний, а также фторирующие агенты, такие как дифторид ксенона и фторид кобальта (III) . ^[22] При температурах выше 650–700 °C (1200–1290 °F) ПТФЭ подвергается деполимеризации. ^[23]

Коэффициент трения пластмасс обычно измеряют по полированной стали. ^[28] Коэффициент трения ПТФЭ составляет от 0,05 до 0,10, ^[20] что является третьим по величине из всех известных твердых материалов ( борид алюминия-магния (BAM) является первым с коэффициентом трения 0,02; алмазоподобный углерод является второй по величине - 0,05). Устойчивость ПТФЭ к силам Ван-дер-Ваальса означает, что это единственная известная поверхность, к которой геккон не может прилипнуть. ^[29] Фактически, ПТФЭ можно использовать для предотвращения восхождения насекомых по поверхностям, окрашенным этим материалом. ПТФЭ настолько скользкий, что насекомые не могут за него ухватиться и имеют тенденцию падать. Например, ПТФЭ используется для предотвращения вылезания муравьев из формикария .

Благодаря своим превосходным химическим и термическим свойствам ПТФЭ часто используется в качестве прокладочного материала в отраслях, требующих устойчивости к агрессивным химическим веществам, таких как фармацевтика или химическая обработка. ^[30] Однако до 1990-х годов ^[13] не было известно, что ПТФЭ сшивается, как эластомер , из-за его химической инертности. Поэтому он не имеет «памяти» и подвержен расползанию . Из-за склонности к ползучести долгосрочные характеристики таких уплотнений хуже, чем у эластомеров, которые демонстрируют нулевой или почти нулевой уровень ползучести. В критически важных случаях тарельчатые шайбы часто используются для приложения постоянного усилия к прокладкам из ПТФЭ, тем самым обеспечивая минимальную потерю эксплуатационных характеристик в течение всего срока службы прокладки. ^[31]

ПТФЭ — полимер, прозрачный для ультрафиолета (УФ). Однако под воздействием луча эксимерного лазера он сильно разрушается из-за гетерогенного фототермического эффекта . ^[32]

Обработка

Обработка ПТФЭ может быть сложной и дорогой, поскольку высокая температура плавления, 327 °C (621 °F), превышает начальную температуру разложения, 200 °C (392 °F). ^[33] Даже в расплавленном состоянии ПТФЭ не течет из-за своей чрезвычайно высокой вязкости расплава. ^{[34] [35]} Вязкость и температуру плавления можно снизить путем включения небольшого количества сомономеров , таких как перфтор (пропилвиниловый эфир) и гексафторпропилен (ГФП). Это приводит к тому, что идеально линейная цепь ПТФЭ становится разветвленной, что снижает ее кристалличность. ^[36]

Некоторые детали из ПТФЭ изготавливаются методом холодного формования, одной из форм компрессионного формования . ^[37] Здесь мелкодисперсный порошок ПТФЭ закачивается в форму под высоким давлением (10–100 МПа). ^[37] После периода отстаивания, продолжающегося от минут до дней, форма нагревается при температуре от 360 до 380 °C (от 680 до 716 °F), ^[37] позволяя мелким частицам сплавляться ( спекаться ) в единую массу. ^[38]

Приложения и использование

Экранированные витые пары с оболочкой из ПТФЭ (белого цвета)

Изоляция проводов, электроника

Основное применение ПТФЭ, на которое приходится около 50% производства, ^{[ нужна ссылка ]} — это изоляция проводки в аэрокосмической и компьютерной технике (например, соединительный провод, коаксиальные кабели). В этом приложении используется тот факт, что ПТФЭ обладает превосходными диэлектрическими свойствами, в частности низкой дисперсией групповой скорости , ^[39] , особенно на высоких радиочастотах , ^[39] что делает его пригодным для использования в качестве превосходного изолятора в соединительных узлах и кабелях , а также в печатных платах. используется на микроволновых частотах. В сочетании с высокой температурой плавления это делает его предпочтительным материалом в качестве высокоэффективной замены более слабого полиэтилена с более высокой дисперсией и более низкой температурой плавления , обычно используемого в недорогих приложениях.

Уплотнения подшипников

В промышленности, благодаря низкому трению, ПТФЭ используется в подшипниках скольжения , шестернях , скользящих пластинах , уплотнениях, прокладках, втулках и т. ^д ., где требуется скольжение деталей, где он превосходит ацеталь и нейлон . ^[41]

Электреты

Его чрезвычайно высокое объемное сопротивление делает его идеальным материалом для изготовления долговечных электретов , электростатических аналогов постоянных магнитов .

Композиты

Пленка ПТФЭ также широко используется в производстве композитов из углеродного волокна, а также композитов из стекловолокна, особенно в аэрокосмической промышленности. Пленка из ПТФЭ используется в качестве барьера между изготавливаемой деталью из углеродного или стекловолокна, а также воздухопроницаемыми и мешковыми материалами, используемыми для герметизации соединения при уменьшении объема (вакуумное удаление воздуха из между слоями уложенных слоев материала) и при отверждении композита. обычно в автоклаве. ПТФЭ, используемый здесь в качестве пленки, предотвращает прилипание непроизводственных материалов к изготавливаемой детали, которая является липкой из-за того, что слои углеграфита или стекловолокна предварительно пропитаны бисмалеимидной смолой . Непроизводственные материалы, такие как тефлон, воздухопроницаемая ткань Airweave и сам мешок, будут считаться FOD (посторонние предметы/повреждения), если их оставить на хранении.

Gore-Tex — это марка расширенного ПТФЭ (ePTFE), материала, содержащего фторполимерную мембрану с микропорами. Крыша Хьюберта Х. Хамфри Метродома в Миннеаполисе , США, стала одним из крупнейших случаев применения ПТФЭ-покрытий. 20 акров (81 000 м ² ) материала было использовано при создании белого купола из стекловолокна с двухслойным покрытием из ПТФЭ.

Химически инертные вкладыши

Из-за своей исключительной инертности и высокой температуры, ПТФЭ часто используется в качестве футеровки в шлангах , компенсаторах и промышленных трубопроводах, особенно в тех случаях, когда используются кислоты, щелочи или другие химические вещества. Его отсутствие трения позволяет улучшить поток высоковязких жидкостей и использовать его в таких устройствах, как тормозные шланги.

Натяжные мембранные конструкции

Архитектурные мембраны из ПТФЭ создаются путем покрытия тканой основы из стекловолокна ПТФЭ, образующего один из самых прочных и долговечных материалов, используемых в натяжных конструкциях . ^[42] Некоторые известные конструкции с мембранами, натянутыми из ПТФЭ, включают арена O2 в Лондоне, стадион Мозеса Мабхида в Южной Африке, стадион Метрополитано в Испании и крышу футбольного стадиона в Сиднее в Австралии.

Музыкальные инструменты

ПТФЭ часто встречается в смазочных материалах для музыкальных инструментов; чаще всего клапанное масло.

Смазочные материалы

ПТФЭ используется в некоторых аэрозольных смазочных спреях, в том числе в микронизированной и поляризованной форме. Он отличается чрезвычайно низким коэффициентом трения, гидрофобностью (которая препятствует образованию ржавчины) и сухой пленкой, которую он образует после нанесения, что позволяет ему противостоять скоплению частиц, которые в противном случае могли бы образовать абразивную пасту. ^[43] Бренды включают GT85. ^[44]

Две банки из ПТФЭ ^{[ нужны разъяснения ]}

Кухонная утварь

ПТФЭ наиболее известен благодаря использованию в антипригарном покрытии сковород и другой кухонной посуды, поскольку он гидрофобен и обладает довольно высокой термостойкостью.

Подошвы некоторых утюгов покрыты ПТФЭ. ^[45]

Другие

Ленты из ПТФЭ с самоклеящейся подложкой, чувствительной к давлению.

Другие нишевые приложения включают в себя:

• Его часто можно встретить в лыжных креплениях как немеханическое AFD (антифрикционное устройство).
• Его можно растянуть, чтобы он содержал мелкие поры разного размера, а затем поместить между слоями ткани, чтобы сделать водонепроницаемую и дышащую ткань для верхней одежды. ^[46]
• Он широко используется в качестве защитного средства для защиты ткани от пятен на официальной школьной одежде, например, на униформе. ^[47]
• Его часто используют в качестве смазки, чтобы предотвратить побег содержащихся в неволе насекомых и других членистоногих .
• Он используется в качестве покрытия в медицине и здравоохранении, предназначенного для обеспечения прочности и термостойкости хирургических инструментов и другого медицинского оборудования. ^[48]
• Он используется в качестве пленочной прокладки для спортивных и медицинских целей, имеет чувствительную к давлению клейкую основу, которая устанавливается в стратегически важных местах с высоким коэффициентом трения на обуви, стельках, ортезах голеностопного сустава и других медицинских устройствах для предотвращения и уменьшения трения. индуцированные волдыри, мозоли и изъязвления стоп. ^[49]
• Мембраны из расширенного ПТФЭ использовались в исследованиях при проведении трабекулэктомии при лечении глаукомы. ^[50]
• Порошкообразный ПТФЭ используется в пиротехнических составах в качестве окислителя порошкообразных металлов, таких как алюминий и магний . При воспламенении эти смеси образуют углеродистую сажу и соответствующий фторид металла и выделяют большое количество тепла. Они используются в инфракрасных ловушках и в качестве воспламенителей твердотопливного ракетного топлива . ^[51] Алюминий и ПТФЭ также используются в некоторых термобарических топливных композициях.
• Порошковый ПТФЭ используется в суспензии с маловязкой азеотропной смесью эфиров силоксана для создания смазки для использования в извилистых головоломках . ^[52]
• В оптической радиометрии листы ПТФЭ используются в качестве измерительных головок в спектрорадиометрах и широкополосных радиометрах (например, измерителях освещенности и УФ- радиометрах ) из-за способности ПТФЭ практически идеально рассеивать проходящий свет. Более того, оптические свойства ПТФЭ остаются постоянными в широком диапазоне длин волн, от УФ до ближнего инфракрасного диапазона . В этой области отношение его регулярного пропускания к диффузному пропусканию пренебрежимо мало, поэтому свет, прошедший через рассеиватель (лист ПТФЭ), излучается подобно закону косинуса Ламберта . Таким образом, ПТФЭ обеспечивает косинусоидальную угловую характеристику детектора, измеряющего мощность оптического излучения на поверхности, например, при измерении солнечного излучения .
• Пули с тефлоновым покрытием имеют покрытие из ПТФЭ для уменьшения износа нарезов огнестрельного оружия, который может быть вызван снарядами без покрытия. Сам по себе ПТФЭ не придает снаряду бронебойных свойств. ^[53]
• Его высокая коррозионная стойкость делает ПТФЭ полезным в лабораторных условиях, где он используется для покрытия контейнеров, в качестве покрытия для магнитных мешалок и в качестве трубок для высококоррозионных химикатов, таких как плавиковая кислота , которая растворяет стеклянные контейнеры. Его используют в емкостях для хранения фторсурьмяной кислоты , суперкислоты . ^[54]
• Трубки из ПТФЭ используются в газогазовых теплообменниках при газоочистке мусоросжигательных заводов. Мощность установки обычно составляет несколько мегаватт.
• ПТФЭ широко используется в качестве ленты для уплотнения резьбы в сантехнике, в значительной степени заменяя пасту для резьбы.
• Мембранные фильтры из ПТФЭ являются одними из наиболее эффективных промышленных воздушных фильтров. Фильтры с тефлоновым покрытием часто используются в системах пылеулавливания для улавливания твердых частиц из воздушных потоков в условиях высоких температур и высоких нагрузок твердых частиц, таких как угольные электростанции, производство цемента и сталелитейные заводы. ^[55]
• Трансплантаты из ПТФЭ можно использовать для обхода стенозированных артерий при заболеваниях периферических сосудов, если подходящий аутологичный венозный трансплантат недоступен.
• Многие велосипедные смазочные материалы и смазки содержат ПТФЭ и используются в цепях и других движущихся частях, подвергающихся силам трения (например, подшипниках ступиц ).
• ПТФЭ используется в некоторых типах зубных нитей .
• ПТФЭ также можно использовать при установке зубных пломб для изоляции контактов соседнего зуба и предотвращения прилипания реставрационных материалов к соседнему зубу. ^{[56] [57]}
• Листы ПТФЭ используются при производстве бутанового гашишного масла благодаря его антипригарным свойствам и устойчивости к неполярным растворителям. ^[58]
• ПТФЭ, связанный со слегка текстурированным ламинатом, составляет систему подшипников скольжения телескопа Добсона .
• ПТФЭ широко используется в качестве антипригарного покрытия для оборудования пищевой промышленности; ^[59] бункеры для теста, миксеры, конвейерные системы, ролики и желоба. ПТФЭ также может быть усилен там, где присутствует истирание – например, для оборудования, обрабатывающего сеяное или зернистое тесто. ^[59]
• ПТФЭ экспериментировал с химическим никелированием .
• Трубка из ПТФЭ используется в качестве трубки Боудена в 3D-принтерах , поскольку ее низкое трение позволяет шаговому двигателю экструдера легче проталкивать через нее нить.
• ПТФЭ обычно используется в дополнительных ножках для игровых мышей на вторичном рынке , чтобы уменьшить трение мыши о коврик для мыши, что приводит к более плавному скольжению.
• Фольга из ПТФЭ обычно используется в лазерных принтерах повсюду, в блоке термозакрепления, оборачивается вокруг нагревательного элемента(ов), а также на противоположном прижимном ролике, чтобы предотвратить прилипание к нему любого вида (ни отпечатанной бумаги, ни отходов тонера).
• ПТФЭ также используется для изготовления украшений для тела, поскольку его гораздо безопаснее носить по сравнению с такими материалами, как акрил, которые выделяют токсичные вещества в организм при температуре 26,6 °C, в отличие от ПТФЭ при температуре 650–700 °C.
• ПТФЭ используется для изготовления переплетных инструментов для складывания, биговки и разделения листов бумаги. Их обычно называют тефлоновыми папками для костей.
• ПТФЭ обычно используется для наконечников оловоотсосов из-за его высокой температуры плавления.

Безопасность

Хотя ПТФЭ стабилен при более низких температурах, он начинает разрушаться при температуре около 260 °C (500 °F), разлагается при температуре выше 350 °C (662 °F), а пиролиз происходит при температуре выше 400 °C (752 °F). ). ^[60] Основными продуктами разложения являются фторуглеродные газы и сублимат , включающий радикалы тетрафторэтилена (ТФЭ) и дифторкарбена (RCF2). ^[60]

Исследование на животных, проведенное в 1955 году, пришло к выводу, что маловероятно, что эти продукты будут образовываться в количествах, значимых для здоровья, при температуре ниже 250 ° C (482 ° F). ^[33] Выше этих температур побочные продукты разложения могут быть смертельными для птиц , ^[61] и могут вызывать гриппоподобные симптомы у людей ( лихорадка полимерного дыма ), ^[62] хотя у людей эти симптомы исчезают в течение дня или двух после переносят на свежий воздух. ^[63]

Большинство случаев лихорадки полимерного дыма у людей возникает из-за курения табака, загрязненного ПТФЭ, ^[63] , хотя случаи наблюдались у людей, которые сваривали вблизи компонентов ПТФЭ. ^[63] Посуда с тефлоновым покрытием вряд ли достигнет опасных температур при нормальном использовании, поскольку мясо обычно жарят при температуре от 204 до 232 °C (от 399 до 450 °F), а большинство кулинарных масел (кроме рафинированного масла сафлора и авокадо ) начинают курите до достижения температуры 260 °C (500 °F). Исследование, проведенное в 1973 году лабораторией DuPont Haskell, показало, что 4-часовое воздействие паров, испускаемых посудой из ПТФЭ, нагретой до 280 °C (536 °F), было смертельным для попугаев , хотя это была более высокая температура, чем 260 °C (500 °F). F) требуется, чтобы пары пиролизованного масла были смертельными для птиц. ^[64]

Перфтороктановая кислота (ПФОК), химическое вещество, ранее использовавшееся при производстве изделий из ПТФЭ, таких как кухонная посуда с антипригарным покрытием, может быть канцерогенным для людей, подвергающихся воздействию этой кислоты (см. «Экотоксичность»). ^[65] Уровни ПФОК были обнаружены в крови людей, которые работают на фабриках или живут рядом с фабриками, где используется это химическое вещество, а также у людей, регулярно подвергающихся воздействию продуктов, содержащих ПФОК, таких как некоторые лыжные воска и грязеотталкивающие тканевые покрытия. но посуда с антипригарным покрытием не оказалась основным источником воздействия, поскольку ПФОК сгорает в процессе производства и не присутствует в готовом продукте. ^[63] Посуда с антипригарным покрытием не производится с использованием ПФОК с 2013 года, ^[66] и ПФОК больше не производится в Соединенных Штатах. ^[65]

Экотоксичность

Трифторацетат

Трифторацетат натрия и аналогичное соединение хлордифторацетат могут образовываться при термолизе ПТФЭ , а также с образованием полифтор- и/или полихлорфтор- (C3-C14) карбоновых кислот с более длинной цепью, которые могут быть одинаково стойкими. Эти продукты могут накапливаться в испаряющихся водно-болотных угодьях и были обнаружены в корнях и семенах водно-болотных растений, но не наблюдалось негативного воздействия на здоровье растений или успех прорастания. ^[63]

ПФОК

Перфтороктановая кислота (ПФОК или C8) использовалась в качестве поверхностно-активного вещества при эмульсионной полимеризации ПТФЭ, хотя некоторые производители полностью прекратили ее использование.

ПФОК сохраняется в окружающей среде неопределенно долго. ^[67] ПФОК была обнаружена в крови многих людей в США в диапазоне низких значений и долей на миллиард , а уровни выше у сотрудников химических заводов и близлежащих групп населения. По оценкам , ПФОК и перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС) присутствуют в кровотоке каждого американца в диапазоне частей на миллиард, хотя эти концентрации снизились на 70% для ПФОК и на 84% для ПФОС в период с 1999 по 2014 год, что совпадает с концом производства и поэтапного отказа от ПФОК и ПФОС в США. ^[68] Население в целом подверглось воздействию ПФОК в результате массового сброса отходов C8 в океан и вблизи долины реки Огайо . ^{[69] [70] [71]} ПФОК был обнаружен в промышленных отходах, грязеотталкивающих коврах, жидкостях для чистки ковров, домашней пыли , пакетах для попкорна для микроволновой печи , воде, продуктах питания и посуде из ПТФЭ.

В результате коллективного иска и мирового соглашения с DuPont три эпидемиолога провели исследования среди населения, проживающего вокруг химического завода, которое подвергалось воздействию ПФОК в количествах, превышающих уровень населения в целом. Исследования пришли к выводу, что существует связь между воздействием ПФОК и шестью последствиями для здоровья: раком почки, раком яичек, язвенным колитом , заболеванием щитовидной железы, гиперхолестеринемией (высоким уровнем холестерина) и гипертонией, вызванной беременностью. ^[72]

В целом, кухонная посуда из ПТФЭ считается незначительным источником воздействия ПФОК. ^[73]

поколение X

В результате судебных исков, касающихся коллективного иска о ПФОК , компания DuPont начала использовать GenX, аналогично фторированное соединение, в качестве замены перфтороктановой кислоты при производстве фторполимеров , таких как ПТФЭ марки Teflon. ^{[74] [75]} Однако лабораторные испытания на крысах показали, что GenX вызывает многие из тех же проблем со здоровьем, что и ПФОК. ^{[76] [77]}

Химические вещества производятся компанией Chemours , дочерней компанией DuPont, в Фейетвилле, Северная Каролина . ^[78] Хотя к 2014 году отказ от ПФОК был прекращен, в 2017 году было обнаружено, что Chemours сбрасывает GenX в реку Кейп-Фир , а 5 сентября Департамент качества окружающей среды Северной Каролины (NCDEQ) приказал Chemours прекратить сбросы всех фторированных соединений. 2017. ^{[ нужна ссылка ]}

Подобные полимеры

Тефлон также используется как торговое название полимера с аналогичными свойствами — перфторалкоксиполимерной смолы (PFA).

Торговое название Teflon также используется для других полимеров аналогичного состава:

• Перфторалкоксиалкан (PFA)
• Фторированный этиленпропилен (ФЭП)

Они сохраняют полезные свойства ПТФЭ, такие как низкое трение и инертность, но при этом их легче формуть. Например, ФЭП мягче ПТФЭ и плавится при температуре 533 К (260 °С; 500 °F); он также очень прозрачен и устойчив к солнечному свету. ^[79]

Смотрите также

• BS 4994 , ПТФЭ в качестве термопластической футеровки для оборудования химических технологических предприятий с двойным ламинатом.
• «Тёмные воды» — фильм о судебных разбирательствах, связанных с PFOA.
• «Дьявол, которого мы знаем» , документальный фильм о влиянии ПФОК на здоровье и окружающую среду.
• ЭТФЭ
• Водонепроницаемая ткань Gore-Tex.
• Магний/Тефлон/Витон , пиролантный термитный состав
• Адсорбция полимеров
• Супергидрофобное покрытие
• Обработка поверхности ПТФЭ

Примечания

1. Диэлектрик. Объемное сопротивление. ^[3]

Рекомендации

1. «История тефлоновых фторполимеров». Тефлон.com . Проверено 3 февраля 2021 г.
2. «Поли (тетрафторэтилен) (CHEBI: 53251)» . ebi.ac.uk. _ Проверено 12 июля 2012 г.
3. «ПТФЭ». Микроволновые печи101 . Архивировано из оригинала 16 июля 2014 года . Проверено 16 февраля 2012 г.
4. "Рой Дж. Планкетт". Институт истории науки . Июнь 2016 года . Проверено 10 февраля 2020 г.
5. US 2230654, Планкетт, Рой Дж ., «Полимеры тетрафторэтилена», выдан 4 февраля 1941 г. 
6. "Хронология истории 1930 года: фторуглеродный бум" . Дюпон . Проверено 10 июня 2009 г.
7. "Рой Планкетт: 1938". Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 года . Проверено 10 июня 2009 г.
8. Американское наследие изобретений и технологий , осень 2010 г., том. 25, нет. 3, с. 42
9. Родос, Ричард (1986). Создание атомной бомбы. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. п. 494. ИСБН 0-671-65719-4. Проверено 31 октября 2010 г.
10. «Тефлон». Бесполезная информация . home.nycap.rr.com. Архивировано из оригинала 14 февраля 2008 года.
11. Роббинс, Уильям (21 декабря 1986 г.) «Производитель тефлона: из сковороды к славе», New York Times , дата обращения 21 декабря 1986 г. (подписка)
12. Фентон, Лоис (2 января 1992 г.). «GO, SPOT, GO Тефлон входит в мир моды в качестве защитного покрытия». Балтимор Сан . Архивировано из оригинала 20 июня 2021 года.
13. Сан, JZ; и другие. (1994). «Модификация политетрафторэтилена радиацией — 1. Улучшение высокотемпературных свойств и радиационной устойчивости». Радиат. Физ. Хим . 44 (6): 655–679. Бибкод : 1994RaPC...44..655S. дои : 10.1016/0969-806X(94)90226-7.
14. Электронно-лучевая обработка ПТФЭ. Архивировано 6 сентября 2013 г. на веб-сайте Wayback Machine E-BEAM Services. По состоянию на 21 мая 2013 г.
15. «Лечение коронным разрядом - обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 28 апреля 2022 г.
16. Путс, Джерард Дж.; Крауз, Филип; Амедури, Бруно М. (28 января 2019 г.). «Политетрафторэтилен: синтез и характеристика оригинального экстремального полимера». Химические обзоры . 119 (3): 1763–1805. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00458. hdl : 2263/68582 . PMID  30689365. S2CID  59338589.
17. Карлсон, Д. Питер и Шмигель, Уолтер (2000) «Органические фторполимеры» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a11_393
18. «Производство политетрафторэтилена». Введение в фторполимеры . Уильям Эндрю. 2013. стр. 91–124. дои : 10.1016/B978-1-4557-7442-5.00007-3. ISBN 9781455774425.
19. Пьерозан, Паула; Каттани, Дайана; Карлссон, Оскар (февраль 2022 г.). «Онкогенная активность альтернативных пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС): механистические исследования in vitro». Наука об общей окружающей среде . 808 : 151945. Бибкод : 2022ScTEn.808o1945P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.151945 . PMID  34843762. S2CID  244730906.
20. «Сравнение фторопласта - типичные свойства». Чемуры . Архивировано из оригинала 3 февраля 2016 года.
21. Справочник по свойствам тефлона и ПТФЭ. Проверено 11 октября 2012 г.
22. «Применение покрытий Chemours Teflon™» . plastechcoatings.com .
23. Р. Дж. Хунади; К. Баум (1982). «Тетрафторэтилен: удобный лабораторный препарат». Синтез . 39 (6): 454. doi :10.1055/s-1982-29830. S2CID  96276938.
24. Николсон, Джон В. (2011). Химия полимеров (4, переработанное изд.). Королевское химическое общество. п. 50. ISBN 9781849733915.
25. «Справочные таблицы - Коэффициенты термического расширения - Пластики» . Engineshandbook.com . Архивировано из оригинала 3 января 2012 года . Проверено 2 января 2012 г.
26. Блюмм, Дж.; Линдеманн, А.; Мейер, М.; Штрассер, К. (2011). «Характеристика ПТФЭ с использованием передового метода термического анализа». Международный журнал теплофизики . 40 (3–4): 311. Бибкод : 2010IJT....31.1919B. doi : 10.1007/s10765-008-0512-z. S2CID  122020437.
27. Ваплер, MC; Люпольд, Дж.; Драгону, И.; фон Эльверфельдт, Д.; Зайцев М.; Вальрабе, У. (2014). «Магнитные свойства материалов для МР-техники, микро-МР и не только». ДжМР . 242 : 233–242. arXiv : 1403.4760 . Бибкод : 2014JMagR.242..233W. дои : 10.1016/j.jmr.2014.02.005. PMID  24705364. S2CID  11545416.
28. Испытание пластмасс на коэффициент трения (COF). Данные о свойствах материала MatWeb. Проверено 1 января 2007 г.
29. «Исследование адгезии гекконов», Беркли , 14 октября 2007 г. Проверено 8 апреля 2010 г.
30. «Лист ПТФЭ» . Компания Gasket Resources Inc. Проверено 16 августа 2017 г.
31. Давет, Джордж П. «Использование тарельчатых пружин для поддержания предварительного натяга болта» (PDF) . Компания Солон Мфг . Архивировано из оригинала (PDF) 18 мая 2014 года . Проверено 18 мая 2014 г.
32. Ферри, Лоран; Жерар, Вижье; Бесседе, Жан Люк (июнь 1996 г.). «Воздействие ультрафиолетового излучения на политетрафторэтилен: влияние морфологии». Полимеры для передовых технологий . 7 (5–6): 493–500. doi :10.1002/(SICI)1099-1581(199605)7:5/6<493::AID-PAT536>3.0.CO;2-D – через Wiley.
33. Zapp JA, Limperos G, Brinker KC (26 апреля 1955 г.). «Токсичность продуктов пиролиза тетрафторэтиленовой смолы «Тефлон». Материалы ежегодного собрания Американской ассоциации промышленной гигиены .
34. «COWIE TECHNOLOGY - ПТФЭ: высокая термическая стабильность» . Cowie.com . Проверено 16 августа 2017 г.
35. «Свободносыпучий гранулированный ПТФЭ» (PDF) . Фторполимеры Инофлон . 16 августа 2017 г.
36. Сина Эбнесайджад (21 сентября 2016 г.). Расширенное руководство по применению ПТФЭ: технологии, производство и применение. Уильям Эндрю. стр. 31–32. ISBN 978-1-4377-7856-4.
37. «Формовочный порошок Полифлон ПТФЭ» (PDF) . Дайкин Кемикал . 16 августа 2017 г.
38. «Распутывание полимеров: ПТФЭ». ООО «Поли Фуоро», 26 апреля 2011 г. Проверено 23 апреля 2017 г.
39. Мишра, Мунмая; Ягджи, Юсуф (208). Справочник по виниловым полимерам: радикальная полимеризация, процесс и технология, второе издание (2-е, иллюстрированное, исправленное издание). ЦРК Пресс. п. 574. ИСБН 978-0-8247-2595-2.Отрывок страницы 574
40. «Обработка и изготовление тефлона». Espemfg.com . Проверено 28 августа 2018 г.
41. Мишра и Ягчи, стр. 573.
42. «ПТФЭ». МакМакс Австралия .
43. «Что такое МикПол?». Interflonusa.com . Архивировано из оригинала 3 октября 2018 года . Проверено 3 октября 2018 г.
44. «Общая смазка GT85 с ПТФЭ - 400 мл» . Baysidemarine.co.uk . Проверено 5 марта 2022 г.
45. Fers à repasser semelle teflon — Fiche pratique — Le Parisien. Pratique.leparisien.fr. Проверено 17 ноября 2016 г.
46. «Путеводитель мотоциклиста по Gore-Tex» . Мотоциклы Инфинити. Архивировано из оригинала 5 июля 2015 года . Проверено 17 января 2019 г.
47. «Преимущества и недостатки скрытой ткани с тефлоновым покрытием» . Закройщик и портной . Архивировано из оригинала 3 июля 2015 года . Проверено 22 мая 2015 г.
48. «Услуги по нанесению покрытий из ПТФЭ и промышленных антипригарных фторполимеров | Delta Coatings & Linings, Inc» . Deltacoatingsandliningsbr.com . Проверено 5 марта 2022 г.
49. "Патч интерфейса фильма" . Американская академия ортопедов и протезистов.
50. Пак, Чонхён; Риттипайродж, Таницара; Ван, Сюэ; Э, Цзянь-Ю; Бикет, Аманда К. (13 марта 2023 г.). «Аппаратно-модифицированная трабекулэктомия при глаукоме». Кокрановская база данных систематических обзоров . 2023 (3): CD010472. дои : 10.1002/14651858.CD010472.pub3. ISSN  1469-493X. PMC  10010250. PMID  36912740.
51. Кох, Э.-К. (2002). «Металл-фторуглеродные пироланты: III. Разработка и применение магния/тефлона/витона». Метательные вещества, взрывчатые вещества, пиротехника . 27 (5): 262–266. doi :10.1002/1521-4087(200211)27:5<262::AID-PREP262>3.0.CO;2-8.
52. "Смазка 1". TheCubicle.us . Проверено 20 мая 2017 г.
53. "Интервью с изобретателем пули КТВ". Информационный бюллетень NRAction . 4 (5). Май 1990 года.
54. Помрой, Росс (24 августа 2013 г.). «Самые сильные кислоты в мире: как огонь и лед» . Проверено 9 апреля 2016 г.
55. «Разрешения на промышленный воздух - новые правила чистого воздуха и рукавные фильтры» . Baghouse.com. 28 мая 2012 г.
56. Браун, DDS, Деннис Э. (январь 2002 г.). «Использование сантехнической тефлоновой ленты для улучшения процесса склеивания». Стоматология сегодня . 21 (1): 76–8, 80–1. ПМИД  11824121.
57. Данн, WJ; и другие. (2004). «Лента из политетрафторэтилена (ПТФЭ) как матрица в оперативной стоматологии». Оперативная стоматология . 29 (4): 470–2. ПМИД  15279489.
58. Розенталь, Эд (21 октября 2014 г.). Beyond Buds (пересмотренная ред.). Краткий американский архив. ISBN 978-1936807239.
59. «Услуги по покрытию из фторполимера ПТФЭ от Surface Technology UK». Поверхностная технология . Проверено 26 февраля 2018 г.
60. Саджид, Мухаммед; Ильяс, Мухаммед (октябрь 2017 г.). «Посуда с антипригарным покрытием из ПТФЭ и проблемы токсичности: перспектива». Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 24 (30): 23436–23440. Бибкод : 2017ESPR...2423436S. doi : 10.1007/s11356-017-0095-y. ISSN  0944-1344. PMID  28913736. S2CID  10437300.
61. «Основные вопросы безопасности относительно тефлоновых антипригарных покрытий» . Дюпон. Архивировано из оригинала 2 мая 2013 года . Проверено 28 ноября 2014 г.
62. «Ключевые вопросы безопасности, касающиеся безопасности посуды с антипригарным покрытием» . Дюпон. Архивировано из оригинала 2 мая 2013 года . Проверено 28 ноября 2014 г.
63. «Банк данных об опасных веществах (HSDB): 833». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Национальный центр биотехнологической информации. Национальная медицинская библиотека . Проверено 4 апреля 2022 г.
64. Гриффит, Франклин Д.; Стивенс, Сьюзен С.; Тайфун, Фиген О. (апрель 1973 г.). «Воздействие на японских перепелов и попугаев продуктов пиролиза сковород с тефлоновым покрытием и обычных кулинарных масел». Журнал Американской ассоциации промышленной гигиены . 34 (4): 176–178. дои : 10.1080/0002889738506828. ПМИД  4723395.
65. «Перфтороктановая кислота (ПФОК), тефлон и родственные химические вещества». www.cancer.org . Проверено 4 апреля 2022 г.
66. «Правда о тефлоне: безопасны ли сковороды с антипригарным покрытием?». Лучшие дома и сады . 2 октября 2019 года . Проверено 11 июня 2020 г.
67. Информационный бюллетень о новых загрязнителях - перфтороктановый сульфонат (ПФОС) и перфтороктановая кислота (ПФОК). Национальный сервисный центр экологических публикаций (Отчет). Агентство по охране окружающей среды США . Март 2014. с. 1. 505-Ф-14-001 . Проверено 10 февраля 2019 г.
68. «Информационный бюллетень о PFA» (PDF) . Casaweb.org . Проверено 5 марта 2022 г.
69. Рич, Натаниэль (6 января 2016 г.). «Адвокат, который стал худшим кошмаром Дюпона». Нью-Йорк Таймс . Проверено 7 января 2016 г.
70. Блейк, Мэрайя. «Добро пожаловать в Красивый Паркерсбург, Западная Вирджиния, где происходит один из самых наглых и смертоносных корпоративных гамбитов в истории США». ХаффПост . Проверено 31 августа 2015 г.
71. Феллнер, Кэрри (16 июня 2018 г.). «Токсичные секреты: профессор «похвастался, что похоронил плохую науку» в химикатах 3M». Сидней Морнинг Геральд . Проверено 25 июня 2018 г.
72. Николь, В. (2013). «ПФОК и рак в высоко подверженном воздействию сообществе: новые результаты научной группы C8». Перспективы гигиены окружающей среды . 121 (11–12): А340. дои : 10.1289/ehp.121-A340. ПМЦ 3855507 . ПМИД  24284021. 
73. Трудель Д., Горовиц Л., Вормут М., Шерингер М., Казинс И.Т., Хунгербюлер К. (апрель 2008 г.). «Оценка воздействия ПФОС и ПФОК на потребителей». Рискованный анал . 28 (2): 251–69. Бибкод : 2008РискА..28..251Т. дои : 10.1111/j.1539-6924.2008.01017.x. PMID  18419647. S2CID  10777081.
74. Бикман, М.; и другие. (12 декабря 2016 г.). «Оценка веществ, используемых в технологии GenX компанией Chemours, Дордрехт». Национальный институт общественного здравоохранения и окружающей среды ( RIVM , Нидерланды) . Проверено 23 июля 2017 г.
75. «В чем разница между ПФОК, ПФОС и GenX и другими заменителями ПФАС?». ПФОК, ПФОС и другие ПФАС . Агентство по охране окружающей среды. 18 февраля 2018 г.
76. Каверли Рэй, Дж. М.; Крейг, Лиза; Стоун, Теодор В.; Фрейм, Стивен Р.; Бакстон, Л. Уильям; Кеннеди, Джеральд Л. (2015). «Оценка хронической токсичности и канцерогенности 2,3,3,3-тетрафтор-2-(гептафторпропокси)пропаноата аммония у крыс Спрэга-Доули». Токсикологические отчеты . 2 : 939–949. doi :10.1016/j.toxrep.2015.06.001. ПМЦ 5598527 . ПМИД  28962433. 
77. Лернер, Шэрон (3 марта 2016 г.). «Новый тефлоновый токсин вызывает рак у лабораторных животных». Перехват . Проверено 14 декабря 2018 г.
78. «Часто задаваемые вопросы о GenX» (PDF) . Расследование GenX . Роли, Северная Каролина: Департамент качества окружающей среды Северной Каролины (NCDEQ). 15 февраля 2018 г.
79. Подробные свойства FEP, Parker-TexLoc, 13 апреля 2006 г. Проверено 10 сентября 2006 г.

дальнейшее чтение

• Эллис, округ Колумбия; Мабери, ЮАР; Мартин, JW; Мьюир, DCG; Мабери, ЮАР; Мартин, JW; Мьюир, DCG (2001). «Термолиз фторполимеров как потенциальный источник галогенорганических кислот в окружающей среде». Природа . 412 (6844): 321–324. Бибкод : 2001Natur.412..321E. дои : 10.1038/35085548. PMID  11460160. S2CID  4405763.

Внешние ссылки

• Плазменные процессы и клеевое соединение политетрафторэтилена
• ПТФЭ (политетрафторэтилен) (Свойства) | Fluorotherm.com