Polytetrafluoretylen | |
Struktur av PTFE. |
|
Identifikasjon | |
---|---|
IUPAC-navn | Poly (difluormetylen) |
Synonymer |
Polytetrafluoroeten, PTFE, Teflon-PTFE, Teflon, Teflon (i vanlig språkbruk) |
N o CAS | |
N o ECHA | 100,120,367 |
SMIL |
C (C (*) (F) F) (*) (F) F , |
Utseende | luktfritt hvitt fast stoff |
Kjemiske egenskaper | |
Formel | (C 2 F 4 ) n |
Fysiske egenskaper | |
T ° glassovergang | 120 ° C , ~ −100 ° C ifølge noen forfattere |
T ° fusjon | 327 ° C |
Løselighet | uoppløselig |
Løselighetsparameter δ | 12,7 MPa 1/2 |
Volumisk masse | 2,16 g cm −3 |
Termisk ledningsevne | 0,25 W m −1 K −1 |
Elektroniske egenskaper | |
Dielektrisk konstant | 2,1 ( 60 Hz ) 2,1 ( 1 kHz , 25 ° C ) 2,1 ( 1 MHz , 25 ° C ) 2,1 ( 1 GHz , 25 ° C ) |
Krystallografi | |
Typisk struktur | halvkrystallinsk |
Optiske egenskaper | |
Brytningsindeks | 1.35 |
Åpenhet | ugjennomsiktig unntatt veldig tynne amorfe filmer |
Forholdsregler | |
WHMIS | |
Ukontrollert produktDette produktet kontrolleres ikke i henhold til WHMIS-klassifiseringskriteriene. |
|
IARC- klassifisering | |
Gruppe 3 : Uklassifisert med hensyn til kreftfremkallende virkning på mennesker | |
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |
Den polytetrafluoretylen (akronym PTFE ) er en fluorpolymer avledet fra tetrafluorethylen .
Denne tekniske polymeren ble oppdaget ved en tilfeldighet i 1938 av kjemikeren Roy J. Plunkett (1910-1994) som jobbet for det amerikanske selskapet EI du Pont de Nemours and Company ofte kalt "du Pont de Nemours" og offisielt forkortet "DuPont". Den ble introdusert kommersielt i 1949. Den markedsføres under de registrerte varemerkene Teflon , Hostalen, Hostaflon eller Fluon. Det mest kjente merket er Teflon av du Pont de Nemours.
Den har bemerkelsesverdige egenskaper som skiller den fra andre termoplastiske polymerer , inkludert utmerket termisk og kjemisk motstand, samt en ekstremt lav friksjonskoeffisient .
I hverdagen blir Teflon mye brukt som et non-stick belegg i kjøkkenutstyr .
PTFE er et mykt, lett deformerbart, halvkrystallinsk , ugjennomsiktig, hvitt og matvarekvalitet. Forlengelsen er høy (mekaniske egenskaper av elastomertypen) og dens motstand mot spenning og stråling er lav. Den har bemerkelsesverdig motstand mot de fleste kjemikalier, en ekstremt lav friksjonskoeffisient og holder seg stabil ved forhøyede temperaturer (opp til 327 ° C ). Disse uvanlige egenskapene gjør det uvurderlig for et stort antall applikasjoner.
Polytetrafluoretylen er også det eneste materialet som bena til de fleste trekkkoene ikke fester seg til.
PTFE representerer rundt 90% av fluorpolymerforbruket, eller rundt 20.000 t / år .
I industrien brukes den i lagre, tetninger, elektrisk temperaturisolering ved høy temperatur, ikke-selvklebende foringer og pakninger for kar, etc. I hverdagen danner den belegg på visse kjøkkenutstyr og brukes som et bånd for å sikre forsegling av gjengede samlinger.
Den mekaniske oppførsel av elastomer og med samme type mellom -80 ° C og 250 ° C .
Shore D hardhet : 50-65 Rockwell hardhet: 25 Youngs modul : 300 til 800 MPa Strekkfasthet: 10 til 40 MPa Bruddforlengelse : 100 til 400 % Friksjonskoeffisient : 0,05 til 0,2 Izod slagmotstand : ingen brudd Poissons forhold : 0,46De elektriske egenskapene til PTFE er eksepsjonelle.
Relativ permittivitet ved 1 MHz : 2,0 til 2,1 Dissipasjonsfaktor ved 1 MHz : 0,0003 til 0,0007 Dielektrisk styrke : 15 til 17 kV mm −1 Motstand : 10 18 til 10 19 Ω cmDe andre fluorpolymerene er utviklet for å redusere disse ulempene. For eksempel polytrifluorkloretylen (PCTFE, avledet fra monomeren CFCl = CF 2) (smeltepunkt ~ 213 ° C ) transformerer litt lettere enn PTFE. Det viser en jobb intervallet (i permanent bruk) av -250 for å 150 ° C . Det gir kuldebestandighet og bedre mekaniske egenskaper enn PTFE, derimot er dens termiske og kjemiske motstand lavere.
Eksemplet på PCTFE er ikke nødvendigvis det mest passende her; sistnevnte ble faktisk oppdaget noen år før PTFE (Farben, 1934). Nevnes vil være FEP , MFA eller PFA , kopolymerer av PTFE som har dukket opp for spesielt å tillate forming i smeltet tilstand, det viktigste sorte punktet for PTFE for industrielle applikasjoner.
PTFE er kjemisk inert og ikke-giftig ved lave temperaturer, men begynner å avgi giftige produkter ved 230 ° C (temperatur som normalt oppnås av en panne etter 2 til 5 minutter med normal bruk). Nedbrytningen av PTFE genererer utslipp over 350 ° C som noen ganger er dødelige for fugler, noe som kan forårsake influensalignende symptomer hos mennesker.
Til sammenligning matfett (oljer og Butters) begynner å brenne rundt 200 ° C . En studie fra 1959 konkluderte med at toksisiteten til beleggdampene (ved tørr oppvarming) var mindre enn for røykene generert av overopphetede matoljer.
I 1973 bekreftet en studie disse tidligere resultatene. Det viste også at eksponering for produktene fra kokesmør ved 260 ° C i fire timer i en ubelagt panne, var 100% giftig (dødelig) for parakitter, mens de samme forholdene med et belegg ikke resulterte i noen dødsfall hos dyr. opp til 280 ° C . På den annen side har non-stick panner blitt brukt mye i løpet av de siste førti årene, og bare et mindre tilfelle har blitt rapportert med en begrenset helseeffekt og knyttet til overoppheting av en panne.
I 2005 oppdaget USAs miljøvernbyrå (EPA) at perfluorooktansyre (PFOA eller PFOA på engelsk, også kjent som C8), et viktig kjemikalie som ble brukt til å lage teflon , var kreftfremkallende . Denne oppdagelsen er en del av en rapport som blir korrekturlest før endelig aksept .
DuPont-laboratoriene som markedsfører det er pålagt å betale mer enn seksten millioner dollar til helsemyndighetene i USA for å ha skjult visse potensielle risikoer. Studier har vist at PFOA forårsaker kreft hos dyr .
Søksmål, ledet av 60.000 innbyggere som bor i nærheten av gruppens amerikanske fabrikker, beordret DuPont til å bruke 345 millioner dollar for å kompensere dem og tvinge den til å stoppe utslipp av PFOA i vann og jord. For øyeblikket godtas ikke dette kjemikaliet av EPA . I 2007 ble perfluoroktansyre, kjent for å være vedvarende i miljøet , og akkumulert ved binding til proteiner i blodet (albumin), leveren og nyrene i levende organismer. Giftig for mennesker og andre dyr, PFOA ble funnet i navlestrengsblodet hos 100% av 299 nyfødte testet i Baltimore , og viser utbredt intrauterin forurensning i dette området. Andre perfluorerte forbindelser er funnet, men ved lavere doser og / eller hos færre personer.
I januar 2006, DuPont, det eneste selskapet som bruker PFOA ved fabrikken i USA, har kunngjort at de har til hensikt å fase ut utslipp fra dette produktet for 2015. Det er for tiden på jakt etter en erstatning og har derfor ingen planer om å slutte å bruke det., Dette produktet er viktig i produksjonen av teflon. Denne kunngjøringen dekker alle selskapets produkter som bruker Teflon. Faktisk brukes PFOA i produksjonsprosessen av Teflon, som også brukes til non-stick kokekar (som det ikke burde være noen målbare spor av PFOA i det ferdige produktet ) enn for emballasje, klær og gulv belegg.
I 2010 viste en vitenskapelig studie en sammenheng mellom tilstedeværelsen av PFOA og perfluoroktansulfonsyre (PFOS) i blodet og en økning i kolesterolnivået .
En indirekte effekt av PTFE er at den kan produsere klimagasser i atmosfæren når den varmes opp. Faktisk ved 600 ° C er det produksjon polyfluorobutène og 650 ° C av karbontetrafluorid (CF 4). Disse sistnevnte molekylene har kovalente bindinger som er polariserte og absorberer reflektert sollys (av 30% av lyset som reflekteres, 15% absorberes av disse drivhusgassene av skjærvibrasjonene i molekylet).
CF 4- problemetog PFB er at disse molekylene har en veldig lang levetid (for eksempel 50 000 år for CF 4) og en relativ global oppvarmingskraft per kilo integrert i 100 år på 6500. Hvis vi sammenligner hva CO 2 bidrar, det ville ha en levetid tusen ganger lenger. Den årlige vekstraten øker med 2% for CF 4sammenlignet med CO 2 som er i størrelsesorden 0,4%.
Problem: bruk av klorfluorkarboner (CFC) som har vært forbudt siden 1989 av Montreal-protokollen , de har blitt erstattet av andre bidragsytere (for eksempel CF 4) ikke mindre kraftig i oppvarmingspotensialet og denne gangen har en oppholdstid fem hundre ganger lenger. Ikke bare kjennes den høye temperaturnedbrytningen av PTFE i global oppvarming, den merkes også i grunnvann, innsjøer, havet og hos dyr. Faktisk er den høyeste konsentrasjonen som kjennes blant PFC (perfluorerte forbindelser) den for PFOA.
PFOA er en av de vedvarende organiske forurensningene (POP), det vil si at den ikke spaltes eller bare litt i naturen. PFOA er funnet på polet i isbjørner, fisk, mennesker og i alle verdenshav. PFOA er bioakkumulerbart og biomagnifiserbart.
I 2008 er studier som tillater nedbrytning av PFOA i kraft i verden. Faktisk viser studier nedbrytningen av PFOA i nærvær av Fe ( III ) og under UV-lys ved 254 nm . Dermed blir kjemiske analyser knyttet til produksjon av PTFE stadig mer etterspurt over hele verden. Så feltet analytisk miljøkjemi blomstrer.
PFOA fra dekomponeringen av polytetrafluoretylen ved 360 ° C . Denne forbindelsen er kjent for økt giftighet og kreftfremkallende effekt hos mennesker og dyr. Det er bekymringsfullt siden det vedvarer i miljøet og akkumuleres i menneskekroppen. Imidlertid har forskjellige analysemetoder blitt utviklet for å bestemme og kvantifisere disse forbindelsene i forskjellige medier (vann, blod, serum, lever, plasma, jord, luft, kjøkkenutstyr, etc. ).
Analyser av PFOA og andre PFC-forbindelser Ble utført i Po- bassenget i Italia i løpet av 2006 for å bestemme konsentrasjonen av PFOA som ble sluppet ut i Adriaterhavet . Analysemetoden som brukes i dette tilfellet er fastfaseekstraksjon (SPE) og væskekromatografi koblet til tandem massespektrometri (en) (LC-MS / MS).
SPE er en prøveutarbeidsteknikk basert på selektiv adsorpsjon av analyser på en solid overflate.
LC / MS / MS tillater separasjon og kvantifisering av forbindelser. Fordelen med denne metoden er at den tillater samtidig bestemmelse av stoffer med forskjellige strukturer. Den har høy følsomhet, økt spesifisitet og veldig høy selektivitet, hastighet, forbedret S / N (signal / støyforhold), uovertruffen nøyaktighet og presisjon, redusert deteksjonsgrense , men dyrt.
Analysene ble gjort ved å samle vannprøver fra forskjellige elver over en periode fra februar til Mars 2007. Disse analysene avdekket høye konsentrasjoner av PFOA for Tánara-elven i løpet av året 2007, dvs. 1.270 ng / l og konsentrasjoner som varierte fra 60 til 337 ng / l for Po-elven i løpet av året 2006 for de forskjellige prøvetakingsdatoene. Deteksjonsgrensen for PFOA-analyser er 100 pg / l . Fra disse konsentrasjonene og elvestrømmen ble mengden av PFOA bestemt for året 2006, dvs. en masse på ~ 0,3 kg / t PFOA eller ~ 2,6 tonn / år som ble avsatt i sjøen. Adriaterhavet (en del av Middelhavet) .
Analyser ble gjort for bestemmelse av perfluorkarboksylsyrer (PFCA, PFCA på engelsk) ved bruk av gass-væskekromatografi (GLC engelsk) med en fangdetektorelektron (en) (ECD). Denne analysen gjorde det mulig å effektivt ekstrahere perfluoroktansyre (PFOA), perfluoronansyre (PFNA) og perfluordekansyre (PFDA) fra leveren fra rotter metylert med diazometan CH 2 N 2.deretter atskilt med GLC. De oppnådde konsentrasjonene av PFDA i rotterlever 24 timer etter en administrert dose på 20 mg kg -1 per kroppsvekt var 113,9 ± 11,4 µg / g lever.
Likevel blir nye studier evaluert om PFOAs utholdenhet og dens mulige effekter på miljøhelse så vel som menneskers helse .