تفلون

تفلون (PTFE)

پلی‌تترا‌فلورواتیلن که آن را با نام تفلون در زندگی روزمره می‌شناسیم، از فلوروپلیمرهای همه کاره و از اتم‌های کربن و فلور تشکیل شده است. پلی‌تترا‌فلورواتیلن، ماده‌ای آب‌گریز، غیرمرطوب، مقاوم در برابر دمای بالا و دارای چگالی بالاست.

اگرچه این فلوروپلیمر را غالباً به‌خاطر خاصیت نچسب بودنش می‌شناسیم اما از آن به عنوان یک راه حل مقرون به‌صرفه برای صنایع مختلف از نفت و گاز، فرآوری مواد شیمیایی گرفته تا بخش‌های الکتریکی، الکترونیکی، ساختمانی و غیره استفاده می‌شود. امروزه، کاربردهای تفلون، از سطح ماهیتابه نچسب تا استفاده در حوزه پزشکی و تجهیزات عایق‌بندی را شامل می‌شود.

ضریب اصطکاک ناچیز و سطح صاف و صیقلی الیاف تفلون، علاوه بر افزایش ماندگاری آن، باعث کاهش چشمگیر اتلاف انرژی می‌شود. همچنین، نقطه ذوب بالا و تحمل حرارتی خیره کننده تفلون که تا 572 درجه فارنهایت (300 درجه سانتیگراد) می‌رسد، تفلون را تبدیل به یک ماده نسوز محبوب در میان صنایع مختلف نموده است. استحکام خمشی فوق‌العاده تفلون، حتی در دماهای پایین، و خواص ضدعفونی و بهداشتی آن، تنها برخی دیگر از شاخصه‌های تفلون هستند.

در این مقاله، به بررسی تخصصی این پلیمر و علل محبوبیت آن در بین صنایع گوناگون خواهیم پرداخت.

ساختار مولکولی تفلون:

تفلون، با نام علمی پلی‌تترافلوئورواتیلن که به‌اختصار، PTFE نامیده می‌شود، جزو پرمصرف‌ترین پلیمرهای صنعتی و ملقب به پرسودترین پلیمر جهان است. ویژگی‌های منحصربه‌فرد تفلون، ریشه در وجود پیوندهای قوی در ساختار مولکولی آن دارد که یک پلیمر خطی از تترافلورواتیلن می‌باشد.

ساختار شیمیایی PTFE [CF2-CF2]n را در شکل زیر می‌بینید.

ساختار مولکولی تفلون

اتم فلوئور، یک غلاف یکنواخت در اطراف پیوندهای کربن-کربن ایجاد می‌کند و به همین دلیل، مقاومت شیمیایی و ثبات خوبی به مولکول می‌دهد. همین‌طور، این غلاف فلوئور، امکان بی‌اثر بودن الکتریکی مولکول را نیز میسر می‌سازد.

ویژگی‌های تفلون:

• دامنه وسیعی از دمای قابل تحمل و دمای ذوب بالا

• مقاوم در برابر شعله

• حفظ ثبات ابعادی در بازه دمای منفی 328 تا مثبت 500 درجه فارنهایت (منفی 200 درجه سانتیگراد تا 260 درجه سانتیگراد)
• بی اثر بودن شیمیایی؛ که موجب می‌گردد تا تفلون در مقابل بیشتر مواد شیمیایی و حلال‌ها نامحلول باشد.
• مقاومت الکتریکی و خواص دی‌الکتریک عالی، به ویژه در فرکانس‌های بالا
• ضریب اصطکاک بسیار پایین و نچسب
• ماندگاری بالا
• آب‌گریز؛ یعنی آب و یا هیچ ماده حاوی آب، به داخل آن نفوذ نمی‌کند.
• مقاومت بالا در برابر خوردگی
• مقرون به‌صرفه
• دارای تاییدیه برای استفاده در حوزه صنایع غذایی
• مقاومت خوب در برابر نور، اشعه ماورای بنفش و هوا
• استحکام خمشی بالا، حتی در دماهای پایین

مشخصات فنی تفلون:

تاثیر فیلرها و مواد افزودنی بر خصوصیات تفلون:

اگرچه تفلون خالص، دارای ویژگی‌های منحصربه‌فرد فراوانی می‌باشد اما با افزودن مواد پرکننده (فیلر) به تفلون، می‌توان در عین حفظ خصوصیات شیمیایی و حرارتی آن، مقاومت مکانیکی، پایداری و مقاومت تفلون را در برابر سایش تقویت نمود. الیاف فایبرگلاس، برنز، فولاد و کربن، از متداول‌ترین پرکننده‌های رایج مورد استفاده برای این منظور هستند. در جدول زیر، به بررسی و مقایسه کلی تفلون خالص و ترکیب آن با فیلرها پرداخته‌ایم.

کاربردهای تفلون:

به دلیل دارا بودن قدرت عایق‌بندی و خواص دی‌الکتریک مطلوب، نزدیک به نیمی از تفلون تولید شده، در حوزه سیم‌کشی‌های هوافضا و کامپیوتر (سیم‌های مدار، کابل‌های کواکسیکال یا هم‌محور، و غیره) به کار گرفته می‌شود. از سوی دیگر، داشتن مقاومت گرمایی و نقطه ذوب بالا، تفلون را تبدیل به جایگزینی مناسب با عملکرد مطلوب، به‌جای پلیمرهای ضعیفی می‌نماید که در تجهیزات الکتریکی ارزان‌قیمت استفاده می‌شوند.

همچنین، اصطکاک پایین تفلون، در حوزه صنعت، یک مزیت بزرگ به حساب می‌آید. چرا که امکان تولید قطعاتی با عملکرد بالاتر و عمر بیشتر را فراهم ساخته و با کاهش خیره کننده اصطکاک و در نتیجه مصرف انرژی، از هزینه‌های نگهداری کم کرده و عمر تجهیزات را بیشتر می‌نماید. سطح کاملاً صاف و ضریب اصطکاک پایین این ماده باعث گردیده تا تفلون، گزینه‌ای محبوب در کاربردهای مهندسی مکانیک باشد. از تفلون برای تولید یاتاقان‌ها و صفحات کشویی، چرخ دنده و غیره نیز استفاده می‌شود.

از طرف دیگر، همان‌گونه که اشاره شد، تفلون یکی از مقرون به‌صرفه‌ترین فلورپلیمرهای موجود در بازار بوده و عملکرد چشم‌گیری در مقایسه با قیمت پایینش دارد. به همین دلیل، در پروژه‌های ساختمانی متفاوت از جمله پارکینگ‌ها، سوپرمارکت‌ها و پل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ چرا که بدون بروز نگرانی از تحمل فشار بالا، امکان ساخت مقرون به‌صرفه را فراهم می‌کند. به‌ علاوه، مقاومت آن در برابر آسیب‌های جوی و ساییدگی، تفلون را تبدیل به ماده‌ای با ماندگاری فوق‌العاده نموده است.

خاصیت بهداشتی و ضدعفونی تفلون، آن را به انتخابی مناسب برای تولید و بسته‌بندی مواد غذایی تبدیل نموده است؛ به خصوص، از نظر سازگاری با مواد غذایی و مقاومت در برابر رنگ‌آمیزی.

اما یکی از اصلی‌ترین کاربردهای الیاف تفلون، تولید مواد نسوزی از جمله نخ نسوز، پکینگ، نوار و پارچه نسوز، ورق، میلگرد و شیلنگ‌های تفلون است که همگی، کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های گوناگون دارند. صنایع مختلفی از جمله مواد غذایی، کاغذسازی، نفت و گاز، پتروشیمی، سکوهای نفتی و جایگاه‌های سوخت رسانی، ماشین‌سازی، نساجی، و آب و فاضلاب، از جمله مصرف کنندگان مواد نسوز تولید شده از تفلون می‌باشند.

فروشگاه نسوز صنعت پارس، آماده ارائه مشاوره و فروش مواد نسوز تفلون به سراسر کشور می‌باشد.