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聚四氟乙烯(英語:Polytetrafluoroethylene,縮寫為PTFE),俗稱「塑膠王」,商標名Teflon(中文譯名各地相異:中國大陸譯為特富龍,香港譯為特氟龍,台灣民間一般譯為鐵氟龍、教科書則譯為特夫綸,Teflon也同時作為同樣是氟聚合物的FEP、PFA的商標),這種材料的產品一般統稱作「不黏塗層」/「易潔鑊物料」;是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶於所有溶劑。同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,它的摩擦系數極低,所以可作潤滑作用之餘,亦成為了不沾鍋和水管內層的理想塗料。
聚四氟乙烯 | |
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IUPAC名 poly(1,1,2,2-tetrafluoroethylene)[1] 聚(1,1,2,2-四氟乙烯) | |
別名 | 特富龍、特氟龍、鐵氟龍, Syncolon, Fluon, Poly(tetrafluoroethene), Poly(difluoromethylene), Poly(tetrafluoroethylene) |
識別 | |
縮寫 | PTFE |
CAS號 | 9002-84-0 |
ChEBI | 53251 |
KEGG | D08974 |
性質 | |
化學式 | (C2F4)n |
密度 | 2.2 g/cm3 |
熔點 | 327℃ |
熱導率 | 0.25 W/(m·K) |
危險性 | |
NFPA 704 | |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
聚四氟乙烯是由杜邦公司的美國化學家羅伊·J·布朗克(Roy J. Plunkett, 1910–1994)於1938年意外發現[2]。在他嘗試製作新的氯氟碳化合物冷媒時,四氟乙烯在高壓儲存容器中聚合(容器內壁的鐵成為聚合反應的催化劑)。杜邦公司在1941年取得專利,並於1944年以「Teflon」的名稱註冊商標[3]。
如今聚四氟乙烯已經被廣泛應用於生產與生活上許多領域,也有部分應用於軍事科技武器方面。如美軍M4A1卡賓槍機匣內部的槍機總成,鍍上一層聚四氟乙烯來增強武器壽限。
聚四氟乙烯廣泛應用於各種需要抗酸鹼和有機溶劑的場合,並被用來製作不沾鍋以及乾式變壓器。聚四氟乙烯質地柔軟,因此經常用於塗層。它剛被研究出來時的主要使用領域是高溫的發射火箭的內壁塗層。聚四氟乙烯也是止洩帶的主要成分。
聚四氟乙烯在室溫下為白色固體,密度約為2.2克/立方公分。根據杜邦公司的記載,其熔點為327℃(620.6℉)[4][5],但於260℃(500℉)以上就會變質。它的摩擦係數為小於或等於0.1,是已知摩擦係數最小的固體物質。聚四氟乙烯的機械性質較軟。具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯在常態下是無毒的,但當聚四氟乙烯烹調器具在溫度達到260℃(500℉)之後便會開始變質,並且在350℃(660℉)之上開始分解。杜邦公司在《有關使用杜邦特富龍不黏塗層炊具的重要知識》中說明惰性的聚四氟乙烯在溫度達到260℃後會發生化學變化。
比較而言,在烹煮油、脂與奶油時,溫度到達約200℃(392℉)將產生燒焦與煙,而肉通常在200℃–230℃(400℉–450℉)之間燒焦,然而若將空的烹調器具放置於爐火上,一不經意,便很容易超出這個溫度。
在1959年(在美國食品及藥物管理局批准食物調理器具物質之前)的一份研究中顯示,塗層鍋在乾燒(沒有食物在鍋內)時所產生的氣體中的毒性,較烹煮一般食用油所產生的氣體中的毒性低。
美國環境保護署在2005年的科學諮詢議會中發現,在生產聚四氟乙烯過程中使用的原料之一全氟辛酸(PFOA)可能具有致癌性。這個發現到目前為止仍未有定論。另外,杜邦公司曾因該物質污染地下水,而遭到其位於俄亥俄州與西維吉尼亞州工廠外圍的居民控告。美國環保署的檢測人員至少在後一工廠的1名懷孕女工體內發現PFOA,而且女工腹中胎兒已經受到影響,但杜邦公司隱瞞了這一檢測結果。不過,環保署提起的關於違反《有毒物質控制法案》和《資源保護法》的8項指控,被杜邦於2004年以1650萬美元和解。到目前為止,該物質尚未受到美國環境保護署規範。
在2006年1月,杜邦公司,身為美國唯一一家生產PFOA的公司,同意於2015年達到減少其工廠對於該化學物質的排放,但不願承諾逐步完全淘汰使用該化學物質。此協議不僅適用於使用PTFE的煮食器具,也包含了食品包裝與鋪料。杜邦公司同時聲明,他們無法在生產PTFE中不使用PFOA,但他們會尋求替代品。2015年起,杜邦已經在生產PTFE中停止使用PFOA。
PFOA僅於製程中使用——並於硬化程序後,僅留下非常微量的PFOA。杜邦公司聲稱,在其適當的硬化程序後,鍋具上所殘留的PFOA已是微量到無法測量。
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