Teflon® története

A feltalálásról röviden:

A Teflon ® bevonatot 1938-ban véletlenül fedezte fel Dr Roy Plunkett, a DuPont fiatal vegyésze, aki akkor hűtőgázokkal folytatott kísérleteket. Ez a csúszós, semmihez nem tapadó anyag a PTFE, (politetrafluoretilén) aminek később a DuPont a Teflon ® nevet adta.
A Teflon ® védett márkanév, kizárólag a DuPont használhatja.


Dr Roy Plunkett feljegyzése noteszában

A feltalálásról részletesen:

Részlet az Élet és Tudomány mellékletéből
Szerző: Dr Máthé Árpád A Teflon ® és a véletlen

Dr Roy Plunkett, az amerikai DuPont cég vegyésze 1938 áprilisában egy új hűtőközeg előállításához tetrafluor-etilént (C2F4) használt köztitermékként. A 45 kilogrammnyi, mínusz 76 Celsius-fokon forró gázt néhány tucat kis acélpalackban tárolták. Később, amikor kinyitották a zárószelepet, az egyik palack mintha üres lett volna...

A palackból nem jött ki gáz. Eltávolították a szelepet. Kiderült, hogy a tetrafluor-etilén gázból fehér por rakódott le a palack falára. Hogy összegyűjthessék a port, a palackot kettéfűrészelték. Megállapították, hogy a fehér por kémiai összetétele megegyezik a tetrafluor-etilén gázéval. Tárolás közben, a kutatók szándékától függetlenül poli(tetrafluor-etilén), röviden: PTFE keletkezett.
Plunkett nem gondolta, hogy a tetrafluor-etilén tárolása közben polimerizálódhat, hiszen egy hasonló monomer, a vinil-klorid polimerizálásához katalizátorra, gyökképző iniciátorra volt szükség. A spontán polimerizáció azért is meglepő volt, mert a kutatók éppen nagy stabilitásuk miatt foglalkoztak a fluor-klór-szénhidrogénekkel (a freonokkal).
A poli(tetrafluor-etilén) a Teflon ® nevet kapta. Ez a hőre lágyuló polimer nagymértékben kristályos szerkezetű. Valamennyi műanyag közül ennek a legnagyobb a vegyszerállósága: nincs oldószere. Jól ellenáll a hidegnek és a melegnek is: mínusz 269 Celsius-foktól plusz 260 Celsius-fokig tartósan igénybe vehető. A legkevésbé éghető műanyag. Kielégíti a legszigorúbb élelmiszeripari és gyógyászati követelményeket, s akár az élő szervezetekbe is beépíthető.
Semmiféle anyag nem tapad rá, még magasabb hőmérsékleten sem. Ezért süthetünk a Teflon ® réteggel bevont fémedényekben zsiradék nélkül is. A hagyományos műanyagfeldolgozási eljárásokkal nem formázható: a sűrűsége nagyobb (2,3 gramm/ köbcentiméter), mint a tömegműanyagoké, az ára pedig jóval meghaladja azokét.
Különleges alkalmazási lehetőségeinek köszönhetően napjainkban a világon évente több mint 50 ezer tonna Teflont ® állítanak elő.
A Teflon ® a tetrafluor-etilén gyökös polimerizációjának terméke. Nagy (0,5–1 millió) az átlagos molekulatömege, 90 százalékban kristályos szerkezetű és 341 Celsius-fokon olvad meg. Érdekes, hogy a megömlesztett, majd kihűtött polimer másodszorra már 327 Celsius-fokon olvad. E hőmérséklet felett is stabil, de az ömledéknek olyan nagy a viszkozitása (1011 poise 380 Celsius-fokon), hogy nem lehet a szokásos módon (extrudálással vagy fröccsöntéssel) feldolgozni. A szuszpenziós polimerizációs reaktorokból kikerülő különböző alakú, porózus részecskékből álló anyagot szűrik, szárítják és az igényektől függően megőrlik. A tipikus PTFE-granulátum 400–800 mikrométer átmérőjű szemcsékből áll. Ebből az őrölt anyagból alacsony hőmérsékleten préseléssel elkészítik a kívánt formát, majd a félkészterméket kemencében szinterezik (380 Celsius-fokon, nyomás alatt hosszú ideig hőkezelik). Így áll össze a részecskékből a teret teljesen betöltő, pórusmentes, szilárd anyag. Ez aztán már a fémiparból ismert eljárásokkal (fúrással, esztergálással, marással stb.) formázható.
Bevonatok és szálak készítésére vizes diszperzió formájában alkalmas a Teflon ®. A nyers diszperziót előbb felületaktív anyagokkal stabilizálják, majd 50-60 százalék szárazanyag-tartalomig besűrítik. A kívánt felületre a legváltozatosabb módokon viszik fel: hajtógázzal ráfúvatják, folyadékkal rákenik, a bevonandó anyagot belemártják vagy elektromos térben, annak hatására alakul ki a bevonat.
Vizes diszperzióból Teflon ® szál is húzható. Ilyenkor a diszperziót egy mátrixképző műanyaggal, például viszkózzal keverik össze. A szálkötegből hevítéssel eltávolítják a mátrixot adó segédpolimert, majd a szálakat szinterezik és tovább nyújtják.