ฟลูออโรโพลีเมอร์คืออะไร?

ฟลูออโรโพลีเมอร์มักจะเป็นโพลีเมอร์โอเลฟินิกซึ่งประกอบด้วยโมโนเมอร์โอเลฟินิกที่มีฟลูออริเนตบางส่วนหรือทั้งหมด เช่น ไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (CH2¼CF2) และเตตราฟลูออโรเอทิลีน (TFE) (CF2¼CF2)โพลีเมอร์เหล่านี้ได้รับการกล่าวถึงอย่างละเอียดในเอกสารอ้างอิงหลายฉบับโพลีเมอร์ฟลูออริเนตชนิดพิเศษเพิ่มเติมได้แก่ เพอร์-ฟลูออโรอีเทอร์ ฟลูออโรอะคริเลต และฟลูออโรซิลิโคน ซึ่งใช้ในปริมาตรน้อยกว่าฟลูออโรโพลีเมอร์โอเลฟินิกอย่างมาก

ฟลูออโรโพลีเมอร์เชิงพาณิชย์ประกอบด้วยโฮโมโพลีเมอร์และโคโพลีเมอร์โฮโมโพลีเมอร์ประกอบด้วยโมโนเมอร์หนึ่งตัวตั้งแต่ 99% ขึ้นไปโดยน้ำหนัก และโมโนเมอร์อีกตัวหนึ่ง 1% หรือน้อยกว่าโดยน้ำหนักตามแบบแผนของ American Society for Testing Materials (ASTM)โคโพลีเมอร์ประกอบด้วยโคโมโนเมอร์ตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไปตั้งแต่ 1% ขึ้นไปโดยน้ำหนักฟลูออโรโพลีเมอร์เชิงพาณิชย์ที่สำคัญมีพื้นฐานมาจากโมโนเมอร์สามตัว:

TFE, ไวนิลิดีน ฟลูออไรด์ (VF2) และคลอโรไตรฟลูออโรเอทิลีน (CTFE) ในปริมาณที่น้อยกว่าตัวอย่างของโคโมโนเมอร์รวมถึงเพอร์ฟลูออโรเมทิลไวนิลอีเทอร์ (PMVE), เพอร์ฟลูออโรเอทิลไวนิลอีเทอร์ (PEVE), เพอร์ฟลูออโรโพรพิลไวนิลอีเทอร์ (PPVE), เฮกซะฟลูออโรโพรพิลีน (HFP), CTFE, เพอร์ฟลูออโรบิวทิลเอทิลีน (PFBE) และโมโนเมอร์ที่แปลกใหม่ เช่น 2,2-บิสไตร-ฟลูออโรเมทิล -4,5-ไดฟลูออโร-1,3-ไดออกโซล

หลักการทั่วไปที่ควรจำไว้คือการเพิ่มปริมาณฟลูออรีนในโมเลกุลโพลีเมอร์จะเพิ่มความต้านทานต่อสารเคมีและตัวทำละลาย ความต้านทานเปลวไฟ และความเสถียรต่อแสงปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้า เช่น ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ต่ำลงลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเพิ่มจุดหลอมเหลวเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและทำให้คุณสมบัติทางกลของมันอ่อนลงความสามารถในการละลายของโพลีเมอร์ในตัวทำละลายมักจะลดลงโดยการเพิ่มปริมาณฟลูออรีนในโมเลกุล

การจำแนกประเภทฟลูออโรโพลีเมอร์

การค้นพบโดยบังเอิญของ PTFE ในปี 1938 โดย Roy Plunkett จากบริษัทดูปองท์ได้เริ่มต้นยุคของฟลูออโรโพลีเมอร์ PTFE พบการใช้งานหลายพันรายการเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวฟลูออโรพลาสติกหลายชนิดได้รับการพัฒนาตั้งแต่การค้นพบ PTFEบริษัทหลายแห่งผลิตพลาสติกเหล่านี้ทั่วโลกฟลูออโรโพลีเมอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทคือโพลีเมอร์ที่มีเพอร์ฟลูออริเนตและโพลีเมอร์ที่มีฟลูออริเนตบางส่วนฟลูออโรโพลีเมอร์ที่มีเพอร์ฟลูออริเนตคือโฮโมโพลีเมอร์และโคโพลีเมอร์ของ TFEโคโมโนเมอร์บางตัวอาจมีองค์ประกอบจำนวนเล็กน้อยนอกเหนือจาก C หรือ F

ประวัติการพัฒนาโพลีเมอร์

ไม่สามารถประดิษฐ์ PTFE ด้วยเทคนิคการหลอมละลายได้เนื่องจากมีความหนืดสูงฟลูออโรโพลีเมอร์ที่ละลายในกระบวนการได้รับการพัฒนาโดยโคพอลิเมอร์ไรเซชันของ TFEFEP ซึ่งเป็นโคโพลีเมอร์ของ TFE และ HFP มีอุณหภูมิการใช้งานต่อเนื่องสูงสุดต่ำกว่า PTFE (200 C ต่อ 260 C) เนื่องจากการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางกลPFA ซึ่งเป็นโคโพลีเมอร์ของ TFE พร้อมด้วย PPVE หรือ PEVE มีเสถียรภาพทางความร้อน ความสามารถในการหลอมเหลว และการใช้งานต่อเนื่องสูงสุดที่อุณหภูมิ 260 C ทั้ง FEP และ PFA ถือเป็นเพอร์ฟลูออโรโพลีเมอร์

โคโพลีเมอร์ของเอทิลีนที่มีเตตราฟลูออโรเอทิลีน (ETFE) และคลอโรไตรฟลูออโรเอทิลีน (ECTFE) มีความแข็งแกร่งทางกลไกมากกว่าเพอร์ฟลูออโรโพลีเมอร์ ควบคู่ไปกับการลดความต้านทานต่อสารเคมีและอุณหภูมิการใช้งานอย่างต่อเนื่อง รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น

โคโพลีเมอร์อสัณฐานของ TFE ละลายได้ในตัวทำละลายฮาโลเจนชนิดพิเศษ และสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวเป็นสารละลายโพลีเมอร์เพื่อสร้างสารเคลือบบางๆสารเคลือบแบบแห้งสามารถทนต่อสารเคมีได้เกือบเท่ากับ PTFE