Powłoka PTFE to tworzywo sztuczne wykonane z politetrafluoroetylenu, znane również jako polyflon, tarflen oraz pod nazwą handlową Teflon®. Jest to całkowicie fluorowany polimer, który powstaje w wyniku polimeryzacji emulsyjnej tetrafluoroetylenu. Dzięki swojej unikalnej strukturze molekularnej – opartej na silnych wiązaniach węgiel-fluor – powłoki PTFE cechują się doskonałą odpornością na przywieranie, chemikalia i wysokie temperatury. Ich zastosowanie obejmuje wiele gałęzi przemysłu – od motoryzacji, przez produkcję sprzętu AGD, aż po specjalistyczne technologie inżynieryjne.
Powłoka PTFE (znana także jako powłoka teflonowa) to cienka warstwa ochronna wykonana z politetrafluoroetylenu – w pełni fluorowanego polimeru syntetycznego o wyjątkowych właściwościach fizykochemicznych.
Tetrafluoroetylen jest syntetycznym fluorowęglowodorem, który stanowi monomer, czyli jednostkę powtarzającą się w strukturze polimeru ( −[−CF₂−CF₂−]ₙ− ). PTFE powstaje w wyniku procesu polimeryzacji emulsyjnej tetrafluoroetylenu. Sam materiał PTFE (politetrafluoroetylen) został wynaleziony przez Roya Plunketta w 1938 roku. Nazwa zastrzeżona Teflon® należy do firmy Chemours, która wcześniej była częścią DuPont.
Tworzywo to wyróżnia się całkowicie fluorowaną strukturą, w której wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione fluorem. Silne wiązania węgiel-fluor C–F odpowiadają za jego wysoką odporność chemiczną i termiczną oraz znakomite własności antyadhezyjne. Właściwości PTFE sprawiają, że ten materiał jest szczególnie ceniony w przemyśle. Powłoki PTFE wyróżniają się dużą odpornością termiczną, niskim tarciem oraz wysoką izolacyjnością.
Membrany PTFE są nakładane po zastosowaniu obróbki wstępnej, chemicznej lub mechanicznej, albo połączeniu obu tych metod, a następnie poddawane działaniu termicznemu.
Efektem jest wytworzenie unikalnej powierzchni typu non-stick, która doskonale sprawdza się w szerokiej gamie zastosowań technicznych.
Tworzywo PTFE powszechnie postrzegany jest jako szczególnie stabilne tworzywo sztuczne. Zachowuje neutralność wobec działań termicznych czy większości środków chemicznych. Zachowuje izolacyjność elektryczną i ma najniższy – z wykorzystywanych tworzyw sztucznych – współczynnik dielektryczny.
Tworzywo PTFE zostało odkryte przypadkowo w 1938 roku przez w 1938 roku przez Roya Plunketta, chemika firmy DuPont. Podczas eksperymentów nad nowym czynnikiem chłodniczym, powstała biała, woskowata substancja o wyjątkowej odporności chemicznej i bardzo niskim współczynniku tarcia. W 1941 roku materiał opatentowano, a w 1945 zarejestrowano pod marką handlową Teflon®.
Jednym z pierwszych zastosowań była ochrona zbiorników na heksafluorek uranu w Projekcie Manhattan. Prawdziwą popularność powłoki teflonowe zyskały w latach 60. XX wieku jako nieprzywierające powłoki w naczyniach kuchennych. Materiał znany jest również pod nazwami Polyflon i Tarflen.
Powłoki PTFE charakteryzują się bardzo mocnym typem wiązań na poziomie atomów węgla i fluoru. W rezultacie powłoka wyróżnia się ponadprzeciętną wytrzymałością na potencjalne uszkodzenia i zerwanie powstałych wiązań. Jednocześnie PTFE zachowuje neutralność chemiczną, dzięki czemu można powłokę wykorzystywać jako warstwę ochronną wobec kwasów i innych chemikaliów o dużej agresywności działania.
Powłoki PTFE zwracają uwagę niską absorpcją cieczy i odpornością na wilgoć. To – wobec niskiego tarcia PTFE – powoduje, że z powodzeniem mogą być wykorzystywane jako powłoka dla materiałów narażonych na bezpośredni kontakt z innymi materiałami. Brak efektu przywierania przez powłokę PTFE sprawia, że są one szczególnie przydatne w przypadku rozwiązań przemysłowych, w sektorze motoryzacyjnym i produkcji artykułów gospodarstwa domowego. Tetrafluoroetylen, z którego powstaje powłoka PTFE, zapewnia tym powłokom ich unikalne właściwości.
Polimer, będąc zarówno izolatorem, jak i warstwą odporną termicznie, może być zastosowany do powlekania stali nierdzewnej, węglowej, aluminium oraz stopów – np. stali czy mosiądzu. Możliwości PTFE wykorzystywane są też w kontekście tworzyw sztucznych, gumy i włókien szklanych. Wśród innych właściwości powłok PTFE należy wymienić: bezzapachowość materiału, nieszkodliwość dla organizmów (do temperatury 270 stopni Celsjusza), wysoką udarność, wytrzymałość na promienie UV, nietoksyczność. Należy również zwrócić uwagę na fakt, iż PTFE może stanowić element łączony z innymi środkami – w ten sposób, w zależności od proporcji, powłoki bywają wykorzystywane do niestandardowych zastosowań.
Najważniejsze właściwości powłok PTFE:
Sekret tkwi w strukturze molekularnej. PTFE tworzy warstwę o ekstremalnie niskim współczynniku tarcia (ok. 0,01 dla PTFE-PTFE), gdzie dla porównania stal ma ok. 0,7. Dodatkowo, wiązania węgiel-fluor są tak silne, że niemal żadna substancja nie może się trwale z nim połączyć. Efekt? Powierzchnia non-stick, odporna zarówno na przywieranie, jak i korozję.
Powłoki PTFE znajdują zastosowanie w wielu branżach, od przemysłu po motoryzację i produkcję sprzętu AGD. Dzięki swoim właściwościom, takim jak odporność na chemikalia i niskie tarcie, są one idealnym wyborem do wielu technicznych aplikacji. Tworzywo PTFE jest powszechnie używane do produkcji uszczelnień, prętów oraz podkładek, które wymagają wyjątkowej trwałości i niezawodności.
Podsumowując, PTFE to materiał o niezwykłych właściwościach, które sprawiają, że jest on niezastąpiony w wielu wymagających aplikacjach technicznych. Jego zdolność do utrzymania stabilności w ekstremalnych warunkach sprawia, że jest jednym z najważniejszych tworzyw sztucznych stosowanych w przemyśle.
Od 2013 roku zakazano stosowania PFOA w produkcji powłok fluoropolimerowych, co znacznie zwiększyło bezpieczeństwo użytkowania. Dodatkowo, powłoki PTFE dopuszczone do kontaktu z żywnością posiadają odpowiednie atesty. W firmie Nelvi działamy zgodnie z normą ISO 9001:2015, co gwarantuje jakość i spójność procesów produkcyjnych.
Skontaktuj się z zespołem Nelvi, aby dobrać odpowiedni rodzaj powłoki. Oferujemy profesjonalne doradztwo i precyzyjne dopasowanie technologii do Twoich potrzeb!