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Polytetrafluorethylen


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Polytetrafluorethylen (abgekürzt PTFE ) ist ein fluoriertes Polymer . Umgangssprachlich wird dieser Kunststoff oft mit dem Handelsnamen der Firma Teflon bezeichnet. Weitere Handelsnamen anderer Hersteller von sind Hostaflon (heute Dyneon PTFE) Heydeflon Ekafluvin Algoflon und Polyflon.

PTFE gehört zur Klasse der Polyhalogenolefine der auch PCTFE (Polytrifluormonochloräthylen) gehört.

Inhaltsverzeichnis

Herstellung

PTFE wird aus Chloroform CHCl 3 durch partielle Fluoridierung hergestellt wobei zunächst Chlorfluormethan CHClF 2 und Tetrafluorethylen C 2 F 4 erzeugt werden. SbCl 4 F dient dabei als Katalysator .

CHCl 3 + 2 HF → CHClF 2 + 2 HCl
2 CHClF 2 → C 2 F 4 + 2 HCl

Tetrafluorethylen wird anschließend einer radikalischen Polymerisation unter Druck unterzogen. Je nach Bedingungen ergeben sich Molekül - und Partikelgrößen :

n C 2 F 4 → -[CF 2 ] n/2 -

Strukturformel von PTFE:

 F F F F F | | | | ··· -C-C-C-C-C- ··· | | | | F F F F  

Eigenschaften

PTFE zeichnet sich durch mehrere Besonderheiten
  • PTFE ist sehr reaktionsträge. Selbst aggressive wie Königswasser können PTFE nicht angreifen. Der Grund in der besonders starken Bindung zwischen den Kohlenstoff - und den Fluoratomen da Fluor das Element mit der stärksten Elektronegativität ist. So gelingt es vielen Substanzen die Bindungen aufzubrechen und mit PTFE chemisch reagieren.
  • PTFE hat einen sehr geringen Reibungskoeffizienten. rutscht auf PTFE ähnlich gut wie nasses auf nassem Eis. Außerdem ist die Haftreibung genau so groß wie die Gleitreibung so dass der Übergang vom Stillstand Bewegung ohne Ruckeln stattfindet.
  • An PTFE bleibt so gut wie haften.
  • Dichte: 2 10 .. 2 30
  • sehr schwer äußerst beständig gegen alle Säuren und Basen Alkohole Ketone Benzine Öle...; unbeständig gegen Fluorverbindungen und Alkalimetalle; bis 260°C; frostbeständig bis - 200°C; nicht schweißen möglich aber nicht üblich; leicht wachsartige (nicht so ausgeprägt wie bei PE ); sehr teuer!; physiologisch unbedenklich
  • Brennprobe: nicht brennbar; in heißer Flamme bei Rotglut Zersetzung statt; dabei Geruch nach Salz - und Flusssäure ; Dämpfe sind giftig.

Anwendungen

Die bekannteste Anwendung ist sicherlich die in Pfannen und Töpfen. Die berühmte Frage nichts an Teflon haftet wie haftet es an der Pfanne?" ist leicht zu beantworten: Metall der Pfanne wird aufgeraut z.B. mechanisch Sandstrahlen oder chemisch durch Säuren. Danach wird PTFE mit Druck aufgetragen und so von zahllosen kleinen Unebenheiten der Pfanne festgehalten.

In hauchdünnen Schichten findet PTFE als Verwendung einer Membran mit feinsten Poren die groß genug um Wasserdampf durchzulassen nicht aber Wasser in Form. Daraus kann wasser- und winddichte Bekleidung werden die trotzdem die Hautfeuchtigkeit nach außen kann.

Wegen seiner chemischen Trägheit wird PTFE Beschichtung dort eingesetzt wo aggressive Chemikalien vorkommen. bei Aufbereitung von Uran für die ersten Atombomben ( Manhattan-Projekt ) wurde das sehr reaktionsfreudige Uranhexafluorid in Gefäßen aufbewahrt.

Im Bereich der [[Dichtung (Technik]|Dichtungstechnik]] wird als Basiscompound in vielen Anwendungen eingesetzt. Insbesondere Bereich:

  • Wellendichtring (z.B. Simmerring Radiamatic HTS2)
  • Nutring (z.B. Merkel Freudenberg)
  • Faltenbälge (z.B. http://www.Simrit.de)

Die vielfältigen und relativ einfachen Möglichkeiten Compoundierung ermöglichen spezielle Mischungen für die diversesten die in diversen Parametern differieren können(z.B. Druck Geschwindigkeit etc.)

Durch seine geringe Reibung ist PTFE Beschichtung für Lager und Dichtungen interessant.

In der Medizin wird PTFE z.B. Implantaten verwendet. Zum Einen sorgt seine chemische für eine lange Lebensdauer und gute Verträglichkeit Anderen verringert die glatte Oberfläche die Entstehung Blutgerinnseln . Aufgrund dieser Veträglichkeit findet es auch mehr Anwendung als Piercing-Schmuck.

In der Optik wird Teflon als Linsenmaterial eingesetzt da im fernen Infrarotbereich transparent wird.

Im Bereich der Hochfrequenztechnik ist PTFE seiner geringen Dielektrizitätskonstante ein beliebter Werkstoff z.B. für Kabelisolationen.

Und auch im Hygiene Bereich ist zu finden zum Beispiel als Zahnseide.

Geschichte

Entgegen einer weitläufigen Meinung ist PTFE Nebenprodukt der Raumfahrt. Es wurde durch Zufall 1938 von dem Chemiker Roy Plunkett entdeckt er auf der Suche nach Kühlmitteln für mit Tetrafluorethylen (TFE) experimentierte und vergaß die mit dem Gas über Nacht im Kühlschrank Am nächsten Tag hatte sich das Gas PTFE umgewandelt. 1941 erhielt DuPont das Patent auf PTFE.

1954 entwickelte der französische Chemiker Marc Grégoire PTFE-Beschichtung von Kochgeschirr.



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