מהו פלואורופולימר?

פלואורופולימר הוא בדרך כלל פולימר אולפיני המורכב ממונומרים אולפינים מופלרים באופן חלקי או מלא, כגון וינילידן פלואוריד (CH2¼CF2) וטטרפלואורואתילן (TFE) (CF2¼CF2).פולימרים אלה כוסו בפירוט רב במספר הפניות.פולימרים מופלרים מיוחדים יותר כוללים פר-פלואורו-אתרים, פלואוראקרילטים ופלואור-סיליקונים המשמשים בנפח קטן משמעותית מאשר פלואור-פולימרים אולפינים.

פלואורפולימרים מסחריים כוללים הומופולימרים וקופולימרים.הומופולימרים מכילים 99% או יותר במשקל מונומר אחד ו-1% או פחות ממשקל של מונומר אחר לפי האמנה של האגודה האמריקאית לבדיקת חומרים (ASTM).קופולימרים מכילים יותר מ-1% או יותר במשקל של קומונומרים אחד או יותר.הפלואורופולימרים המסחריים העיקריים מבוססים על שלושה מונומרים:

TFE, וינילידן פלואוריד (VF2), ובמידה פחותה כלורוטריפלואורואתילן (CTFE).דוגמאות לקומונומרים כוללות פרפלואורומתיל ויניל אתר (PMVE), פרפלואורואתיל ויניל אתר (PEVE), פרפלואורופרופיל ויניל אתר (PPVE), הקספלואורופרופילן (HFP), CTFE, פרפלואורובוטיל אתילן (PFBE), ומונומרים אקזוטיים כגון 2,2-ביסטרי-פלואורומתיל -4,5-דיפלואורו-1,3-דיוקסול.

כלל אצבע טוב לזכור הוא שהגדלת תכולת הפלואור של מולקולת פולימר מגבירה את העמידות הכימית והממסים שלה, את עמידות הלהבות ואת יציבות הפוטו;משפר את התכונות החשמליות שלו כגון קבוע דיאלקטרי נמוך יותר;מוריד את מקדם החיכוך;מעלה את נקודת ההתכה;מגביר את היציבות התרמית שלו;ומחליש את תכונותיו המכניות.המסיסות של פולימרים בממסים יורדת בדרך כלל על ידי הגדלת תכולת הפלואור של המולקולה.

סיווג פלואורופולימר

התגלית הרצינית של PTFE בשנת 1938 על ידי רוי פלונקט מחברת דופונט החלה את עידן הפלואורופולימרים. PTFE מצא אלפי יישומים בגלל תכונותיו הייחודיות.חומרי פלואורופלסטיק שונים פותחו מאז גילוי ה-PTFE.מספר חברות מייצרות את הפלסטיק הזה ברחבי העולם.פלואורופולימרים מחולקים לשתי מחלקות של פולימרים מופלרים ופולימרים מופלרים חלקית.פלואורפולימרים פרופלוריים הם הומופולימרים וקופולימרים של TFE.חלק מהקומונומרים עשויים להכיל כמות קטנה של יסודות מלבד C או F.

היסטוריה של פיתוח פולימרים

לא ניתן לייצר PTFE על ידי טכניקות עיבוד נמס בגלל הצמיגות הגבוהה שלו.פלואורפולימרים הניתנים לעיבוד נמס פותחו על ידי קופולימריזציה של TFE.ל-FEP, קופולימר של TFE ו-HFP, יש טמפרטורת שימוש רציף מקסימלית נמוכה יותר מאשר PTFE (200 C לעומת 260 C) בגלל הידרדרות התכונות המכניות.PFA, קופולימר של TFE עם PPVE או PEVE, מציע יציבות תרמית, יכולת עיבוד נמס ושימוש רציף מרבי בטמפרטורה של 260 C. גם FEP וגם PFA נחשבים לפרפלואורופולימרים.

קופולימרים של אתילן עם טטרפלואורואתילן (ETFE) וכלורוטריפלואורואתילן (ECTFE) חזקים יותר מבחינה מכנית מפרפלואורופולימרים, מלווים בחילופין של הפחתה בעמידותם הכימית וטמפרטורת השימוש המתמשך ועלייה במקדם החיכוך.

קופולימרים אמורפיים של TFE מסיסים בממיסים הלוגנים מיוחדים וניתן ליישם אותם על משטחים כתמיסת פולימר ליצירת ציפויים דקים.הציפוי המיובש עמיד בפני כימיקלים רבים כמעט כמו PTFE.