1i

2

عنوان تحقیق : تفلون } ) پلی تترا فلوئورو اتیلن ( ، ( (PTFE}

 نام استاد : جناب آقای مهندس جعفری

 محقق : محمد جواد کاویانی

 رشته : کاردانی صنایع شیمیایی

) شیمی آلی (

نام مرکز : آموزشکده فنی و حرفه ای شماره دو اصفهان ) سروش (

 5 / 02 / 1389تاریخ ارائه :

پیشگفتار  مقاله ای که روبه روی شماست ، صرفا حاصل تالش اینجانب برای جمع آوری کردن و

مرتب کردن مطالبی ، در قالب تحقیقی است در مورد پلی تترا فلوئورو اتیلن ، با نام صنعتی نیز میگویند .PTFEتفلون که به اختصار به آن ( و دوست همکارشRoy . J . Plunkettو تالش اصلی را آقای روی ج . پالنکت )

به سبب کنجکاوی و1938 آوریل سال 6جک ریبوک کارمندان شرکت دوپونت در ذکاوتشان در کشف این ماده کشیدند که در صفحات بعد مفصل به داستان کشف این ماده

چند میلیارد دالری خواهیم پرداخت ، ماده ای از بمب اتم تا درون ماهیتابه ! الزم میدانم از تمام کسانی که اینجانب را در جمع آوری کردن این مطالب کمک کردند

تشکر کنم ، مخصوصا مهندس جعفری که این موضوع را برای تحقیق به بنده پیشنهاد کردند چرا که تا قبل از این فکر میکردم تفلون فقط در آشپزخانه کاربرد دارد ولی اکنون دانسته ام

حتی در فضا هم از آن استفاده میشود چه برسد در آشپزخانه !الزم به ذکر است در صورت تمایل برای کسب اطالعات بیشتر به مقاله اصلی چاپ شده مراجعه کنید چرا که

در این اسالیدها فقط بخشی از مطالب گنجانده شده است .با تشکر .

3

4

تاریخچه :سال کشف ، نام کاشف : تفلون نام تجاری پلی تترافلوئورواتیلن ،

همان محصول چند میلیارد دالری شركت دوپونت است كه در موارد گوناگونی ،

از ماهیتابه های نچسب گرفته تا لباسهای فضایی استفاده شده است. كشف آن ناشی از

تصادفی بود كه

روی ج. پالنکت Roy . J . Plunkett

5

شیمیدان جوانی در شركت دوپونت كه تنها دو سال  قبل از روز ، دكترای خود را از دانشگاه 1938 آوریل سال 6سرنوشت ساز

ایالتی اوهایو گرفته بود، مشاهده كرد. در این روز دكتر پالنكت مخزنی از تترافلوئورw واتیلن گازی ، باز كرد به این امید كه سرد

كننده ای غیر سمxی از آن تهیه كند. اما پالنكت و دستیارش جك ریبوك با شگفتی دیدند كه گازی خارج نشد. پالنكت نمی توانست این پدیده را توجیه كند، چون وزن مخزن

نشان می داد كه باید پر از   فلوئوروكربن گازی باشد.پالنكت تصمیم گرفت به جای آنكه برای ادامه پژوهش در زمینه مواد سرد كننده ، مخزن را دور بیندازد و مخزن جدیدی بگیرد،

كنجكاوی اش را در باره آن مخزن خالی ارضاء كند. وقتی سیمی به دریچه مخزن وارد كرد و مطمئن شد كه اشكالی ندارد، مخزن را اره كرد و به درونش نگاهی انداخت. در آنجا گرد سفید مومی

شكلی پیدا كرد و چون شیمیدان بود، فهمید كه ممكن است این مشاهده چه معنایی داشته باشد.

6

مولكولهای تترافلوئورواتیلن گازی به حدی با یكدیگر تركیب ) پلیمریزه( شده بودند كه ماده جامدی تشكیل دادند. هیچ كس تا آن هنگام پلیمریزاسیون این تركیب بخصوص را مشاهده نكرده بود، اما با این حال واكنش به نحوی در مخزن خالی مرموز صورت گرفته بود. چندی نگذشت كه این كشف تصادفی و ویژگی های عجیب پلیمر به دست آمده، پالنكت و دیگر شیمیدانان شركت دوپونت را واداشت تا راههایی پیدا كنند كه

پلی تترافلوئور واتیلن را برحسب نیاز تولید كنند.� هم كه این گرد سفید مومی شكل ویژگیهای عجیبی داشت : از شن هم خنثی تر واقعالی هم xبود. نه تحت تأثیر اسیدها و بازی های قوی قرار می گرفت، نه حرارت. هیچ حال

آن را حل نمی كرد اما بر خالف شن بسیار لیز بود. با وجود این ویژگی های جالب وغیرعادی، اگر جنگ جهانی دوم در نگرفته بود، چه بسا به دلیل گرانی این پلیمر

جدید، تا مدتها بعد كار دیگری در زمینه آن صورت نمی گرفت. اما چند ماهی نگذشته بود كه دانشمندانی كه مشغول ساختن نخستین بمب اتمی بودند ، احیتاج به ماده ای

پیدا كردند تا بتوانند از آن واشرهایی بسازند كه در برابر گاز� بسیار خورنده . بمب مصرف می شد، مقاوم باشد235هگزافلوئورید اورانیم، كه برای تولید اورانیم

7

، مسئول بخش طرح بمب اتمی در ارتش ایاالت متحده، از طریق سرهنگ لزلی ر. گرووزاز قضا آشنایانی كه در شركت دوپونت داشت از پالستیك جدیدشان كه فوق العاده خنثی بود، خبردار شد.

وقتی به گرووز گفته شد ممكن است این پالستیك جدید گران تمام شود، پاسخ داد كه در این طرح ، قیمت به هیچ وجه مطرح نیست. بدین ترتیب این پلیمر لغزنده در واشرها و دریچه ها به

كار رفت،� هم نسبت به تركیب خورنده اورانیم مقاوم بود. شركت دوپون در طی جنگ، تفلون را و واقعابرای این كاربرد تولید كرد و عموم مردم تا بعد از جنگ هم چیزی درباره این پلیمر جدید نمی

بود كه نخستین ماهیتابه ها و ظروف شیرینی پزی پوشیده از 1960دانستند. در واقع در سال تفلون به بازار آمدند. این فرآورده های تفلونی مانند بسیاری از محصوالت پلیمری جدید موقعی كه

نخستین بار به مردم معرفی شدند، چندان نتایج امیدوار كننده ای نداشتند. گرچه این پالستیك به عنوان یك سطح خوراكپزی نچسب بسیار مناسب بود، اما به سختی به ظروف فلزی پیوند می

شد، بنابراین در برابر شست و شوی زنان خانه داری كه عادت داشتند دیگ و ماهیتابه هایشان را محكم بسابند، مقاوم نبود. پس از آنكه روشهای گوناگونی امتحان شدند و چهار نسل پوشش

اعالم كرد سیلورستون سوپرای آنان دو برابر 1986تفلونی به تولید رسیدند، دوپونت در سال مقاومتر از نسل سوم سیلورستون است. در همین ضمن كاربردهای متعدد دیگری كشف شده

� بی اهمیت جلوه می دادند. بودند كه دیگر پوشاندن ظروف خوراكپزی را نسبتا

8

ویژگی های شیمیایی و فیزیکی تفلون :

9

تفلون ترکیبی جامد وسفید رنگ در دمای اتاق ، متشکل از فلوئور وکربن میباشد که از پلیمر شدن

مولکولهای اتیلنی فراهم میگردد . که هر چهار اتم آنها به وسیله چهار اتم فلوئور جایگزین شده است .

) شکل صفحه قبل ( - مقاوم است و از بین نمی رود .c 250 + وc250 تفلون نمیسوزد تا دماهای

10

از شن هم خنثی تر میباشد . نه تحت تأثیر اسیدها و بازی های قوی قرار می گیرد ، نه حرارت .

لی هم آن را حل نمی كند اما بر خالف شن بسیار لیز میباشد . xهیچ حال به برخی از خواص و مشخصات فیزیکی و شیمیایی این ماده درجدول پایین

. اشاره میکنم

Polytetrafluoroethyleneنام آیوپاک Poly(tetrafluoroethene)

نام سیستماتیک Poly(tetrafluoroethylene)

نام های دیگر Teflon, Syncolon, Fluon, Polytetrafluoroethene,

Poly(ethylene tetrafluoride)

11

نام اختصاری PTFE

CAS number 9002-84-0

فرمول مولکولی CnF2n+2

چگالی 2200 kg/m3

دمای ذوب 327 °C

ضریب اصطحکاک 0.05-0.10

استحکام محصول 23 MPa

ثابت دی الکتریک ε=2.1,tan(δ)<5(-4)

12

( الکتریک دی (Hz 60ثابت ε=2.1,tan(δ)<2(-4)

الکتریک دی (MHz 1)مقاومت 60 MV/m

Thermal conductivity 0.25 W/(m·K)

13

کاربردها : کاربرد تفلو ن در صنعت و وسایل آشپزخانه :

تفلون از ماهیتابه های نچسب گرفته تا لباسهای فضایی و ..... استفاده شده است.

چند ماهی از کشف تفلون نگذشته بود كه دانشمندانی كه مشغول ساختن نخستین

ا بتوانند از آن واشرهایی تبمب اتمی بودند ، احیتاج به ماده ای پیدا كردند بسازندكه در برابر

بمب مصرف 235گاز� بسیار خورنده هگزافلوئورید اورانیم، كه برای تولید اورانیم .می شد، مقاوم باشد

بدین ترتیب این پلیمر لغزنده در واشرها و دریچه ها به كار رفت.� هم نسبت به تركیب خورنده اورانیم مقاوم بود. و واقعا

14

لباسهای فضانوردان استفاده از تفلون در پوشش بیرونی

كننده سیمها و كابلهای برقی است شده است. تفلون ماده عایق

مقاومت كرده اند. كه در برابر تابش شدید خورشید بر سطح ماه

مخروطه دماغه و دیگر سپرهای گرمایی سفینه های فضایی و

نیز  مخازن سوخت آنها از تفلون ساخته شده اند.

15

لندن نیز از تفلون Millennium domeسقف ورزشکاه ساخته شده است .

16

از تفلون به دلیل اصطحکاک کم آن برای ساخت بلبرینگ ، چرخ دنده ها ، صفحات

کشویی و به عنوان ماده تولید بوردهای مدار چاپی ، وغیره استفاده میشود .

همچنین از پودر آن درترکیبات آتش بازی به عنوان اکسید کننده به همراه پودرفلزات دیگر

از قبیل آلومنیوم و منیزیم استفاده میکنند . همچنین در ساخت تسمه نقالهاي اسلحه ،

فايبرگالس روكش شده با تفلون و..... کاربرد دارد .

17

بدنه تلفن همراه ، روکش شده با تفلون :

18

ورق های تفلونی که به عنوان لوله های ساخته شده

پوشش استفاده میشوند : از تفلون :

رینگ تمام تفلونی : تفلون به کار گرفته شده در ساخت شلوار :

ندددد

19

انواع نوار های تفلون :

20

کاربرد تفلون در آزمایشگاه :

تفلون ماده ای ایده آل برای محیط های آزمایشگاهی میباشد که به عنوان ظروف برای مواد بسیار خورنده مانند اسید هیدرو فلوئوریک به کار میرود .

کاربرد تفلون در پزشکی :

از تفلون برای ساخت دریچه های مصنوعی قلب ، ضربانساز یا سرخرگ آئورت تفلونی استفاده میشود چون تفلون از معدود موادی است كه بدن ، آن را در هنگام پیوند رد

نمی كند. از آن می توان در ساخت قرنیه های مصنوعی، استخوانهای جایگزین برای چانه، بینی، جمجمه، مفاصل ران و زانو، قطعات گوش، نای مصنوعی، دریچه های قلب، زرد پی

ها، بخیه ها، مجاری صفراوی و دندانهای مصنوعی، استفاده كرد.

21

پلیمرهای مشابه :

Perfluoroalkoxy (PFA) برخی از ویژگیهای این پلیمر :

(f582 درجه سانتی گراد )305 دمای ذوب ،

درجه سانتی گراد260دمای جوش ،

psi 3.600 دارای قدرت کششی معادل

MHz 2.1 ثابت دی الکتریک

22

با نام : PTFEدومین پلیمر مشابه Fluorinated ethylene propylene( FEP)

دارای مشخصات زیر میباشد .

f ( 500 ) درجه سانتی گراد 260 دمای ذوب ،

درجه سانتی گراد204دمای جوش ،

psi 3.400 دارای قدرت کششی معادل

MHz 2.1 ثابت دی الکتریک

.که متاسفانه شکلی از این پلیمر در طی تحقیقات بدست نیامد

23

زیان ها :

طبق بررسی ها، تفلون و موادشیمیایی كه در آن برای تهیه ظروف آشپزخانه مورد استفاده قرار می گیرد، موجب سرطان، صدمه به اعضای بدن و سایر عوارض جسمی می شود. اما نگران نباشید، چرا كه برخی

دیگر از محققان معتقدند تفلون مرغوب حتی اگر درسته هم بلعیده شود، بدون هیچ اثر سویی از بدن دفع می شود .

درجه 350اگر این ظروف بیش از حد حرارت ببیند از این رو وقتی تفلون در درجه حرارت بیش از سانتیگراد

قرار بگیرد، بخاری از آن متصاعد می شود كه حاالتی مانند سردرد، لرز، درد كمرو افزایش درجه حرارت به انسان دست می دهد مثل وقتی كه غذا می سوزد البته در پخت و پز معمولی چنین اتفاقی رخ نمی دهد در

این درجه حرارت است كه ذرات بسیار ریز از ظرف تفلون جدا می شود و وارد ریه ها می شود .تفلون خاصيت ضدچسبندگي خود را به دليل وجود يک ماده شيميايي سمي و مقاوم به نام »پيفوا« ويا

»اسيد پرفلورو کتانويک« به دست آورده است. اين ماده که در هزاران محصول نظير ظروف آشپزي تا پيژامه هاي کودکان و فنجان هاي قهوه مسافرتي استفاده مي شود، براساس اعالم کميسيون علمي

سازمان حفاظت محيط زيست اياالت متحده، سرطان زامي باشد . همچنين شواهدي وجود دارد که نشانگر ارتباط اين ماده با کم وزني و

اختالالت مغزي در نوزادان مي باشد.

24

مآخذ : و منابعروزنامه دنیای اقتصاد .

دکتر محمد حسین عزیزی عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس . ، آذر 53 – سال چهارم ، شماره 1386ماهنامه سیاحت غرب –

نشریه ساینتیفیک آمریکن .Teflon History " home.nycap.rr.comسایت "

Learn More About DuPont Teflon". DuPont. Retrieved 16 May 2009.Juliet Eilperin (2006-01-26). "Harmful PTFE chemical to be eliminated by 2015". Washington Post

 سایت موسسه فرهنگی و اطالع رسانی تبیان .

موتور جستجوگر یاهو . دانشنامه آزاد ویکیپدیا انگلیسی .

سایت رسمی شرکت دوپونت .1384 شیمی آلی - دکتر علی سیدی اصفهانی ، مرتضی خلخالی –

www.ask.comwww.google.com

Image.google.com