فلوروپلیمر چیست؟

فلوئوروپلیمر معمولاً پلیمر اولفینی است که از مونومرهای الفینی به طور جزئی یا کاملاً فلوئوره شده مانند وینیلیدین فلوراید (CH2¼CF2) و تترا فلوئورواتیلن (TFE) (CF2¼CF2) تشکیل شده است.این پلیمرها با جزئیات زیادی در تعدادی از مراجع پوشش داده شده اند.پلیمرهای فلوئوردار تخصصی بیشتر شامل پر فلوئورو اترها، فلوروآکریلات ها و فلوروسیلیکن ها هستند که در حجم بسیار کمتری نسبت به فلورو پلیمرهای الفینی استفاده می شوند.

فلوروپلیمرهای تجاری شامل هموپلیمرها و کوپلیمرها هستند.طبق کنوانسیون انجمن مواد آزمایش آمریکا (ASTM) هموپلیمرها حاوی 99 درصد وزنی یا بیشتر یک مونومر و 1 درصد یا کمتر از وزن مونومر دیگری هستند.کوپلیمرها حاوی بیش از 1% یا بیشتر وزنی از یک یا چند کومونومر هستند.عمده ترین فلوروپلیمرهای تجاری بر پایه سه مونومر هستند:

TFE، وینیلیدین فلوراید (VF2) و تا حدی کلروتری فلوئورواتیلن (CTFE).نمونه‌هایی از کومونومرها عبارتند از پرفلورومتیل وینیل اتر (PMVE)، پرفلورو اتیل وینیل اتر (PEVE)، پرفلوئوروپروپیل وینیل اتر (PPVE)، هگزافلوئوروپروپیلن (HFP)، CTFE، پرفلوئوروبوتیل اتیلن (PFBE) و مونومرهای عجیب و غریب مانند stri-fluorom-2. -4،5-دی فلوئورو-1،3-دیوکسل.

یک قانون کلی خوب که باید به خاطر داشت این است که افزایش محتوای فلوئور یک مولکول پلیمری، مقاومت شیمیایی و حلال، مقاومت در برابر شعله و پایداری نور را افزایش می دهد.خواص الکتریکی آن مانند ثابت دی الکتریک پایین را بهبود می بخشد.ضریب اصطکاک را کاهش می دهد.نقطه ذوب را افزایش می دهد.پایداری حرارتی آن را افزایش می دهد.و خواص مکانیکی آن را ضعیف می کند.حلالیت پلیمرها در حلال ها معمولاً با افزایش محتوای فلوئور مولکول کاهش می یابد.

طبقه بندی فلوروپلیمر

کشف سرسام آور PTFE در سال 1938 توسط روی پلانکت از شرکت دوپونت، عصر فلوئوروپلیمرها را آغاز کرد. PTFE به دلیل خواص منحصر به فرد خود هزاران کاربرد پیدا کرده است.از زمان کشف PTFE، فلوروپلاستیک های مختلفی ساخته شده است.تعدادی از شرکت ها این پلاستیک ها را در سراسر جهان تولید می کنند.فلوروپلیمرها به دو دسته پلیمرهای پرفلورینه و نیمه فلوئوردار تقسیم می شوند.فلوروپلیمرهای پرفلورینه شده هموپلیمرها و کوپلیمرهای TFE هستند.برخی از کومونومرها ممکن است حاوی مقدار کمی از عناصر غیر از C یا F باشند.

تاریخچه توسعه پلیمر

PTFE به دلیل ویسکوزیته بالا نمی تواند با تکنیک های پردازش مذاب ساخته شود.فلوروپلیمرهای قابل پردازش مذاب با کوپلیمریزاسیون TFE ایجاد شده اند.FEP، کوپلیمر TFE و HFP، به دلیل زوال خواص مکانیکی، حداکثر دمای استفاده مداوم کمتری نسبت به PTFE (200 C در مقابل 260 C) دارد.PFA، یک کوپلیمر TFE با PPVE یا PEVE، پایداری حرارتی، فرآیند مذاب و حداکثر استفاده مداوم در دمای 260 درجه سانتیگراد را ارائه می دهد. FEP و PFA هر دو پرفلوئوروپلیمر در نظر گرفته می شوند.

کوپلیمرهای اتیلن با تترافلوئورواتیلن (ETFE) و کلروتری فلوئورواتیلن (ECTFE) از نظر مکانیکی قوی‌تر از پرفلوروپلیمرها هستند که با کاهش مقاومت شیمیایی و دمای استفاده مداوم و افزایش ضریب اصطکاک همراه است.

کوپلیمرهای آمورف TFE در حلال های هالوژنه ویژه محلول هستند و می توانند به عنوان محلول پلیمری روی سطوح اعمال شوند تا پوشش های نازکی ایجاد کنند.پوشش خشک شده تقریباً به همان اندازه PTFE در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.