Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Hvað er teflon?

Arnar Halldórsson

Teflon er vöruheiti á hitaþolnu plastefni sem smíðað er með fjölliðun tetraflúoretýlen-sameinda undir miklum þrýstingi (45-50 atm). Við fjölliðunina myndast polytetraflúoretýlen (PTFE). Fyrir utan hitaþol og styrk hefur teflon þann eiginleika að flest efni loða illa við það og eru vinsældir þess byggðar á því. Hér á eftir kemur nánari útskýring á fjölliðum og efninu sem spurt var um. Aftast í svarinu er síðan svarað nokkrum hagnýtum spurningum um teflon.

Hluti af list náttúrunnar er að smíða flókin efnasambönd með því að tengja saman litlar, hreyfanlegar og auðflytjanlegar sameindir, sem verða við það að flóknum keðjum. Útkoman er fjölliður (polymers) sem við þekkjum meðal annars sem gúmmí, silki, hár og við. Ekki eru þó allar fjölliður framleiddar í náttúrunni heldur eru þær búnar til í miklum mæli í verksmiðjum sem plast, efni til vefnaðar og þakningarefni. Má segja að tilbúnu plastefnin hafi umbylt heiminum á tuttugustu öldinni. Þau eiga það sameiginlegt að vera búin til með því að tengja saman margar litlar sameindir. Hver smásameind er kölluð einliða (monomer) og keðjan sem þau mynda nefnist fjölliða (polymer). Í sumum tilfellum eru notaðar tvær eða fleiri ólíkar einliður til að mynda fjölliðu og kallast efnið þá samfjölliða (copolymer). Dæmi um þetta úr náttúrunni eru próteinin sem eru samsett úr mörgum smærri sameindum sem nefnast amínósýrur. Í hverju náttúrulegu próteini er að finna 20 mismunandi amínósýrur.

Tetraflúoretýlen er dæmi um flúorkolefnissamband. Í sameindinni hefur öllum fjórum vetnisatómunum í etýleni verið skipt út fyrir flúoratóm. Flúorkolefnissambönd mynda sérstakt svið innan lífrænnar og ólífrænnar efnafræði. Það er vegna þess að C-F tengið er svo sterkt að það er nær algerlega ónæmt fyrir árásum annarra sameinda. Kjarni flúoratómanna hefur mikið segulvægi eða er mikið skautaður sem kallað er. Hann hefur því náð svo mikilli stjórn á rafeindum sínum að atómin taka lítinn þátt í veikum sameindakröftum milli flúorkolefnissameinda, ólíkt því sem gerist í kolvetnissamböndum. Niðurstaðan er því sú að flúorkolefnissambönd eru almennt rokgjarnari en samsvarandi kolvetnisssambönd.

Flúorkolefnissambönd urðu þekkt eftir heimstyrjöldina síðari þegar kjarnorkuiðnaðurinn óx og mikil spurn varð eftir flúor í kjölfarið. Ástæðan var sú að flúor var notaður við framleiðslu á úranhexaflúoríði (UF6), sem er rokgjarnt fast efni og notað til að aðskilja úransamsætur.

Tetraflúoroetylen (mynd 1) er litarlaust, lyktarlaust og bragðlaust gas. Tilgangurinn með framleiðslu þess er nær eingöngu sá að búa til flúorkolefnis-afbrigði af pólýetýleni -- pólýtetraflúoretýlen (PTFE). PTFE samanstendur af mjög löngum keðjum af -CF2-, um 50.000 einingum, með lítið sem ekkert af krosstengslum (mynd 2). Niðurstaðan er mjög þétt og eðlisþungt fast efni með hátt bræðslumark. Jafnvel þótt efnið sé bráðið eru keðjurnar svo þétt pakkaðar að seigjan verður mjög mikil. Bráðið PTFE er svo seigt að flest PTFE afbrigði fást með því að hita og pressa duft þess til að fá eðlisþungan, sterkan og einsleitan klump.

Efna- og varmafræðilegan stöðugleika PTFE má rekja til tveggja þátta. Annar er talsverður styrkleiki C-C og C-F tengjanna sem kemur í veg fyrir að efnið skemmist við hitun. Hinn þátturinn er hinn litli munur á stærð flúor- og kolefnisatóma sem verður til þess að flúoratómin mynda næstum samfellt slíður umhverfis kolefniskeðjuna og verja hana því fyrir árás kjarnsækinna efna. Flúoratómin haga sér því eins og einangrun umhverfis keðju kolefnisatómanna ("vírinn").



Fita og olía mynda engin tengsl við PTFE svo að yfirborð húðað með því er "nonstick" (það er, PTFE er "abherent coating" sem er andstæðan við "adherent" efni eins og lím). Auk þess sem efnið bindur ekki fitur og olíur pakkast PTFE-sameindirnar svo þétt saman að efnið tekur ekki í sig vatn og er þar af leiðandi mjög góður einangrari (leiðir rafstraum illa eða jafnvel alls ekki).

Tetraflúoretylen er oft samfjölliðað með öðrum flúorkolefnissamböndum til að framleiða fjölda plastefna sem þekkjast undir nafninu teflon. Teflon er vörumerki hjá bandaríska stórfyrirtækinu Du Pont. Ein tegund teflons er eingöngu úr PTFE en önnur tegund þess, Teflon FEP (flúor etylen-propylen), er samfjölliða af tetraflúoretyleni og própýleni sem er fullmettað með flúor (CF3-CF=CF2). Metýl-hóparnir (CF3) á flúorpropýleni verða því eins og bólur á CF2 keðjunni og verður niðurstaðan minni pökkun efnisins. Bræðslumarkið verður því lægra en fyrir PTFE og hefur vökaform þess mun minni seigju. Þetta afbrigði Teflons er því mun auðveldara að bræða en það heldur samt allri hita- og efnaþolni sem PTFE hefur.

Upprunalega spurningin var í fleiri liðum og hér á eftir er einnig svarað spurningunum:
1) Þolir teflon sápu, til dæmis á steikarpönnu?

2) Er teflon hættulegt?

3) Eru til margar gerðir af tefloni?
1) Eins og áður sagði er teflon mjög efna- og hitaþolið. Samkvæmt Dupont og Tefal er mælt með því að pottar og pönnur séu þvegnar upp úr heitu sápuvatni.

2) Teflon er ekki hættulegt. Það getur gerst að teflonhúðin flagni lítillega af pottum og berist þannig í matinn. Það er þó ekki skaðlegt þar sem efnið fer ómelt beint gegnum meltingarveginn líkt og trefjaefni. Þess má geta að strangt eftirlit er haft með mat, lyfjum og öðru sem kemur að beinni inntöku manna svo að teflon ætti að hafa sannað sig á þeim tíma sem það hefur verið á markaði.

3) Framleiddar eru alls sex tegundir teflons hjá Dupont: Teflon®PTFE, Teflon®FEP, Teflon®PFA, Teflon®ETFE, Teflon®-S (One Coat), Teflon®-S (Dry Lubricant)

Vefslóðir:

http://www.dupont.com/silverstone/cook

http://www.t-fal.com/qp/qapage.html

Höfundur

Arnar Halldórsson

doktorsnemi í efnafræði við HÍ

Útgáfudagur

26.6.2000

Spyrjandi

Agnar Svavarsson

Efnisorð

Tilvísun

Arnar Halldórsson. „Hvað er teflon?“ Vísindavefurinn, 26. júní 2000. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=573.

Arnar Halldórsson. (2000, 26. júní). Hvað er teflon? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=573

Arnar Halldórsson. „Hvað er teflon?“ Vísindavefurinn. 26. jún. 2000. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=573>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er teflon?
Teflon er vöruheiti á hitaþolnu plastefni sem smíðað er með fjölliðun tetraflúoretýlen-sameinda undir miklum þrýstingi (45-50 atm). Við fjölliðunina myndast polytetraflúoretýlen (PTFE). Fyrir utan hitaþol og styrk hefur teflon þann eiginleika að flest efni loða illa við það og eru vinsældir þess byggðar á því. Hér á eftir kemur nánari útskýring á fjölliðum og efninu sem spurt var um. Aftast í svarinu er síðan svarað nokkrum hagnýtum spurningum um teflon.

Hluti af list náttúrunnar er að smíða flókin efnasambönd með því að tengja saman litlar, hreyfanlegar og auðflytjanlegar sameindir, sem verða við það að flóknum keðjum. Útkoman er fjölliður (polymers) sem við þekkjum meðal annars sem gúmmí, silki, hár og við. Ekki eru þó allar fjölliður framleiddar í náttúrunni heldur eru þær búnar til í miklum mæli í verksmiðjum sem plast, efni til vefnaðar og þakningarefni. Má segja að tilbúnu plastefnin hafi umbylt heiminum á tuttugustu öldinni. Þau eiga það sameiginlegt að vera búin til með því að tengja saman margar litlar sameindir. Hver smásameind er kölluð einliða (monomer) og keðjan sem þau mynda nefnist fjölliða (polymer). Í sumum tilfellum eru notaðar tvær eða fleiri ólíkar einliður til að mynda fjölliðu og kallast efnið þá samfjölliða (copolymer). Dæmi um þetta úr náttúrunni eru próteinin sem eru samsett úr mörgum smærri sameindum sem nefnast amínósýrur. Í hverju náttúrulegu próteini er að finna 20 mismunandi amínósýrur.

Tetraflúoretýlen er dæmi um flúorkolefnissamband. Í sameindinni hefur öllum fjórum vetnisatómunum í etýleni verið skipt út fyrir flúoratóm. Flúorkolefnissambönd mynda sérstakt svið innan lífrænnar og ólífrænnar efnafræði. Það er vegna þess að C-F tengið er svo sterkt að það er nær algerlega ónæmt fyrir árásum annarra sameinda. Kjarni flúoratómanna hefur mikið segulvægi eða er mikið skautaður sem kallað er. Hann hefur því náð svo mikilli stjórn á rafeindum sínum að atómin taka lítinn þátt í veikum sameindakröftum milli flúorkolefnissameinda, ólíkt því sem gerist í kolvetnissamböndum. Niðurstaðan er því sú að flúorkolefnissambönd eru almennt rokgjarnari en samsvarandi kolvetnisssambönd.

Flúorkolefnissambönd urðu þekkt eftir heimstyrjöldina síðari þegar kjarnorkuiðnaðurinn óx og mikil spurn varð eftir flúor í kjölfarið. Ástæðan var sú að flúor var notaður við framleiðslu á úranhexaflúoríði (UF6), sem er rokgjarnt fast efni og notað til að aðskilja úransamsætur.

Tetraflúoroetylen (mynd 1) er litarlaust, lyktarlaust og bragðlaust gas. Tilgangurinn með framleiðslu þess er nær eingöngu sá að búa til flúorkolefnis-afbrigði af pólýetýleni -- pólýtetraflúoretýlen (PTFE). PTFE samanstendur af mjög löngum keðjum af -CF2-, um 50.000 einingum, með lítið sem ekkert af krosstengslum (mynd 2). Niðurstaðan er mjög þétt og eðlisþungt fast efni með hátt bræðslumark. Jafnvel þótt efnið sé bráðið eru keðjurnar svo þétt pakkaðar að seigjan verður mjög mikil. Bráðið PTFE er svo seigt að flest PTFE afbrigði fást með því að hita og pressa duft þess til að fá eðlisþungan, sterkan og einsleitan klump.

Efna- og varmafræðilegan stöðugleika PTFE má rekja til tveggja þátta. Annar er talsverður styrkleiki C-C og C-F tengjanna sem kemur í veg fyrir að efnið skemmist við hitun. Hinn þátturinn er hinn litli munur á stærð flúor- og kolefnisatóma sem verður til þess að flúoratómin mynda næstum samfellt slíður umhverfis kolefniskeðjuna og verja hana því fyrir árás kjarnsækinna efna. Flúoratómin haga sér því eins og einangrun umhverfis keðju kolefnisatómanna ("vírinn").



Fita og olía mynda engin tengsl við PTFE svo að yfirborð húðað með því er "nonstick" (það er, PTFE er "abherent coating" sem er andstæðan við "adherent" efni eins og lím). Auk þess sem efnið bindur ekki fitur og olíur pakkast PTFE-sameindirnar svo þétt saman að efnið tekur ekki í sig vatn og er þar af leiðandi mjög góður einangrari (leiðir rafstraum illa eða jafnvel alls ekki).

Tetraflúoretylen er oft samfjölliðað með öðrum flúorkolefnissamböndum til að framleiða fjölda plastefna sem þekkjast undir nafninu teflon. Teflon er vörumerki hjá bandaríska stórfyrirtækinu Du Pont. Ein tegund teflons er eingöngu úr PTFE en önnur tegund þess, Teflon FEP (flúor etylen-propylen), er samfjölliða af tetraflúoretyleni og própýleni sem er fullmettað með flúor (CF3-CF=CF2). Metýl-hóparnir (CF3) á flúorpropýleni verða því eins og bólur á CF2 keðjunni og verður niðurstaðan minni pökkun efnisins. Bræðslumarkið verður því lægra en fyrir PTFE og hefur vökaform þess mun minni seigju. Þetta afbrigði Teflons er því mun auðveldara að bræða en það heldur samt allri hita- og efnaþolni sem PTFE hefur.

Upprunalega spurningin var í fleiri liðum og hér á eftir er einnig svarað spurningunum:
1) Þolir teflon sápu, til dæmis á steikarpönnu?

2) Er teflon hættulegt?

3) Eru til margar gerðir af tefloni?
1) Eins og áður sagði er teflon mjög efna- og hitaþolið. Samkvæmt Dupont og Tefal er mælt með því að pottar og pönnur séu þvegnar upp úr heitu sápuvatni.

2) Teflon er ekki hættulegt. Það getur gerst að teflonhúðin flagni lítillega af pottum og berist þannig í matinn. Það er þó ekki skaðlegt þar sem efnið fer ómelt beint gegnum meltingarveginn líkt og trefjaefni. Þess má geta að strangt eftirlit er haft með mat, lyfjum og öðru sem kemur að beinni inntöku manna svo að teflon ætti að hafa sannað sig á þeim tíma sem það hefur verið á markaði.

3) Framleiddar eru alls sex tegundir teflons hjá Dupont: Teflon®PTFE, Teflon®FEP, Teflon®PFA, Teflon®ETFE, Teflon®-S (One Coat), Teflon®-S (Dry Lubricant)

Vefslóðir:

http://www.dupont.com/silverstone/cook

http://www.t-fal.com/qp/qapage.html

...