น้ำหนักจำเพาะของฟลูออโรพลาสติก: ชนิดและคุณลักษณะ
ฟลูออโรพลาสติกซึ่งผู้บริโภครู้จักในชื่อเทฟลอน ถูกค้นพบโดยบริษัท Kinetic Chemicals ในสหรัฐฯ เมื่อปี 1938 นักเคมีรอย พลันเกตต์ค้นพบเตตระฟลูออโรเอทิลีนสถานะแก๊สโดยบังเอิญ เมื่ออัดแก๊สลงถังภายใต้แรงดัน การพอลิเมอไรเซชันก่อผงสีขาวที่มีคุณสมบัติเฉพาะ
คุณลักษณะและขอบเขตการใช้
วัตถุประสงค์หลักมาจากคุณสมบัติไดอิเล็กทริกโดดเด่น ขณะที่คุณสมบัติเพิ่มเติม ได้แก่:
- ความหนาแน่นสูงและมิติคงตัว
- ทนอุณหภูมิช่วงกว้าง
- ความเป็นพลาสติก
- ความแข็งแรง
- ทนความชื้น
- ผิวยึดเกาะต่ำและทำความสะอาดตัวเองได้
- ทนรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีไอออไนซ์
- ทนการสึกหรอและการขัดถู
- เข้ากันได้ทางชีวภาพ
- แปรรูปง่าย
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ใช้ได้หลากหลาย ทั้งในครัวเรือน อุตสาหกรรมอาหาร รถยนต์ การแพทย์ และการผลิตอื่น ผลิตภัณฑ์ที่พบ ได้แก่:
- ฉนวนสายไฟ สายยาง ท่อ ภาชนะ และสายเอ็น
- วัสดุไม่ถักไม่ติดไฟ ผ้าเทคนิค และฟิล์มป้องกัน
- เมมเบรนทนความร้อน แบริ่ง และชิ้นส่วนรถยนต์
- ชิ้นส่วนปั๊มและเครื่องผสม วาล์ว และอุปกรณ์ประปา
- ชิ้นส่วนระบบสายเคเบิลและตัวเก็บประจุ
- ท่อแรงดันสูงสำหรับสารเคมีรุนแรงและผลิตภัณฑ์อื่น
เมื่อใช้ในสภาวะที่อนุญาต ฟลูออโรพลาสติกมีเสถียรภาพทางเคมีและโดยทั่วไปปลอดภัย แต่ห้ามเกินอุณหภูมิใช้งานของเกรด ข้อเสีย ได้แก่
- ต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงในการหลอมขึ้นรูป
- ต้องมีระบบดูดอากาศกำลังสูงระหว่างการแปรรูปวัสดุ
- เมื่ออุณหภูมิสูงเกินขีดจำกัด พอลิเมอร์จะเป็นอันตรายต่อสุขภาพมนุษย์
ชนิดฟลูออโรพลาสติก
แบ่งเป็นหลายเกรดตามจำนวนมอนอเมอร์ในสายโซ่และขนาดโมเลกุล ความหนาแน่นอยู่ที่ 1700–2240 กก./ม³:
- F4 หนาแน่นที่สุด พรุนต่ำ ไม่ชอบน้ำ ทนอุณหภูมิถึง +260 °C
- F3 ทนเคมีและความร้อนน้อยกว่าแต่หนาแน่นกว่า F4 หลอมได้จึงหล่อและอัดสะดวก ยึดเกาะโลหะดี และใช้เป็นสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน
- F2 ทนการขัดถู ไม่มีพลาสติไซเซอร์ แข็งแรง ใช้กับสภาพรุนแรงและผลิตท่อกับภาชนะ
- F40 แข็งแรง ทนกรดเดือดและตัวทำละลายบางชนิด ไม่ติดไฟ และไม่ให้รังสี UV กับรังสีผ่าน
| คุณสมบัติ | F2 | F3 | F4 | F40 | |
| น้ำหนักจำเพาะ (กก./ม³) | 1780 | 2090–2160 | 2150–2240 | 1700 | |
| ความเค้นแตกหัก, เมกะปาสคาล | แรงดึง | 44–45 | 35–43 | 16–35 | 27–50 |
| แรงอัด | – | 55–60 | 10–12 | 50 | |
| แรงดัด | – | 60–80 | 14–18 | 34 | |
| อุณหภูมิ, °C | หลอม | 150–175 | 210–215 | 270–327 | 265–275 |
| เปลี่ยนสถานะแก้ว | –30…–20 | 50 | 127 | –90 | |
| สลายตัว | 400 | 320 | 425 | 400 | |
| ใช้งาน | –45…+150 | –195…+190 | –260…+260 | –200…+200 | |
| ความต้านทานจำเพาะ (โอห์ม*ม.) | 1010–1013 | 1015–1017 | 1017–1018 | 1016 | |
ฟลูออโรพลาสติกมีหลายรูปแบบ เช่น แผ่นกลม แผ่นเรียบ ฟิล์ม แท่ง เม็ด และผง
ชนิดที่ใช้แพร่หลาย:
- แผ่นฟลูออโรพลาสติกขนาด 1000 × 1000 มม. หนา 1 มม. หนัก 2.5 กก.
- แท่งฟลูออโรพลาสติกสะดวกเป็นวัสดุกึ่งสำเร็จสำหรับผลิตชิ้นส่วน แท่งยาว 1000 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. หนักประมาณ 0.18 กก.
คำถามที่พบบ่อย
ฟลูออโรพลาสติก 1 ม³ หนักเท่าใด?
ตามเกรด ฟลูออโรพลาสติก 1 ม³ หนักประมาณ 1700–2240 กก. สำหรับ F4/PTFE มักใช้ช่วงประมาณ 2150–2240 กก./ม³
เหตุใดฟลูออโรพลาสติกจึงหนักกว่าพลาสติกหลายชนิด?
มีความหนาแน่นสูงจากองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างพอลิเมอร์ จึงหนักกว่าพอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน และพลาสติกอื่นจำนวนมาก
ให้ความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิใช้งานได้หรือไม่?
ไม่ได้ เมื่อร้อนเกินไปอาจสลายตัวและปล่อยผลิตภัณฑ์อันตราย จึงต้องรักษาช่วงอุณหภูมิใช้งานของเกรดนั้น