テフロンの仕組みとフライパンへのくっつき方|化学

テフロンは、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) のデュポンの商標名です。このポリマーは、フライパンやその他の調理器具の焦げ付き防止コーティングとして最もよく知られていますが、その主な用途は実際にはワイヤーやケーブルの電気絶縁体としてです.また、潤滑剤、ゴアテックス、医療機器、グラスファイバー、防汚剤にも含まれています。ここでは、テフロンがどのように機能し、メーカーがどのようにしてテフロンをフライパンにくっつけているかを見ていきます。

テフロンの仕組み

テフロンの滑りやすさの秘密は、その組成と化学結合にあります。テフロンはテトラフルオロエチレンサブユニットのポリマーです。基本的に、それは炭素原子の長い鎖であり、鎖にフッ素原子が結合しています.露出したすべてのフッ素原子により、ポリマーは非常に疎水性 (撥水性) になります。炭素原子とフッ素原子の間の極性共有結合は十分に強く、フッ素は他の原子や分子との相互作用に抵抗します。これにより、テフロンは耐腐食性になり、あらゆる固体の中で最も低い摩擦係数の 1 つになります。

テフロンに何もくっつかない場合、どのようにフライパンにくっつくのですか?

テフロンがとても滑りやすいとしたら、そもそもどうしてフライパンにくっつくのだろうかと思うかもしれません。 2 つの方法があります:

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焼結は、テフロンをフライパンにくっつける 1 つの方法です。最初のステップは、パンの表面をサンドブラストまたはその他の方法で粗くして、金属に小さな穴を形成することです。準備された鍋にテフロンを適用すると、ポリマーが隅々まで浸透します。最後にテフロンを重ねて押し付け、加熱（焼結）して完成です。テフロンが本当によくくっつくものの1つはより多くのテフロンであるため、テフロンの2番目の層は最初の層に付着します.

物理的および化学的処理により、PTFE がフライパンにくっつきやすくなります。１つの方法は、鍋に付着することを意味するポリマーの側面のイオン衝撃を含む。この処理により、化学結合が切断され、フッ素原子が除去されるため、粘着性のある炭素原子が金属に付着します。別の方法では、テフロンの表面を化学的に変更します。還元剤はフッ素原子を除去し、不飽和炭化水素を残します。これらの炭素原子は電子を欠いているため、金属と容易に結合します。焼結の場合と同様に、テフロンがフライパンにくっついたら、追加の層を簡単に適用できます。

参考文献

Carlson, D. Peter および Schmiegel, Walter (2000) 「フルオロポリマー、有機」Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 、ワイリー-VCH、ワインハイム。 doi:10.1002/14356007.a11_393
Hunadi, R. J.; Baum、K.（1982）。「テトラフルオロエチレン：便利な実験室準備」。合成 . 39 (6):454. doi:10.1055/s-1982-29830
ニコルソン、ジョン W. (2011). ポリマーの化学 （第4改訂版）。王立化学会。 ISBN 9781849733915.
Puts, Gerard J.;クローズ、フィリップ。 Ameduri、Bruno M. (2019 年 1 月 28 日)。「ポリテトラフルオロエチレン：元のエクストリームポリマーの合成と特徴付け」。 化学レビュー . 119 (3):1763–1805。 doi:10.1021/acs.chemrev.8b00458
Sun, J. Z.;ら。（1994）。「放射線によるポリテトラフルオロエチレンの変性－１．高温特性と放射線安定性の向上」。 ラジアット。物理。化学 . 44 (6):655–679. doi:10.1016/0969-806X(94)90226-7