เกี่ยวกับ ฟลูออโรพลาสติก(เทฟลอน™)

---

ประเภทและชื่อของฟลูออโรพลาสติก

ฟลูออโรพลาสติกมีอยู่ด้วยกันทั้งหมด 9 ชนิด รวมถึง PTFE และ PFA ตามตารางที่แสดงด้านล่าง

ชื่อย่อ	ชื่อเรียก
PTFE	พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน (Polytetrafluoroethylene)
PFA	เพอร์ฟลูออโรแอลคอกซี แอลเคน (Perfluoroalkoxy alkane)
FEP	ฟลูออริเนด เอทิลีน โพรพิลีน (Fluorinated Ethylene Propylene)
ETFE	เอทิลีนเตตระฟลูออโรเอทิลีน (Ethylene Tetrafluoro Ethylene)
PVDF	โพลิไวนิลลิดีน ฟลูออไรด์ (Polyvinylidene Fluoride)
PCTFE	พอลิโคโรไตรฟลูออโรเอทิลีน (Polychlorotrifluoro Ethylene)
ECTFE	เอทิลีนิโคโรไตรฟลูออโรเอทิลีน (Ethylene Chlorotrifluoro Ethylene)
TFE/PDD	เตตระฟลูออโรเอทิลีน เพอร์ฟลูออโรไดเมทิเลไดออกโซล (Tetrafluoroethylene/Perfluorodimethyledioxole)
PVF	โพลิไวนิล ฟลูออไรด์ (Polyvinyl Fluoride)

เรซินที่ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายคือ PTFE และที่คนส่วนมากมักเรียกกันว่าสารTeflon™（เทฟลอน）แต่แท้จริงแล้วสารนั้นคือสาร PTFE นั่นเอง

---

คุณสมบัติของฟลูออโรพลาสติก

ฟลูออโรพลาสติกมีคุณสมบัติที่สำคัญ 7 ประการ คือ การทนความร้อน, ทนความเย็น ,ไม่เกาะติด, มีความเรียบลื่น, ทนสารเคมี, เป็นฉนวนไฟฟ้า และทนต่อสภาพอากาศ เนื่องจากฟลูออโรพลาสติก เป็นพลาสติกเรซินหายากที่รวมคุณสมบัติพิเศษจำนวนมากไว้ในพลาสติกตัวเดียว ทำให้ถูกขนานนามว่าเป็น “เรซิน ปราการสุดท้าย” จากผลิตภัณฑ์เรซินทั้งหมด

1.การทนความร้อน

เนื่องจาก PTFE สามารถทนความร้อนได้มากกว่าพลาสติกชนิดอื่นๆโดยมีจุดหลอมเหลวที่ 380 ° C และสามารถใช้งานได้ต่อเนื่องที่ 260℃ จึงจำเป็นอย่างยิ่งในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนภายในรถยนต์และกระบวนการผลิตอาหาร ที่ไม่ต้องการให้พลาสติกเสื่อมสภาพแม้อยู่ในสภาวะที่มีความร้อนสูง
* ระดับความสามาถในการทนความร้อนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่ถูกแปรรูป โปรดตรวจสอบก่อนใช้งาน

---

2.การทนความเย็น

เนื่องจาก PTFE สามารถทนต่อความหนาวเย็นได้ถึง -253 ° C ทำให้ถึงแม้จะผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ฟลูออโรพลาสติกแล้ว ก็ยังสามารถคงคุณสมบัติความทนทานต่อความหนาวเย็น โดยสามารถใช้ได้แม้ในอุณหภูมิที่ -100 ° C ก็ตาม
* ระดับความสามาถในการต้านทานความเย็นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่ถูกแปรรูป โปรดตรวจสอบก่อนใช้งาน

---

3.ไม่เกาะติด (ไม่เหนียวติด) – Non-stick

ฟลูออโรพลาสติกมีคุณสมบัติที่โดดเด่นคือ จะไม่มีวัตถุใดๆ สามารถเกาะติดสารชนิดนี้ได้ กล่าวคือ มีคุณสมบัติในการลอกออกที่ดีเยี่ยม เพราะถึงแม้มีวัตถุมาเกาะติดสารชนิดนี้ ก็สามารถลอกออกได้ในทันที และเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่เกาะติด จึงเหมาะกับกระบวนการผลิตอาหารหรืออุปกรณ์ในเครื่องพิมพ์ นอกจากนี้ยังสามารถลดขั้นตอนในการทำความสะอาดจากคุณสมบัติการไม่เกาะติดนี้อีกด้วย。

---

4.มีความลื่นสูง

ฟลูออโรพลาสติกมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่สุดในบรรดาของแข็งทั้งหมด จึงแทบจะไม่มีความต้านทานแรงเสียดทานบนพื้นผิว เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการพื้นผิวที่มีความเรียบลื่นในกระบวนการผลิตหรือการลำเลียงที่ต้องการความลื่นแต่ไม่ต้องการให้เกิดรอยขีดข่วน

---

5.ทนสารเคมี

เนื่องจากฟลูออโรพลาสติกจะไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีและตัวทำละลายเป็นส่วนใหญ่ ทำให้ไม่เกิดการเจือปนแม้สัมผัสกับกรดหรือด่างที่มีความเข้มข้น เหมาะกับการนำไปใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เป็นอย่างยิ่ง ผลิตภัณฑ์ฟลูออโรพลาสติกจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น แผ่นเวเฟอร์ , ท่อ , หลอด, ภาชนะใส่สารละลายเคมี เป็นต้น

---

6.มีความเป็นฉนวนไฟฟ้า (ไม่นำไฟฟ้า)

ฟลูออโรพลาสติกมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการสูญเสียแทนเจนต์ไดอิเล็กตริกที่ต่ำที่สุด ทำให้มีระดับการเป็นฉนวนที่สูงที่สุดในบรรดาพลาสติกทั้งหมด นอกจากนี้ความถี่และอุณหภูมิยังไม่มีผลกระทบใดๆต่อพลาสติกชนิดนี้ จึงมีการใช้ฟลูออโรพลาสติกกันอย่างแพร่หลายในงานประเภทอุปกรณ์การสื่อสารความเร็วสูงขนาดใหญ่ในย่านความถี่สูง

---

7.ทนต่อสภาพอากาศ (ทนต่อแดดกลางแจ้ง)

ฟลูออโรพลาสติกยังสามารถใช้งานได้ดี แม้ในสภาวะที่โดนแสงอัลตราไวโอเลต แสงที่ตามองเห็นหรือความชื้น พลาสติกหลายชนิดจะเสื่อมสภาพลงเมื่อวางไว้กลางแจ้งเป็นเวลาหลายปี แต่ฟลูออโรพลาสติกแทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของสารเคมีหรือออกซิเจนที่อยู่ในอากาศ ทำให้พลาสติกชนิดนี้ยังคงมีความแข็งแรงและไม่เสื่อมสภาพ สามารถใช้งานได้ยาวนานกว่า 30 ปี นอกจากนี้ฟลูออโรพลาสติกยังมีคุณสมบัติในการกันน้ำ ทำให้เหมาะกับการใช้เป็นวัสดุมุงหลังคา วัสดุปูผนัง วัสดุปิดซีลในงานก่อสร้างต่างๆ

แผ่นเมมเบรนฟลูออโรพลาสติก SKYTOP™ จากบริษัทของเรา ได้ถูกนำไปใช้เป็นวัสดุมุงหลังคาสนามบินนานาชาติสุวรรณภูมิ (ประเทศไทย)

---

ประวัติของฟลูออโรพลาสติก

---

คุณสมบัติของ PTFE

โครงสร้างทางโมเลกุลของ PTFE ทำให้เรซินนี้มีคุณสมบัติที่หลากหลาย

	สูตรโครงสร้าง	โครงสร้างสามมิติ
PE
PTFE

โดยเมื่อเปรียบเทียบ โครงสร้างโมเลกุลของโพลิเอทิลีน (PE) และฟลูออโรพลาสติก (PTFE) จะเห็นว่าโครงสร้างโมเลกุลของ PE ประกอบด้วยคาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H) ในขณะที่ PTFE ประกอบด้วยคาร์บอน (C) และฟลูออรีน (F) และถึงแม้ว่าทั้งสองโมเลกุลมีพันธะ C-C เหมือนกัน แต่จะต่างกันในส่วนของพันธะคาร์บอนและไฮโดรเจน (C-H) และพันธะคาร์บอนและฟลูออรีน (C-F) เมื่อเปรียบเทียบระหว่างพันธะ C-H กับพันธะ C-F จะพบว่าพันธะ C-F นั้นมีพลังงานยึดเหนี่ยวสูงกว่า จึงต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำลายพันธะ C-F จึงเป็นเหตุให้ PTFE มีคุณสมบัติที่ทนทานและเสื่อมสภาพยาก

---

คุณสมบัติที่ 1ทนความร้อน ทนไฟ (ทนต่อปฏิกิริยาออกซิเดชัน) และทนต่อสภาพอากาศ

จากพลังงานยึดเหนี่ยวสูงของคาร์บอนและฟลูออรีน (C-F) ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น สามารถกล่าวได้อีกทางหนึ่งว่า สารชนิดนี้ “จะไม่เสื่อมสภาพง่าย เว้นแต่จะใช้พลังงานจำนวนมากในการสลายพันธะ” นอกจากนี้ อะตอมของฟลูออรีนยังมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมไฮโดรเจน ทำให้อะตอมของฟลูออรีน (F) ที่อยู่รอบพันธะ（C-C）มีการยึดติดพันธะกันแน่นและทำให้ความยาวพันธะสั้นลง จากโครงสร้างของโมเลกุลนี้ทำให้ PTFE ทนความร้อน ทนไฟ (ทนต่อปฏิกิริยาออกซิเดชัน)

---

คุณสมบัติที่ 2ไม่เกาะติดผิว กันน้ำและกันน้ำมัน

PTFE มีโพลาไรซ์ของพันธะ C-F เล็กพอๆกับพันธะ C-H (Polarizability คือความสามารถทำให้เกิดขั้ว หรือความง่ายในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเมื่อวางในสนามไฟฟ้า) เมื่อ “โพลาไรซ์มีขนาดเล็ก” นั่นหมายถึงแรงที่กระทำระหว่างโมเลกุลมีน้อย (แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลอ่อน) ดังนั้นพลังงานอิสระ (แรงตึงผิว) ของพื้นผิวจึงทำงาน และทำให้สารเกาะติดกันได้ยาก ซึ่งจากโครงสร้างของโมเลกุลดังกล่าวทำให้ PTFE มีคุณสมบัติในการไม่เกาะติดผิว กันน้ำและกันน้ำมันที่ดีเยี่ยม

---

คุณสมบัติที่ 3เป็นฉนวนไฟฟ้า

เนื่องจากพันธะ C-F ของ PTFE มีแรงยึดเหนี่ยวของอะตอมสูงและสามารถจำกัดอิเล็กตรอนในโมเลกุลได้อย่างแน่นหนา จึงทำให้ PTFE มีความต้านทานฉนวน (ความต้านทานเชิงปริมาตร ความต้านทานพื้นผิว) สูงและมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ยาก

---

วิธีการขึ้นรูป PTFE

PTFE มีระดับความหนืดขณะหลอมอยู่ที่1010～12Pa・sec ซึ่งถือว่าเป็นค่าที่สูงมาก ทำให้ถึงแม้ในจุดหลอม380℃ก็ไม่เกิดการไหลของสาร (ไม่มีการละลายแบบเหนียวเหนอะหนะ) ทำให้ PTFE ไม่เหมาะกับการขึ้นรูปในลักษณะสกรูหรือการฉีดขึ้นรูป แบบที่พลาสติกทั่วๆไปขึ้นรูปกัน เราสามารถแบ่ง PTFE ได้เป็น 3 ประเภท โดยแต่ละประเภทจะใช้วิธีการขึ้นรูปพิเศษที่แตกต่างจากวิธีการขึ้นรูปทั่วไป

■ แบบผงขึ้นรูป หรือ Molding powder

โดยผงที่ใช้ในการขึ้นรูปจะเป็นผงขนาดประมาณ 100μmหรือน้อยกว่า
ซึ่งการขึ้นรูปลักษณะนี้จะเป็นการขึ้นรูปโดยการบีบอัด และกดเรซินให้แน่น หลังจากนั้นนำไปเผา ทำให้เหมาะกับการนำไปผลิตหรือขึ้นรูปบล็อกเช่น แผ่นหรือถัง(แทงค์)
นอกจากนี้ยังสามารถอัดเรซินให้เป็นทรงกระบอก และตัดไดคัทที่ภายนอกของกระบอกเพื่อทำเป็นลักษณะฟิล์มได้เช่นกัน

■ แบบผงละเอียด หรือFine powder

เป็นการนำผงละเอียดขนาดเล็กมาบีบอัดให้เป็นเส้นใย
เมื่อนำมาผสมกับสารละลาย และทำการอัดขึ้นรูป ด้วยวิธี paste extrusion
จะสามารถขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ท่อ , เทปพันเกลียวได้

■ แบบดิสเพอร์ชั่นหรือการกระจายตัว (dispersion)

เป็นการอิมัลชั่น(emulsion) หรือการทำให้ของเหลว 2 ชนิดสามารถรวมกันเป็นเนื้อเดียวกันได้ โดยผ่านกลไกดิสเพอร์ชั่นคือการทำให้สารแตกตัวหรือกระจายตัวในน้ำด้วยสารลดแรงตึงผิว เพื่อให้สารมีความเสถียร เช่น การเคลือบผ้าด้วยการจุ่มน้ำยาดิสเพอร์ชั่น ผ่านกระบวนการทำให้แห้งและนำไปอบ เป็นต้น สำหรับบริษัทจูโค เรามีผลิตภัณฑ์ Skytop™ วัสดุเมมเบรนผ้าใบมุงหลังคา ที่ใช้วิธีเคลือบPTFEลงบนผ้าใยแก้ว เช่นกัน

---

ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปฟลูออโรพลาสติก นอกเหนือจาก PTFE

สำหรับฟลูออโรเรซินที่ไม่ใช่ PTFE เช่น PFA.ETFE จะมีระดับความหนืดอยู่ที่ประมาณ 103~4Pa・sec
จึงสามารถใช้วิธีการขึ้นรูปในลักษณะเดียวกับเทอร์โมพลาสติกทั่วไป อย่างไรก็ตาม
เนื่องจากฟลูออโรเรซินที่หลอมเหลวแล้วสามารถกัดกร่อนโลหะที่สัมผัสกับฟลูออโรเรซินได้ จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนในกระบวนการขึ้นรูป

[อ้างอิง]
・JFIA [Fluorine resin Handbook]