テフロン（PTFE）は、ユニークな物理的・化学的特 性を備えた注目すべきフッ素樹脂で、さまざまな産業 で重宝されています。高温安定性、化学的不活性、低摩擦、電気絶縁性 などの特性は、強力な炭素-フッ素結合と分子構造 に起因しています。これらの特性により、PTFEは航空宇宙部品から医療用インプラントまで、他の材料が故障するような過酷な環境でも性能を発揮することができる。PTFEの焦げ付きにくさは調理器具の用途で有名になり、誘電特性は電子機器での重要な用途を可能にしました。これらの特性を理解することは、熱、化学物質、電気的課題に対する耐久性を必要とする用途にPTFEを選択する際に役立ちます。
キーポイントの説明
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熱特性
- 260°C（500°F）、融点327°Cまでの連続使用に耐える。
- 268°C（-450°F）まで柔軟性を維持
- 熱伝導率が低く（0.25～0.29W/(m・K)）、優れた断熱材である。
- 不燃性で、炎にさらされると自己消火する。
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耐薬品性
- 事実上すべての工業薬品、酸、溶剤に耐性がある。
- 室温で（ptfe-teflon）[/topic/ptfe-teflon]を溶かすことができる既知の溶剤はありません。
- 極めて低い吸水率（24時間で0.01％未満）
- 優れた耐オゾン性、耐紫外線性、耐候性
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トライボロジー特性
- 固体材料の中で最も低い摩擦係数（0.05～0.10）
- 自己潤滑性があるため、可動部の摩耗が少ない。
- 多くのエンジニアリング・プラスチックよりも柔らかいが、強化することで耐摩耗性が向上する。
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電気的特性
- 卓越した絶縁耐力 (40-60 kV/mm)
- 高い体積抵抗率 (10^16-10^18 Ω-cm)
- 広い周波数と温度範囲で安定した誘電率
- 高電圧アプリケーション用の優れた耐コロナ性
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機械的・物理的特性
- 密度範囲2.13-2.20 g/cm³（ほとんどのプラスチックの約2倍）
- 高温下での高い耐クリープ性
- 低表面エネルギー（18ダイン/cm）により、ノンスティックな表面を形成。
- 滑らかで蝋のような感触の半透明の白い外観
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製造上の注意
- テトラフルオロエチレンガスのフリーラジカル重合により製造される。
- 爆発性分解の危険性があるため、特殊な装置が必要。
- 圧縮成形を必要とする高い溶融粘度を含む加工上の課題
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特殊用途
- FDA/USDA認可の食品用および医療用インプラント用
- 化学処理のシール、ベアリング、バルブに使用
- 航空宇宙や電子機器におけるワイヤー／ケーブルの絶縁に不可欠
- 濾過や防水繊維のメンブレン
PTFEはこのような特性から、過酷な環境に最適な材料といえますが、機械的強度が比較的低いため、構造用途では複合材料の配合が必要になる場合があります。PTFEの安定性は、リサイクルしにくいという代償を 払うことになるため、より持続可能なフッ素樹脂の研 究が進められています。PTFE部品を選択する際、エンジニアはその比類なき 耐薬品性と、各用途に特有の機械的・熱的要件との バランスを取る必要があります。
要約表
| 特性カテゴリー | PTFE（テフロン）の主な特性 |
|---|---|
| 熱特性 | 260°C（500°F）まで耐え、-268°C（-450°F）まで柔軟、優れた断熱性 |
| 耐薬品性 | ほぼすべての化学薬品、酸、溶剤に耐性があり、吸水率は0.01%未満 |
| トライボロジー特性 | 最も低い摩擦係数(0.05-0.10)、自己潤滑性、補強による耐摩耗性の向上 |
| 電気的特性 | 優れた絶縁耐力 (40-60 kV/mm), 高い体積抵抗率 (10^16-10^18 Ω-cm) |
| 機械的特性 | 密度：2.13～2.20 g/cm³、低表面エネルギー（18 dynes/cm）、高耐クリープ性 |
| 特殊用途 | FDA認可の医療・食品用途、航空宇宙用シール、ワイヤー絶縁、ろ過に不可欠 |
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