テフロン ポリテトラフルオロエチレン(PTFE) ポリテトラフルオロエチレン（PTFE） は、化学的、熱的、電気的特性の卓越した組み合わせ で有名な汎用性の高い合成フッ素樹脂です。炭素原子とフッ素原子が強固に結合したユニークな分子構造により、過酷な条件下でも比類のない安定性を発揮します。主な特性には、ほとんどの化学物質と反応しないこと、幅広い使用温度範囲（-200℃～260℃）、低摩擦、非粘着性などがある。これらの特性により、PTFEは調理器具から航空宇宙まで、耐久性と応力下での性能が重要な産業で不可欠な素材となっている。以下では、PTFEがエンジニアリング材料の中で際立っている理由を理解するために、これらの特性を詳しく探ります。
キーポイントの説明
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耐薬品性
- PTFEはほぼ不活性で、酸、塩基、溶剤、腐食性物質からの攻撃に耐える。PTFEを劣化させることができるのは、溶融したアルカリ金属（ナトリウムなど）とフッ素ガスのみです。
- そのため、腐食性の強い化学薬品にさらされる実験機器、化学薬品貯蔵ライニング、工業用配管に最適です。
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熱安定性
- 使用範囲：-200℃～+260℃（短期は融点327℃まで）。一部のグレードは、構造的完全性を失うことなく、300℃までの短時間の暴露に耐える。
- 用途としては、高温ガスケット、配線用絶縁材、航空宇宙エンジンの部品などがある。
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低摩擦・非粘着特性
- 摩擦係数：~0.05～0.10で、固体の中では最も低い。
- 自己潤滑性があり、ベアリング、スライド、シールの摩耗を減らす。非粘着性の表面は、調理器具、食品加工、離型用途で重要です。
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電気絶縁
- 絶縁耐力：40～60kV/mm、抵抗率は10^16Ω・cmを超える。
- 漏電が少ないため、ケーブル絶縁、回路基板、高電圧部品に使用される。
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機械的・物理的特性
- 密度: 2.13-2.20 g/cm³；金属より柔らかいが、応力下でも寸法安定性を保つ。
- 熱伝導率：低い（0.25-0.29W/(m・K)）、熱遮蔽に有用。
- 柔軟性：曲げやたわみに対しても特性を維持し、シールやダイヤフラムに使用可能。
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耐候性と難燃性
- 耐紫外線性と疎水性で、建築膜のような屋外用途に適している。
- 不燃性（LOI>95%）で、建築や輸送の安全基準を満たす。
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制限事項
- 高荷重下での耐摩耗性に劣る（ガラスやブロンズなどの充填材で補強されていることが多い）。
- 経時クリープ（コールドフロー）の影響を受けやすく、耐荷重部品の設計調整が必要。
例えば、機械的耐久性のために充填グレードを選ぶか、化学的純度のために純PTFEを選ぶか、といった具合である。PTFEの特性の融合は、過酷な条件下での信頼性が要求される分野での技術革新の原動力となり続けている。
総括表
| プロパティ | 主な特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| 耐薬品性 | 酸、塩基、溶剤に強い | 実験機器、ケミカルライニング |
| 熱安定性 | -200℃～260℃の範囲 | 高温ガスケット、航空宇宙 |
| 低摩擦 | 係数 ~0.05-0.10 | ベアリング、ノンスティック調理器具 |
| 電気絶縁 | 絶縁耐力 40-60 kV/mm | ケーブル絶縁、回路基板 |
| 耐候性 | 耐紫外線性、疎水性 | 建築用膜 |
| 難燃性 | 不燃性（LOI >95） | 建設、輸送 |
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