ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、炭素原子とフッ素原子のみからなる合成フッ素樹脂である。各炭素原子が2個のフッ素原子と 直鎖状に結合したユニークな分子構造により、化学 的不活性、熱安定性、非粘着性などの卓越した特 性を発揮する。一般にテフロンとして知られるPTFEの組成は、調理器具のコーティングから工業用シール、医療機器まで幅広い用途を可能にする。PTFEは分子量が高く、炭素とフッ素の結合が強いため、極端な温度（-180℃～260℃）やほぼすべての化学薬品に耐性がある。
キーポイントの説明
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基本組成
- PTFEは、[-CF₂-CF₂-]nの繰り返し構造に配置された炭素（C）とフッ素（F）原子のみからなる。
- 強い炭素-フッ素の共有結合（有機化学で最も強い結合のひとつ）は、その特徴的な安定性を提供する。
- その高い分子量（しばしば数百万g/mol）は、固体で高密度な形態に寄与している。
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分子構造
- フッ素原子は炭素骨格の周囲に保護膜を形成し、化学的攻撃を防いでいる。これが ポリテトラフルオロエチレン 酸、塩基、溶剤に強い。
- 対称的な直鎖構造により分子間力が小さく、滑りやすい表面と低い摩擦係数（0.05～0.10）の理由となっている。
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組成に由来する主な特性
- 熱安定性:C-F結合の強さにより-180℃から260℃まで耐える。327℃で融解するが、400℃以上で分解する。
- 化学的不活性:フッ素の電気陰性度により、PTFEはアクアレギアを含むほとんどの化学薬品に反応しない。
- 非-スティック性:フッ素の "シェル "は、水や油をはじく滑らかな疎水性表面を作ります。
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バリエーションと添加剤
- バージンPTFE:純カーボン-フッ素ポリマーで、純度が重要な場合に使用される（例：医療/実験機器）。
- 充填PTFE:耐摩耗性を向上させたり、コールドフローを低減させるために、ガラスやグラファイトのような材料とブレンドする。
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組成による制限
- 溶融粘度が高いため、従来通りの溶融成形はできず、焼結または機械加工が必要。
- 鎖間のファンデルワールス力が弱いため、負荷がかかるとクリープしやすい。
購入者にとっては、PTFEの組成を理解することで、極限環境下での性能が明確になり、他のプラスチックに比べて高価であることが正当化される。PTFEは不活性であるため、腐食性のある化学物質の取り扱いには理想的であり、その熱範囲は極低温と高熱の両方の用途に適している。
総括表
| アスペクト | 詳細 |
|---|---|
| 基本組成 | 炭素原子（C）とフッ素原子（F）の繰り返し[-CF₂-CF₂-]n構造。 |
| 分子構造 | フッ素原子が炭素骨格を遮蔽し、耐薬品性を確保している。 |
| 主な特性 | 熱安定性（-180℃～260℃）、化学的不活性、表面非粘着性。 |
| 一般的な用途 | 工業用シール、医療機器、実験器具、調理器具のコーティング。 |
| 制限事項 | 溶融粘度が高く、機械的負荷でクリープしやすい。 |
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