ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、化学的不活性、熱安定性、低摩擦特性のユニークな組み合わせで有名な高性能合成フッ素樹脂です。(CF₂-CF₂)-n構造の炭素原子とフッ素原子のみで構成され、その分子構造は、既知の材料の中で最も耐薬品性に優れています。強力な炭素-フッ素結合（有機化学で最も強力な結合のひとつ）は、航空宇宙から医療機器まで幅広い産業でPTFEに卓越した耐久性を与えています。精密な形状を必要とする特殊な用途に、 カスタムPTFE部品 は、特定の寸法要件を満たしながら、これらの特性を活用するように設計することができます。
キーポイントの説明
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化学組成
- 分子式 (CF₂-CF₂)n - 2個の炭素原子が4個のフッ素原子に結合した単純な繰り返し単位
- 結合強度:C-F結合の切断には485kJ/molを要する（C-H結合の切断には414kJ/molを要する）
- 電子陰性度:フッ素の極端な電気陰性度（ポーリングスケールで3.98）は、分子鎧を作り出す。
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構造の特徴
- 直鎖ポリマー:分岐のない構造が密なパッキングを可能にする
- 結晶領域:通常、室温で50～70％の結晶性
- らせん構造:フッ素原子は炭素骨格の周りを螺旋状に回っている。
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得られる材料特性
- 耐熱温度:連続-200℃から+260℃まで安定
- 化学的不活性:溶融アルカリ金属を除く、すべての既知の酸、塩基、および溶剤に耐性があります。
- 低摩擦:摩擦係数 ≈ 0.05-0.10（氷の上の濡れた氷に似ている）
- 絶縁耐力:19.7kV/mm（絶縁破壊を防ぐ）
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製造への影響
- 加工への挑戦:従来の熱可塑性プラスチックのように溶融流動しない
- 成形方法:圧縮成形またはペースト押し出し成形が必要
- 後加工:最終圧密のために360～380℃で焼結されることが多い
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性能のトレードオフ
- コールドフロー:持続荷重でクリープ
- 放射線感受性:ガンマ線・X線照射で劣化
- 接着困難性:接合に特殊な表面処理が必要
これらの特性を併せ持つPTFEは、シーリング用途、非粘着性コ ーティング、絶縁部品など、極端な条件下ではそれ以下の材 料では破壊されてしまうような用途に不可欠である。また、その生体適合性により、医療用インプラントや医薬品加工機器にも使用されている。標準形状では不十分な場合 カスタムPTFE部品 を使用することで、エンジニアは特定の技術的課題を解決するためにこの注目すべき素材をカスタマイズすることができます。
要約表
| プロパティ | 化学式 |
|---|---|
| 化学式 | (CF₂-CF₂)n - 繰り返し炭素-フッ素ユニット |
| 結合の強さ | C-F結合の切断に485kJ/molを要する |
| 温度範囲 | 200°Cから+260°Cまで安定 |
| 耐薬品性 | あらゆる酸、塩基、溶剤に耐える |
| 摩擦係数 | 0.05-0.10（氷の上の濡れた氷に近い） |
| 絶縁耐力 | 19.7 kV/mm |
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