Из истории Фторопласта

PTFE – аббревиатура политетрафторэтилена насыщенный фторуглеродный полимер, случайно открытый Роем Планкетом, 27 летним химиком, работающим в исследовательской лаборатории компании DuPont в Нью-Джерси в 1938 году. В это время он работал над хлорированными фторуглеродными хладагентами по заказу Kinetic Chemicals, совместного проекта Du Pont и General Motors.

Утром 6 апреля он решил провести реакцию тетрафторэтена (ТФЭ), газом, который хранился в цилиндрической емкости, с хлористым водородом. Согласно теории он должен был среагировать со связью С=С в ТФЭ, позволяя массово производить гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). К своему удивлению обнаружил, что вместо положенных 1000 грамм, в емкости оказалось только 990 грамм. Он решил разобрать цилиндр и, когда он перевернул его, из емкости выпало 10 грамм белый воскообразный порошок. Планкетт записал в лабороторном журнале:

«При очистке емкости, содержавшей килограмм тетрафторэтена (ТФЭ), был извлечен белый твердый материал, который предположительно является поляризованным образцом C2F2. Проба Бельштайна на галоген дала положительный результат.» Таким образом Планкетт понял, что газ полимеризовался и образовал новый полимер политетрафторэтилен.

Дальнейшие исследования этого полимера показали его удивительные физические и химические свойства: Он не подвергался воздействию едких кислот даже при нагреве, он не растворялся в растворителях, он мог подвергаться воздействию температур до -240С, не становясь хрупким, и до +260 С без ухудшения свойств, а при нагреве до 500 С не воспламенялся и не обугливался (подробнее о свойствах фторопалстов) . Фактически разрушить PTFE только расплавленный натрий или газообразный фтор под давлением, таким образом составив конкуренцию благородным металлам, таким как золото и платина, в инертности. Планкетт также заметил, что на ощупь скользкий, что и привело его в дальнейшем к коммерческому успеху.

Сложности работы с настолько инертным материалом, его описанием привели к тому, что компания DU PONT практически отказалась от его дальнейшего производства. Конечно, в отличии от других пластиков, он не может быть экструдирован, прессован, отлит под давлением. Для работы с ним понадобилось использовать техники, используемые в работе с порошкообразными металлами.

Вторая мировая война и Манхэттенский проект

Все изменилось в 1941 году, когда США вступили во Вторую Мировую войну и работа над атомным оружием стала актуальной. Большие количества фтора были необходимы для производства гексафторида урана, из которого можно было бы извлечь делящийся изотоп 235U на газодиффузионной установке в Ок-Ридже, штат Теннесси. Однако и фтор, и гексафторид урана были настолько реактивными, что обеспечение инертных буферных газов, смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, прокладок, клапанных уплотнений, футеровок реакторов и труб было критическим. Насыщенный фторуглерод, такой как ПТФЭ, идеально подошел бы. Тефлон также использовался для диффузионных мембран, с помощью которых UF6, изготовленный из природного урана, мог быть изотопно обогащен до 235UF6 для атомной бомбы.

После серии переговоров под грифом «совершенно секретно» техническая информация была передана ICI в Великобритании, которые назвали из версию PTFE Флуоном.

На сегодняшний день прогноз развития рынка фторопласта составляет 2,66 миллиарда долларов к 2022 году.