پوشش فلورو پلیمری یا فلوئورو پلاستیک به‌عنوان پلیمری شناخته می‌شود که از کربن (C) و فلوئور (F) ساخته شده است. گاهی اوقات آنها را پر فلوئورو پلیمر می‌نامند تا آنها را از آنهایی که تا حدی فلورودار هستند؛ مانند فلوئورو الاستومرهایی که در ساختار شیمیایی خود حاوی فلوئور هستند، متمایز کنند؛ بنابراین فلوروسیلیکون یا پلیمر فلورو آکریلات، فلوروپلیمر نیستند. پوشش فلورو پلیمری هم در محصولات آشپزخانه (ماهیتابه) و هم در مصارف صنعتی (ظروف برای صنایع شیمیایی، ابزار برای فناوری پزشکی، اجزای ماشین‌آلات در پردازش پلاستیک غیرقابل‌تعویض) استفاده می‌شوند. در این محتوا تلاش کردیم تا به معرفی پوشش فلوروپلیمری، انواع فلوئوروپلاستیکها و کاربردهای آنها و مزایا، معایب پوشش فلورو پلیمری بپردازیم.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
پوشش فلورو پلیمری چیست؟
پوشش فلورو پلیمری یا فلوئورو پلاستیک، پلیمرهایی با پیوندهای کربن – فلوئور هستند. خواص عالی این مواد به دلیل وجود اتم‌های فلوئور است چرا که فلوئور بسیار واکنش‌پذیر، الکترونگاتیو و شعاع اتمی کوچکی دارد که با اتم هیدروژن قابل‌مقایسه است. این ویژگی‌های فلوئور باعث ایجاد پیوند بسیار قوی با کربن در زنجیره پلیمر می‌شود و خواص استثنایی مانند مقاومت شیمیایی و ضد چسبندگی را به این مواد می‌دهد. از این خواص چندمنظوره، در صنایع مختلف استفاده می‌شود. طیف وسیعی از این مواد عمدتاً در ساخت ماشین‌ها و وسایل نقلیه به دلیل ضریب اصطکاک کم یا در صنعت برق به دلیل خواص دی‌الکتریک خوب آنها کاربرد دارد.
فلورو پلیمرها چه کاربردهایی دارند؟
پوشش فلورو پلیمری خواص منحصربه‌فردی مانند استحکام زیاد، تطبیق‌پذیری، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی (حلال‌ها، اسیدها و بازها) و گرما دارند. این خواص باعث می‌شود کاربرد فلورو پلیمرها بسیار متنوع باشد. همچنین رزین‌های فلوروپلیمری برای مقاومت در برابر آب‌وهوا و پایداری اشعه ماورای‌بنفش در پوششهای پودری و مایع بسیار عالی هستند. پوششهای پودری فلوروپلیمر به طور خاص برای بازار معماری طراحی شده‌اند و پوششی بادوام و با عمر طولانی را ارائه می‌دهند. پودر پوششهای فلورو پلیمری در پروژه‌های معماری به مقاومت خوب در طول زمان و همچنین حفاظت عملکردی، معروف هستند.
سایر کاربردهای پوشش فلورو پلیمری شامل بلبرینگ‌ها و آب‌بندی‌های با کارایی بالا برای اتومبیل‌ها و هواپیماها برای افزایش عملکرد و ایمنی آنها، ضدحریق برای کاهش خطر آتش‌سوزی در ساختمان‌های بلند و کاهش آلودگی ناشی از صنعت، پوشش روی محصولات متعدد آشپزخانه مانند قابلمه، ماهیتابه، چاقو، قاشق چوبی و غیره به دلیل پایداری حرارتی بالا و خاصیت نچسب بودن آنها، پوشش روی لوله‌ها و مخازن مواد شیمیایی و دربسته بندی باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل توانایی آنها در مقابله با محیط‌های نامطلوب، پوششهای کابل در صنایع مخابرات و رایانه به دلیل مقاومت الکتریکی بالا و خواص دی‌الکتریک خوب آنها، قطعات و کاتترهای کاشت برای کاربردهای زیست‌پزشکی به دلیل مقاومت آنها در برابر مواد شیمیایی هستند. اگرچه پوشش فلورو پلیمری تنها ۰.۱ درصد از کل پلاستیکها را تشکیل می‌دهند؛ اما خواص و عملکرد عالی این مواد، آنها را به‌عنوان کاتالیزوری ارزشمند، در بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها تبدیل کرده است.
انواع فلوئورو پلاستیکها و کاربردهای آنها
فلوروپلیمر یک اصطلاح عمومی است و شامل بسیاری از محصولات دیگر با نام‌های تجاری از جمله تفلون، آلگوفلون، زایلان و فلوئن هستند. انواع فلوروپلیمر شامل دو گروه کاملاً فلوئوردار و نیمه فلوئوردار هستند. نوع کاملاً فلوئوردار PTFE ،FEP ،PFA هستند که در آنها تمام اتم‌های هیدروژن با اتم‌های فلوئور جایگزین می‌شوند فلوروپلیمرهای نیمه فلوئوردار شامل PVDF ،ECTFE ،ETFE هستند. PTFE (پلی تترا فلوئورو اتیلن) پلیمر بسیار خالص است که نیازی به تثبیت‌کننده، نرم‌کننده، روان‌کننده یا بازدارنده شعله ندارد. این پلیمر در اجزای انتقال سیال فوق خالص و تهاجمی، آب‌بندی‌ها، تجهیزات آزمایشگاهی، لوله‌ها، پوشش‌ها، اتصالات و پمپ‌ها استفاده می‌شود.
FEP (فلورو اتیلن پروپیلن) و PFA (پر فلوئورو آلکوکسی)، به‌عنوان پوششهای متراکم برای محافظت در برابر خوردگی مواد شیمیایی کاربرد دارند. PVDF فلوروپلیمری است که توسط فناوری‌های معمولی به‌راحتی قابل‌تبدیل است، به همین دلیل در همهٔ زمینه‌های کاربردی، از رنگ‌آمیزی گرفته تا جایگزینی قطعات ساختاری مصرف می‌شود. مواد پوششی دیگر مانند PFA، FEP، ECTFE تحت پردازش ترموپلاستیک قرار می‌گیرند و در پوششهای غیرمتخلخل با ضخامت حدود ۲۰ میکرومتر تا چند میلی‌متر تولید می‌شوند. این مواد به‌عنوان محافظ ضدخوردگی و روکش چوب برای فراوری مواد غذایی مورداستفاده قرار می‌گیرند. ECTFE یکی از بهترین فلورو پلیمرها از نظر مقاومت در برابر سایش است. مقاومت این ماده، در برابر انواع شرایط آب‌وهوایی و تشعشعات پرتوزا استثنایی است. به دلیل مقاومت خوب ETFE در برابر مواد شیمیایی مختلف تهاجمی (مانند اسیدها، هیدروکربن‌های معطر)، به‌عنوان ماده پوششی برای دستگاه‌ها و مخازن شیمیایی و در شیرها، اتصالات و لوله‌ها استفاده می‌شود.
مزایا و معایب پوشش فلورو پلیمری
پوشش فلورو پلیمری یکی از سازگارترین فرایندهای پوشش‌دهی با محیط‌زیست است. پوششهای فرسوده یا معیوب را می‌توان برداشت و دوباره بازسازی کرد، نیازی به تعویض کل آنها نیست. فلورو پلیمرها از جمله بی‌اثرترین پلیمرهای شیمیایی هستند و تقریباً در تمام محیط‌های شیمیایی پایداری خودشان را حفظ می‌کنند. این خواص با کارایی بالا نتیجه مستقیم ساختار شیمیایی منحصربه‌فرد آن است که بسیار متفاوت از ساختار پلیمرهای سنتی است. پوششهای فلورو پلیمری اصطکاک را کاهش می‌دهند و در برابر خوردگی مقاومت می‌کنند. همچنین آنها در برابر دمای بسیار بالا مقاومت خوبی دارند. فلورو پلیمرها عایق هستند و آب را هم جذب نمی‌کنند. این خواص باعث می‌شود که آنها برای استفاده در الکترونیک، خودروسازی و بسیاری از مصارف دیگر ایده‌آل باشند. از معایب این مواد می‌توان به هزینه‌های تولید بالای این مواد اشاره کرد و گزینه‌های رنگ در آنها نیز محدود است.
سوالات متداول پوششهای فلوروپلیمری
۱- رایج‌ترین فلوروپلیمر کدام است؟
PTFE رایج‌ترین فلوروپلیمر است. این پلیمر دارای پیوندهای قوی کربن و فلوئور (F) است که به آن عملکرد استثنایی می‌دهد. پلاستیک PTFE به‌عنوان تفلون تیز شناخته می‌شود.
۲- فلورو پلیمر PVDF چیست؟
PVDF پلیمر نیمه کریستالی حاصل از پلیمریزاسیون وینیلیدین فلوراید است که دارای ترکیب بیش از ۵۰ درصد فلوئور است. این ماده خواص عالی نچسب و ساینده، خواص مکانیکی بسیار انعطاف‌پذیر تا صلب با مواد شیمیایی دارد.
3- PFA چیست؟
PFA کوپلیمر کاملاً فلورینه شده با انشعاب کم بسته به کومونومر است، زیرا خواص ترمومکانیکی پلیمر بر اساس نوع و تعداد زنجیره‌های جانبی آن تعیین می‌شود.
۴- هدف از استفاده پوشش فلورو پلیمری چیست؟
پوشش فلورو پلیمری در درجه اول برای ارائه خواص سطحی فوق‌العاده کم اصطکاک و مقاوم در برابر سایش در ترکیب استفاده می‌شود. این مواد دارای یکی از کمترین ضریب اصطکاک در بین هر جامد هستند.
۵- تفاوت بین پوشش فلورو پلیمری و پلی‌استر چیست؟
رنگهای فلوروپلیمر ذاتاً در برابر کاربردهای پس از رنگ مقاوم هستند. آنها چاپ جوهر را نمی‌پذیرند. در مقابل بیشتر رنگها را می‌توان بر روی پلی‌استر چاپ کرد.
