Teflon (Politetrafluoroetena)

(1)

T

Tefon adalah

efon adalah merek

merek dagang dar

dagang dari plastik politetr

i plastik politetrafuoro

afuoroetena. Pla

etena. Plastik ini bersia

stik ini bersiatt

keras, kaku, tahan panas (titik leleh 3200

oo

_{C) dan tahan terhadap bahan kimia.}

T

Tefon digunak

efon digunakan sebaga

an sebagai pelapis alat m

i pelapis alat masak, se

asak, setrika, da

trika, dan alat-alat 

n alat-alat ang

ang

digunakan dalam proses produksi makanan, minuman, serta bahan kimia.

T

Tefon merupa

efon merupakan sa

kan salah satu dar

lah satu dari polimer a

i polimer ang banak diguna

ng banak digunakan oleh

kan oleh manusia.

manusia.

T

Tefon menga

efon mengandung atom hidr

ndung atom hidrogen, ka

ogen, karbon dan fuo

rbon dan fuorr. !iat ini men

. !iat ini menebabkan

ebabkan

hampir tak ada "at ang dapat bereaksi dengan tefon. !iat lainna tefon

memiliki koe#sien gesek ang rendah dan tidak basah $ika dimasukkan "at %air.

&tulah sebabna mengapa tefon kebanakan digunakan sebagai alat masak.

P''*T&+ PT'

Politetrafuoroetilena (PT') adalah fuoropolimer sintetik dari tetrafuoroethlene

ang memiliki berbagai aplikasi. nama merek ang paling dikenal dari ormula

berbasis PT' adalah Tefon oleh Chemours. Chemours adalah spin-o dari

uPont Co., ang ditemukan pada tahun /31.

PT' adalah padatan fuorokarbon , karena merupakan senaa molekul tinggi

berat seluruhna terdiri dari karbon dan fuor. PT' adalah hidroobik baik air

maupun air ang mengandung "at PT' basah, seperti fuorokarbon

menun$ukkan dikurangi gaa dispersi 4ondon karena elektronegati5itas tinggi

fuor. PT' memiliki salah satu koe#sien terendah gesekan dari setiap padatan.

PT' digunakan sebagai lapisan non-sti%k untuk pan%i dan

PT' digunakan sebagai lapisan non-sti%k untuk pan%i dan peralatan masak

peralatan masak

lainna. 6al ini sangat non-reakti, sebagian karena kekuatan ikatan

karbon-fuorin, dan sehingga sering digunakan dalam adah dan

fuorin, dan sehingga sering digunakan dalam adah dan pipa untuk bahan kimia

pipa untuk bahan kimia

reakti dan korosi. i mana digunakan sebagai pelumas, PT' mengurangi

gesekan, keausan dan konsumsi energi dari mesin. 6al ini biasana digunakan

sebagai bahan %angkok dalam inter5ensi bedah. !elain itu, sering digunakan

sebagai lapisan pada kateter7 ini mengganggu kemampuan bakteri dan agen

menular lainna untuk mematuhi kateter dan menebabkan ineksi didapat di

rumah sakit.

!'8+*+6 PT'

PT' tak senga$a ditemukan pada /31 oleh *o Plunkett ketika ia beker$a di

e 8erse untuk uPont. !ebagai Plunkett berusaha untuk membuat rerigeran

%hlorofuoro%arbon baru, gas tetrafuoroetilena dalam botol tekananna berhenti

mengalir sebelum berat badan botol telah turun ke titik pensinalan 9kosong.9

!e$ak Plunkett sedang mengukur $umlah gas ang digunakan dengan

menimbang tabung, ia men$adi ingin

menimbang tabung, ia men$adi ingin tahu sumber berat, dan akhirna terpaksa

tahu sumber berat, dan akhirna terpaksa

menggerga

menggerga$i botol terpisah. ia

$i botol terpisah. ia menemuk

menemukan interior botol ini

an interior botol ini dilapisi dengan

dilapisi dengan

bahan putih lilin ang anehna li%in.

bahan putih lilin ang anehna li%in. +nalisis menun$ukk

+nalisis menun$ukkan baha itu

an baha itu

dipolimerisas

dipolimerisasi perfuoroethlene, dengan besi dari

i perfuoroethlene, dengan besi dari dalam adah ang bertindak

dalam adah ang bertindak

sebagai katalis pada tekanan tinggi.

(2)

(3)

fuorinated baru (analog dengan polethlene sudah

fuorinated baru (analog dengan polethlene sudah diketa

diketahui) pada

hui) pada tahun /;/,

tahun /;/,

dan mendatarkan merek dagang Tefon pada tahun /;<.

Pada tahun /;1, uPont, ang didirikan :ineti% :imia dalam kemitraan dengan

eneral =otors, telah memproduksi lebih dari dua $uta pound (00 ton) dari

T

Tefon mer

efon merek PT' per t

ek PT' per tahun di P

ahun di Park

arkersburg, >

ersburg, >irginia ?ara

irginia ?arat. Pe

t. Penggunaan aa

nggunaan aall

berada di =anhattan Pro$e%t sebagai bahan untuk melapisi katup dan segel

dalam pipa induk ang sangat reakti uranium he@afuoride di :-2< pabrik

pengaaan uranium ang luas di Aak *idge, Tennessee.

Pada tahun /<;, istri insinur Peran%is =ar% rBgoire mendesakna untuk

men%oba bahan ia telah menggunakan pada meman%ing di pan%i memasak.

kemudian ia men%iptakan pertama berlapis Tefon, pan%i non-sti%k baah

brandname Teal (menggabungkan 9Te9 dari 9Tefon9 dan 9al9 dari aluminium).

D i +merika !erikat, =arion +. Tro""olo, ang telah menggunakan "at pada

peralatan ilmiah, dipasarkan pertama buatan +! pan berlapis Tefon, 9The 6app

Pan9, pada tahun /E/.

amun, Teal bukan satu-satuna perusahaan untuk memanaatkan PT' dalam

lapisan peralatan masak antilengket. alam tahun-tahun berikutna, banak

produsen peralatan masak dikembangkan proprietar ormula berbasis PT',

termasuk !iss iamond &nternational, ang menggunakan PT' rumus berlian

diperkuat7 !%anpan, ang menggunakan ormula PT' titanium diperkuat7 dan

kedua +ll-Clad dan eell *ubbermaid Calphalon, ang menggunakan diperkuat

non antilengket berbasis PT'. Perusahaan peralatan masak lainna, seperti

=eer Corporation +nolon, menggunakan tefon pelapis antilengket dibeli dari

uPont.

Pada /0-an, ditemukan baha PT' bisa radiasi %ross-linked di atas titik leleh

di lingkungan bebas oksigen. 'lektron pengolahan balok adalah salah satu

%ontoh pengolahan radiasi. !ilang PT' telah meningkatkan siat mekanik suhu

tinggi dan stabilitas radiasi. 6al

tinggi dan stabilitas radiasi. 6al ini penting karena, selama bertahun-tah

ini penting karena, selama bertahun-tahun,

un,

iradiasi pada kondisi kamar telah digunakan untuk meme%ah PT' untuk didaur

ulang. *adiasi pemotongan rantai memungkinkan untuk men$adi lebih

ulang. *adiasi pemotongan rantai memungkinkan untuk men$adi lebih mudah

mudah

reground dan digunakan kembali.

P'=?F+T+ PT'

PT' diproduksi oleh polimerisasi radikal bebas dari tetrafuoroethlene.

Persamaan bersih adalah

(4)

n 2% G C2 H

n 2% G C2 H - (2%-C2) n

- (2%-C2) n

:arena tetrafuoroetilena eksplosi dapat terurai ke tetrafuoromethane dan

karbon, aparat khusus diperlukan untuk polimerisasi untuk men%egah

karbon, aparat khusus diperlukan untuk polimerisasi untuk men%egah hot spot

hot spot

ang mungkin memulai reaksi samping ang berbahaa ini. Proses ini biasana

dimulai dengan persulat, ang

dimulai dengan persulat, ang homol"es untuk menghasilkan radikal sulat

homol"es untuk menghasilkan radikal sulat

A3!AA!A3D 2 I 2 !A; J

-polimer ang dihasilkan diakhiri dengan kelompok ester sulat, ang dapat

polimer ang dihasilkan diakhiri dengan kelompok ester sulat, ang dapat

dihidrolisis untuk memberikan A6 end-kelompok.

!&+T PT'

PT' adalah polimer termoplastik, ang merupakan padatan putih pada suhu

kamar, dengan kepadatan sekitar 2200 kg K m

33

_{. =enurut uPont, titik lelehna}

adalah E00 : (32L M C7 E20 M ). /D &a memelihara kekuatan tinggi,

ketangguhan dan sel-pelumasan pada suhu di baah < : (-2E1,/< M C7 -;<0,EL M

), dan feksibilitas ang baik pada suhu di

), dan feksibilitas ang baik pada suhu di atas /; : (-L M C7 -//0 M

atas /; : (-L M C7 -//0 M ). PT'

). PT'

memiliki siat dari eek agregat ikatan karbon-fuorin, seperti semua

fuorokarbon. !atu-satuna bahan kimia ang diketahui mempengaruhi ikatan

karbon-fuorin ini adalah logam ang sangat reakti seperti logam alkali, dan

pada suhu ang lebih tinggi

pada suhu ang lebih tinggi $uga logam seperti aluminium dan magnesium, dan

$uga logam seperti aluminium dan magnesium, dan

agen fuorinating seperti @enon difuorida dan kobalt (&&&) fuoride.

:arena PT' adalah sukar larut dalam hampir semua pelarut, polimerisasi

dilakukan sebagai emulsi dalam air. Proses ini memberikan suspensi partikel

polimer. +tau, polimerisasi dilakukan dengan menggunakan suraktan seperti

PA!.

:'F++ PT'

+plikasi utama dari PT', mengkonsumsi sekitar <0N dari produksi, adalah untuk

kabel di ruang angkasa dan aplikasi komputer (misalna hookup kaat, kabel

koaksial). +plikasi ini memanaatkan akta baha PT' memiliki siat dielektrik

ang sangat baik. 6al ini terutama berlaku pada rekuensi radio tinggi, sehingga

%o%ok untuk digunakan sebagai insulator kabel dan ma$elis konektor dan sebagai

bahan untuk papan sirkuit %etak ang digunakan pada rekuensi gelombang

mikro

mikro. ikombinasik

. ikombinasikan dengan

an dengan suhu leleh

suhu leleh tinggi, ini

tinggi, ini membuat bahan pilihan

membuat bahan pilihan

sebagai pengganti perorma tinggi untuk

sebagai pengganti perorma tinggi untuk polethlene renda

polethlene rendah-leleh-titik lemah

h-leleh-titik lemah

dan biasa digunakan dalam aplikasi murah.

alam aplikasi industri, karena gesekan rendah, PT' digunakan untuk aplikasi di

mana geser aksi bagian ang dibutuhkan bantala

mana geser aksi bagian ang dibutuhkan bantalan biasa, gigi, piring

n biasa, gigi, piring slide, dll

slide, dll

alam aplikasi ini, ia melakukan signi#kan lebih baik daripada nilon dan

(5)

hal ini

hal ini sebanding dengan ultra-tinggi berat molekul polietilen (F6=OP').

sebanding dengan ultra-tinggi berat molekul polietilen (F6=OP').

=eskipun F6=OP' lebih tahan aus dari PT', untuk aplikasi ini, 5ersi PT'

dengan minak mineral atau

dengan minak mineral atau molibdenum disul#da tertanam sebagai pelumas

molibdenum disul#da tertanam sebagai pelumas

tambahan dalam matriks sedang diproduksi. &ts resisti5itas massal ang sangat

tinggi membuat bahan ang ideal

tinggi membuat bahan ang ideal untuk abrikasi ele%tr

untuk abrikasi ele%trets tahan lama,

ets tahan lama,

perangkat ang berguna ang analog elektrostatik magnet.

PT' ilm ini $uga banak digunakan dalam produksi komposit serat karbon serta

komposit #berglass, terutama dalam industri penerbangan. PT' ilm digunakan

sebagai penghalang antara karbon atau #berglass bagian sedang

sebagai penghalang antara karbon atau #berglass bagian sedang dibangun, dan

dibangun, dan

naas dan bahan mengantongi digunakan untuk in%apsulate bondment ketika

debulking (pengangkatan 5akum udara dari antara lapisan meletakkan-up

lapisan material) dan ketika menembuhkan komposit, biasana dalam autokla.

PT', digunakan di sini

PT', digunakan di sini sebagai sebuah #lm, men%egah bahan non-produksi dari

sebagai sebuah #lm, men%egah bahan non-produksi dari

menempel ke bagian ang sedang dibangun, ang lengket karena karbon-gra#t

atau #berglass lapisan ang pre-pregnated dengan resin bismaleimide. bahan

non-produksi seperti Tefon, +irea5e ?reather dan tas itu sendiri akan dianggap

.A.. (?enda asing puing-puing K kerusakan) $ika dibiarkan di laup.

:arena ekstrim non-reakti5itas dan suhu tinggi rating, PT' sering digunakan

sebagai liner ma$elis selang, ekspansi sendi, dan

sebagai liner ma$elis selang, ekspansi sendi, dan di $alur

di $alur pipa industri, terutama

pipa industri, terutama

dalam aplikasi menggunakan asam, alkali, atau bahan kimia lainna. kualitas

gesekan ang memungkinkan peningkatan aliran %airan ang sangat kental, dan

untuk penggunaan dalam aplikasi seperti selang rem.

ore-Te@ adalah bahan menggabungkan membran fuoropolimer dengan

mi%ropores. +tap 6ubert 6. 6umphre =etrodome di =inneapolis, +!, adalah

salah satu aplikasi terbesar pelapis PT'. 20 a%re (1/.000 m2) dari bahan ang

digunakan dalam pen%iptaan putih

digunakan dalam pen%iptaan putih berlapis ganda kubah #berglass PT'

berlapis ganda kubah #berglass PT'

berlapis.

?+6++ PT'

Pirolisis PT' dapat terdeteksi pada 200 M C 32 M D, dan senaa ini menusun

beberapa gas fuorokarbon dan butiran halus. !ebuah studi hean ang

dilakukan pada tahun /<< menimpulkan baha tidak mungkin baha produk

ini akan dihasilkan dalam $umlah ang banak untuk kesehatan pada suhu di

baah 2<0 M C ;12 M D.

!ementara PT' stabil dan tidak bera%un pada suhu ang lebih rendah, itu mulai

memburuk setelah suhu peralatan masak men%apai sekitar 2E0 M C <00 M D,

dan terurai di atas 3<0 M C EE2 M D. egradasi oleh-produk dapat mematikan

untuk burung, dan dapa

untuk burung, dan dapat menebabk

t menebabkan ge$ala seper

an ge$ala seperti fu

ti fu pada manusia

pada manusia-lihat

-lihat

demam polimer asam.

(6)

aging biasana digoreng antara 20; dan 232 M C 3 dan ;<0 M D, dan

sebagian besar minak mulai merokok sebelum suhu 2E0 M C <00 M D ter%apai,

tapi setidakna ada dua minak goreng (minak saQoer halus pada 2E< M C

</0 M D dan minak alpukat pada 2L/ M C <20 M D) ang memiliki titik asap

tinggi.

2.1 PENGERTIAN TEFLON

Te

flon adalah

nama merk dari sebuah

nama merk dari sebuah comound

comound

olimer

!an" di#emukan oleh

!an" di#emukan oleh Ro!

Ro!

$. Plunke##

%

%1&1'

1&1'

(

(1&&)

1&&)

* di

* di +uPon#

+uPon#

ada

ada 1&,-

1&,-

dan

dan dierke

dierkenalkan seba"ai

nalkan seba"ai roduk komersia

roduk komersiall

ada

ada 1&)

1&)

.

. T

Te

eflo

flon

n mer

meruak

uakan

an seb

sebuah

uah fluoroolimer

fluoroolimer

#hermolas#ik

.. T

T

e

flo

n

ada

lah

nam

a

da"an" #erdaf#ar dari bahan las#ik !an" san"a# ber"una !ai#u Pol! Te#ra Fluoro E#h!lene

%PTFE*.

PTFE adalah salah sa#u

kelas dari las#ik

!an" dikenal seba"ai fluorool!mers.

/

ua

#u

o

l

i

m

er

ad

al

ah

se

n!

a0

a

!

an

"

#e

rb

en

#u

k

ol

eh

re

ak

si

ki

m

ia

!

an

"

men

""ab

un"k

an

ar

#ik

el



mol

ekul

(

mol

ekul

ke

dal

am

kel

omo

kk

elo

mo

k.

Pol

ime

r

biasan!a berben#uk sera# sin#e#is seer#i ol!es#er dan nilon. PTFE memiliki ban!ak sifa#

sifa# unik3 !an" membua#n!a berhar"a dalam se4umlah alikasi. Teflon memiliki #i#ik lebur

!an" san"a# #in""i3 dan 4u"a s#abil ada suhu san"a# rendah. Teflon san"a# #ahan anas dan

#aha

n

kor

osi

.

T

e

flo

n

mer

uak

an

bah

an

!an"

san"

a#

bai

k

un#

uk

mel

ai

si

ba"i

anb

a"i

an

mesin !an" #erkena anas3 akaian3 dan "esekan3 un#uk erala#an labora#orium !an" harus

#aha

n

kor

osi

f

baha

n

ki

mia

3

3 dan

dan

seb

a"ai

la

isa

n

un#u

k

er

ala

#an

mas

ak

dan

er

ala#

an

lainn!a. PTFE di"unakan un#uk memberi erlindun"an #erhada kain3 kare#3 dan enu#u

dindin"3 dan #ahan cuaca di luar ruan"an.

2.2 /E$ARA5 TEFLON

PTFE di#emukan secara #idak sen"a4a ada #ahun 1&,- oleh seoran" ilmu0an muda

!an" mencari sesua#u !an" lain. Ro! Plunke## adalah seoran" ahli kimia un#uk EI +uPon# de

Ne

mou

rs

and

6o

ma

n!

%+

u

Po

n#*

.

+i

a

#el

ah

me

m

er

ol

eh

"e

la

r

Ph+

dar

i

Oh

io

/#

a#e

7ni8ersi#! ada #ahun 1&,3 dan ada #ahun 1&,- ke#ika ia kebe#ulan menemukan #eflon3

adahal umurn!a masih 29

(7)

sebelum #ahun 1&,'an san"a# #erancam daa# meledak %flammable*. +u Pon# dan General

;o#ors #elah men"emban"kan 4enis baru nonendin"in mudah #erbakar3 sebuah ben#uk

endin"in freon !an" disebu# endin"in 11)3 dan diika# dalam sua#u er4an4ian eksklusif

den"an di8isi General ;o#or<s Fri"idaire3 dan ada saa# i#u #idak daa# diasarkan ke

rodusen lain. =emudian nama #eknis un#uk 11) adalah endin"in #e#rafluorodichloroe#hane.

Plunke## berhara un#uk membua# endin"in !an" serua den"an asam klorida !an"

bereaksi den"an sen!a0a !an" disebu# #e#rafluoroe#h!lene3 a#au TFE.

TFE sendiri dikenal subs#ansi3 dan Plunke## memu#uskan #u"as er#aman!a adalah

membua# se4umlah besar "as ini. Para ahli kimia berikir3 sebaikn!a ia membua# sera#us

on "as3 un#uk memas#ikan a"ar mencukui un#uk semua #es kimia 3 dan un#uk #es

#oksikolo"i 4u"a. +ia men!iman "as dalam kalen" lo"am den"an sebuah ka#u rilis3 san"a#

miri den"an kalen" !an" di"unakan secara komersial un#uk semro#an ber#ekanan seer#i

hair sra!. Plunke## dan asis#enn!a meleaskan TFE "as dari kalen" ke dalam sebuah

ruan"an dianaskan. Pada a"i hari3 #an""al  Aril3 #ahun 1&,-3 Plunke## menemukan

bah0a "as dari kalen" #elah hilan". Plunke## dan asis#enn!a menafsir bah0a "as dalam

semalam #elah berubah men4adi u#ih.

Polimerisasi adalah roses kimia di mana molekulmolekul ber"abun" men4adi #ali

an4an". /alah sa#u !an" alin" dikenal adalah olimer nilon3 !an" 4u"a di#emukan oleh

ara eneli#i di +u Pon#. Ilmu ol!mer i#u masih ada #aha a0al #ahun 1&,'an. Plunke##

erca!a bah0a TFE #idak bisa diolimerisasi3 namun en#ah ba"aimana melakukann!a. +ia

men"irimkan serihan u#ih !an" aneh ada +uPon# 6en#ral Research +ear#men#3 di

mana #im ahli kimia men"analisis baran". /erihan u#ih #ersebu# #idak bereaksi den"an

bahan kimia lain3 dan serihan #ersebu# menolak arus lis#rik3 dan ermukaann!a san"a#

halus dan licin. Plunke## bisa men"e#ahui ba"aimana "as TFE #idak sen"a4a #erolimerisasi3

dan ia men"eluarkan sebuah a#en un#uk olimerisasi subs#ansi3 ol!#e#rafluoroe#h!lene3

a#au PTFE.

=e#ika eran" dunia II ecah3 blok bara# dan blok #imur berlombalomba un#uk

memersen4a#ai masin"masin" den"an sen4a#a !an" lebih mu#akhir. Ten#u hal ini dilakukan

secara diamdiam karena #idak in"in musuh men"e#ahui sen4a#a amun"kas !an" mereka

kemban"kan. Amerika seba"ai u4un" #ombak blok bara# men"emban"kan bom nuklir !an"

men"ambil ide dasar dari reaksi emben#ukan in#i helium dari en""abun"an a#om hidro"en

di ma#ahari a#au !an" lebih dikenal den"an reaksi fusi. Ada masalah !an" di#imbulkan dari

en"emban"an ini !ai#u ba"aimana men!iman uranium seba"ai bahan u#ama !an"

berbaha!a. /e#elah men"e#ahui bah0a +uon# #elah berhasil menemukan 4enis olimer

!an" memun!ai karak#eris#ik mamu menahan bahanbahan kimia>kelas bera#> maka

diu4icobakanlah olimer baru #ersebu# !ai#u #eflon un#uk men!iman uranium. +an saa#

#erbuk#i berhasil3 #eflon !an" saa# semula di#emukan belum 4elas dike#ahui "una dan

manfaa#n!a3 den"an en""unaan ini #er4a0ablah sudah er#an!aan besar +uon#.

Pen""unaan #eflon un#uk ma#erial elais dari 0a4an dadar sehin""a bersifa# an#i

len"ke# sendiri baru mulai dikemban"kan ada era 'an. +an meskiun di a0al

emasarann!a belum be"i#u berkemban" karena mas!araka# belum #ahu kelebihan dari ala#

(8)

ini. Namun ,' #ahun kemudian dis#ribusi emasarann!a be"i#u meluas. $ika a0al #ahun &'

an memiliki 0a4an #eflon ibara# memiliki ala# masak mu#akhir !an" #idak sembaran" oran"

mamu3 #ai ada era 2'''an memiliki 0a4an an#i len"ke# sudah men4adi hal !an" biasa.

:e"i#ulah #eknolo"i ini dikemban"kan dan berkemban". :ermula dari rise#3 enemuan3

en""unaan3 roduksi dan emasaran !an" memakan 0ak#u hamir 1 abad un#uk menu4u

ke4a!aann!a.

2., :ENT7= G7G7/ TEFLON

:ila s#ruk#ur #eflon di#en#ukan3 maka molekul #eflon di#emukan men"andun" ran#ai

karbon den"an men"ika# a#oma#om fluorin. Te#ra fluoroe#ena %#e#ra fluoro e#ilena*

meruakan molekul !an" san"a# non olar dan rela#if kecil ukurann!a ser#a cenderun"

berua "as ada suhu kamar. :a"aimana caran!a molekul #e#rafluoroe#ilena dalam 0u4ud

"as daa# bereaksi den"an molekul lainn!a memben#uk molekul besar !an" beran#ai

an4an" dan umumn!a berua ada#an.

Tetrafluoroetilena Polimer Teflon

/ifa#sifa# olimer berbeda dari monomermonomer !an" men!usunn!a. Pada

con#oh dia#as3 #eflon %oli#e#rafluoroe#ilena* !an" ber0u4ud ada# dibua# bila molekul

molekul "as #e#rafluoroe#ilena bereaksi memben#uk ran#ai an4an".

(9)

Panci daa# dibua# den"an roses ermesinan !an" men""unakan me#ode sinnin" 

u#ar #ekan. Pada roses ini3 lembaran #iis di#ekan sambil diu#ar ada ce#akan #er#en#u.

:enda di#ekankan ada ce#akan !an" beru#ar berben#uk sime#ris dan dibua# dari ka!u

keras dan un#uk men"hasilkan 4umlah !an" ban!ak di"unakan ce#akan dari ba4a licin. :ahan

#ebuk daa# berua lin"karan da#ar a#au benda hasil lin!uk % dee dra0in" *.

;esin ence#ak anci %sinnin"*

Peker4aan u#ar #ekan ada umumn!a dilakukan ada ermukaan luar meskiun

daa# 4u"a diu#ar #ekan dari sisi dalam. Proses u#ar #ekan memiliki beberaa kelebihan

dibandin"kan den"an roses res3 an#ara lain?

erala#an lebih murah

roduk baru daa# dihasilkan lebih dini dan roduk dalam skala besar

=eru"ian en"er4aan u#ar #ekan @

uah #ena"a #erla#ih !an" lebih #in""i

la4u roduksi lebih rendah

Lo"am nonferrous se#ebal  mm dan lo"am ferrous lunak hin""a  mm daa#

diben#uk den"an mudah. Toleransi sebesar B '3- un#uk diame#er )' mm daa# di4amin

den"an mudah. Proses ini serin" di#erakan un#uk membua# ala#ala# musik3 ala#ala#

eneran"an3 reflec#or3 coron"3 be4ana besar un#uk rosesroses dan ala#ala# daur.

7n#uk memben#uk ela# !an" #ebal dierlukan rol enekan bermo#or3 men""an#ikan

enekan #an"an biasa3 oerasin!a disebu# roses u#ar #ekan "eser.

Lan"kahlan"kah oerasi u#ar #ekan "eser bisa diliha# ada. ;ulamula ela#

di#ekankan ada madril oleh eme"an". Rol di#ekankan ada ela# sehin""a ela# #erdesak

men"iku#i ben#uk madril dan #ebal un#uk keseluruhan benda sama.

(10)

Lan"kahlan"kah embua#an be4ana konis den"an roses u#ar#ekan "eser dari

benda #ebuk berua ela# .

:A5AN :A=7

PTFE +IPOLI;ERI/A/I +ARI /ENCADA =I;IA TETRAFL7OROET5CLENE3 ATA7

TFE

.

TFE disin#esis dari fluorsar3 asam fluorida3 dan kloroform. :ahan ini di"abun"kan di

ba0ah anas #in""i3 erlakuan !an" dikenal seba"ai !rolosis. TFE #idak ber0arna3 #idak

berbau3 meruakan "as beracun3 dan ba"aimanaun3 san"a# mudah #erbakar. TFE

disiman seba"ai cairan ada #emera#ur rendah. Proses olimerisasi men""unakan

4umlah !an" san"a# kecil3 dan bahan kimia lainn!a seba"ai emrakarsa. :erba"ai

emrakarsa daa# di"unakan3 #ermasuk amonium ersulfa#e a#au disuccinic eroksida

asam. 7nsur en#in" lainn!a dari roses olimerisasi adalah air.

(11)

5asil lain dari PTFE !ai#u s#ecock.

PTFE daa# diroduksi dalam berba"ai cara3 #er"an#un" ada sifa#sifa# khusus !an"

dikehendaki un#uk roduk akhir. Ada dua me#ode u#ama memroduksi PTFE. /alah sa#un!a

adalah olimerisasi susensi. +alam me#ode ini3 TFE diolimerisasi dalam air3 men"hasilkan

bu#iran PTFE. :u#iran lebih lan4u# kemudian daa# diolah men4adi ele# !an" daa# diben#uk.

+alam me#ode disersi3 !an" dihasilkan adalah PTFE as#a !an" daa# diolah men4adi

serbuk halus. :aik as#a dan bubuk3 di"unakan dalam laisan alikasi.

(12)

Produsen PTFE memulai den"an sin#esis TFE. =e#i"a bahan TFE !ai#u fluorsar3

asam fluorida3 dan kloroform di"abun"kan dalam sa#u ruan" reaksi kimia an#ara dianaskan

samai 1'&)12  F %&'&'' 6*. Gas !an" dihasilkan kemudian didin"inkan3 dan

disarin" un#uk men"hilan"kan ko#oran.

Teflon con di"unakan ada berba"ai erala#an masak.

Polimerisasi /usensi

•

Reaksi 2 ruan" diisi den"an air murni dan reaksi rea"en a#au inisia#or3 bahan kimia

!an" akan memicu emben#ukan olimer. TFE cair disalurkan ke dalam ruan" reaksi un#uk

memenuhi TFE inisia#or dan mulai olimerisasi. :en#ukben#uk !an" dihasilkan ada#an

PTFE men4adi bu#ir !an" men"amban" di ermukaan air. =e#ika ini #er4adi3 reaksi ruan"an

#er4adi secara. Reaksi kimia di dalam ruan" memanas3 sehin""a ruan"an didin"inkan oleh

sirkulasi air din"in a#au endin"in. =on#rol o#oma#is mema#ikan asokan TFE se#elah adan!a

erubahan bobo# #er#en#u di dalam ruan". Air dikeluarkan dari ruan"an3 menin""alkan

ecahanecahan berserabu# PTFE !an" #erliha# seer#i aru#an kelaa.

•

/elan4u#n!a3 PTFE dikerin"kan dan dimasukkan ke dalam sebuah abrik. +alam

abrik diolah den"an isau !an" beru#ar3 men"hasilkan bahan den"an konsis#ensi #eun"

#eri"u  bubuk halus. =emudian oleh abrik bubuk halus %#eun"* diubah men4adi bu#iran

!an" lebih besar den"an roses !an" disebu# a"lomerasi. 5al ini daa# dilakukan den"an

beberaa cara. /alah sa#u me#ode adalah den"an mencamur bubuk PTFE den"an elaru#

seer#i ase#on dan dimasukkan dalam drum !an" beru#ar. :i4ibi4i PTFE #e#a bersa#u3

memben#uk ele# kecil. =emudian elle#elle# #ersebu# kemudian dikerin"kan dalam o8en.

•

Pelle# daa# diben#uk men4adi ba"ianba"ian den"an men""unakan berba"ai #eknik.

Namun3 PTFE daa# 4u"a di4ual dalam 4umlah besar !an" sudah akan diben#uk men4adi bille#

%berua silinder ada# PTFE. :ille# #inn""in!a daa# mencaai  f# %13 m. :ille# daa#

(13)

dio#on" men4adi lembaran a#au blok !an" lebih kecil3 un#uk ce#akan selan4u#n!a. 7n#uk

memben#uk bille#3 elle# PTFE di#uan"kan ke dalam ce#akan silinder s#ainless

s#eel.. 6e#akan diload ke hidrolik #ekan3 !an" meruakan sesua#u seer#i lemari besar !an"

dilen"kai den"an ram enimban". Ram #urun ke ba0ah ke dalam ce#akan dan memberikan

"a!a ada PTFE. PTFE molded dianaskan di o8en selama beberaa 4am3 samai secara

ber#aha mencaai suhu seki#ar -'  F %,'  6*. Ini adalah di a#as #i#ik leleh PTFE.

Par#ikel PTFE men!a#u dan kemudian ma#eri men4adi seer#i "el. =emudian secara

ber#aha PTFE didin"inkan. :ille# !an" sudah selesai daa# dikirim keada elan""an3 !an"

diroses lebih lan4u#.

/alah sa#u !an" alin" umum dan #erliha# en""unaan laisan PTFE adalah un#uk

anci dan 0a4an an#ilen"ke#. Panci a#au 0a4an harus dibua# dari aluminium a#au aduan

aluminium. Permukaan 0a4an harus disiakan secara khusus un#uk menerima PTFE.

Per#ama3 anci dicuci den"an de#er4en dan dibilas den"an air3 un#uk men"hilan"kan semua

min!ak. Lalu anci dicelukan ke dalam air han"a# asam klorida !an" dalam rosesn!a

!an" disebu# e#sa. =emudian anci dibilas den"an air dan dicelukan la"i dalam asam

ni#ra#. =emudian anic i#u dicuci la"i den"an air dan men!eluruh kemudian deionied kerin".

/ekaran" anci sia un#uk elaisan den"an PTFE disersi. Laisan cairan daa#

disemro#kan a#au dikuaskan. Laisan biasan!a di#erakan dalam samai beberaa

laisan3 laisan er#ama3 kedua3 ke#i"a dan se#erusn!a. /e#elah laisan er#ama

disemro#kan  dikuaskan3 anci dikerin"kan selama beberaa meni#3 dan biasan!a

dimasukkan ke dalam o8en kon8eksi. =emudian laisan beriku#n!a di#erakan3 #ana

eriode en"erin"an di an#ara keduan!a. /e#elah semua laisan di#erakan3 anci

dikerin"kan dalam o8en dan kemudian disin#er. /in#er adalah emanasan lamba# !an" 4u"a

di"unakan un#uk finishin" bille#. $adi biasan!a3 o8en memiliki dua ona. Pada ona er#ama3

anci dianaskan erlahanlahan ke suhu !an" akan men"uakan air di dalam laisan.

/e#elah air men"ua3 anci ber"erak ke ona !an" lebih anas3 !an" suhun!a seki#ar -'' 

F %)2  6* selama seki#ar lima meni#. =emudian #erben#uk "el3 "el ini !an" dinamakan

PTFE. =emudian anci dibiarkan din"in. /e#elah endin"inan3 anci #eflon sia un#uk

lan"kahlan"kah eraki#an akhir3 dan en"emasan dan en"iriman.

Pen"endalian kuali#as harus dilakukan baik ada fasili#as manufak#ur PTFE u#ama

dan di abrik en"olahan3 un#uk lebih lan4u# lan"kahlan"kah seer#i elaisan3

en"endalian kuali#as harus dilakukan. +alam fasili#as manufak#ur u#ama3 indus#ri harus

men"iku#i s#andar rosedur un#uk menen#ukan kemurnian bahan3 ke#ea#an #emera#ur3 dan

lainlain hin""a roduk akhir diu4i un#uk kesesuaian den"an s#andar.

7n#uk disersi PTFE3 8iskosi#as dan bobo# 4enis disersi diu4i. Pemeriksaan lainn!a

daa# dilakukan 4u"a. =arena #eflon adalah roduk bermerek da"an"3 rodusen !an" in"in

men""unakan nama merek un#uk ba"ian a#au roduk !an" dibua# den"an #eflon dan

den"an demikian en""unaan PTFE harus men"iku#i edoman en"endalian mu#u !an"

di#e#akan oleh +uPon#. +alam kasus manufak#ur erala#an masak an#i len"ke#3 misaln!a3

ara embua# erala#an masak mema#uhi +uPon# Pro"ram /er#ifikasi ;u#u3 !an"

(14)

men"haruskan memoni#or ke#ebalan laisan PTFE dan #emera#ur bakin"3 dan

melaksanakan #es adhesi beberaa kali dalam se#ia erubahan.

2. /IFAT FI/I=  =I;IA TEFLON

Teflon adalah bahan sin#e#ik !an" san"a# kua#3 umumn!a ber0ama u#ih. Teflon

memun!ai erforma !an" baik ada #emera#ur eks#rim3 #ahan ada #emera#ur 2)'6

dan #ahan #erhada anas samai kirakira 2'6. +i a#as 2'6 #eflon mulai melunak3 di

dalam ai akan meleleh dan suli# men4adi aran". Teflon 4u"a an#i radiasi 7l#ra iole# dan

#ahan se"ala cuaca3 dan an#i len"ke#.

:era# 4enisn!a kirakira 232 "cmI. Tahan #erhada ban!ak bahan kimia3

#ermasuk oone3 chlorine3 ace#ic acid3 ammonia3 sulfuric acid3 dan h!drochloric acid. /a#u (

sa#un!a bahan kimia !an" bisa merusak laisan #eflon adalah lelehan lo"am alkali.

Teflon #idak #ahan #erhada laru#an alkali hidroksida. $u"a kuran" #ahan #erhada

hidrokarbon !an" men"andun" khlor. Teflon di"unakan seba"ai bahan en!eka#3 misaln!a

un#uk ko#ak en!eka# %s#uffin" boH*3 cincin "eser %sifa# "eseran daa# dierbaiki den"an

ba"ianba"ian ala# dari #eflon menambahkan "raf# ke dalamn!a*. +i"unakan 4u"a un#uk

cincin ' a#au 'rin"3 un#uk "aske# konsen#rik den"an diberi bahan lunak %sebab #eflon #idak

be"i#u elas#is*3 ala#ala# !an" kecil3 ia3 slan" selubun" ia.

Panci berlais #eflon.

2. +A;PA= TEFLON :AGI =E/E5ATAN  ENIRON;ENT

5amir keban!akan oran" kini men"enal dan men""unakan se"ala macam ala#

daur !an" #elah dilaisi JTeflonJ. Laisan Teflon !an" #iis #ersebu# meruakan olimer

!an" men"andun" a#om fluor. :erka# ukuran a#om fluor dan sifa# elek#ronikn!a maka olimer

#ersebu# memiliki sifa# fisik is#ime0a lebih dari sekedar olimer keban!akan3 misaln!a da!a

(15)

#ahan #erhada anas3 sinar ul#ra8iole# mauun cuaca3 iner# #erhada asam dan basa ser#a

beberaa sifa# o#ik mauun elek#rik lainn!a.=i#a hidu dalam era olimer. :ahanbahan

olimer alam !an" se4ak dahulu #elah dikenal dan dimanfaa#kan3 seer#i kaas3 0ool3 dan

damar. Polimer sin#esis dikenal mulai #ahun 1&23 dan se#elah hio#esis makromolekul !an"

dikemukakan oleh /#audin"er mendaa# hadiah Nobel ada #ahun 1&3 #eknolo"i olimer

mulai berkemban" esa#. :eberaa con#oh olimer sin#esis !an" ada dalam kehiduan

seharihari3 an#ara lain sera#sera# #eks#il ol!es#er dan nilon3 las#ik olie#ilena un#uk bo#ol

susu3 kare# un#uk ban mobil dan las#ik oliure#ana un#uk 4an#un" bua#an.

Teflon memberikan sua#u laisan !an" baik un#uk 0a4an3 karena #eflon bersifa# #idak reak#if

dan makanan #idak akan len"ke# ada 0a4an. Teflon memiliki da!a #ahan kimia dan da!a

#ahan anas !an" #in""i. =eis#ime0aan #eflon adalah sifa#n!a !an" licin dan bahan lain #idak

meleka#

.

:erdasarkan hasil u4i commissioned b! En8ironmen#al Dorkin" Grou %EDG*3

Teflon3 roduk !an" diiklankan membua# hidu lebih mudah3 4u"a di"unakan dalam ben#uk

!an" berbeda un#uk men4a"a 0arna ermadani dan akaian. +uPon# men!ebu#n!a roduk

ini adalah #eman #erbaik ibu rumah #an""a. Teflon dan bahan kimia !an" di"unakan dalam

roduksi #elah berkemban" men4adi 7/ K 2 miliar er #ahun. Ini #ermasuk asam

erfluorooc#anoic %PFOA*3 !an" dikenal seba"ai 6-3 !an" #elah dihubun"kan den"an

kanker3 kerusakan or"an dan efek keseha#an lainn!a di #es di labora#orium ada he0an.

+alam dua samai lima meni# di s#o8e#o kon8ensional rise#3 ala# masak !" dilaisi den"an

#eflon ada suhu #in""i laisan #ersebu# daa# men4adi re#ak dan men"eluarkan ar#ikel dan

"as"as beracun !an" men"akiba#kan burun" ma#i dan #imbuln!a beberaa en!aki# !an"

#idak

dikenal

se#ia

#ahunn!a.

+alam #in4auann!a3 ini bisa 4adi #amakn!a seer#i salah sa#u !an" #erbesar dari kesalahan

indus#ri kimia !an" ernah dibua#3 ka#a $ane 5oulihan3 ice Presiden# un#uk eneli#ian di

lin"kun"an Dorkin" Grou3 sebuah or"anisasi ak#i8is. ;ereka sudah sedemikian besar

konsumen berba"ai roduk. $adi 4ika anda membeli akaian !an" dilaisi den"an #eflon a#au

!an" lain !an" melindun"i dari ko#oran dan noda3 !an" bahan kimia daa# men!era

lan"sun" melalui kuli#.  ;enuru# :adan Perlindun"an Lin"kun"an3 beberaa enemuan

kandun"an #er#in""i 6- bah0a kandun"an #er#in""i 6- di#emukan ada akaian anak(

anak.

+uPon# s#ud! menun4ukkan bah0a Teflon meleaskan "as beracun ada anas

seki#ar ))  F. Pada anas -'  F #eflon anas men"eluarkan sediki#n!a enam "as

beracun3 #ermasuk dua carcino"ens3 dua "lobal olusi3 dan ;FA kimia !an" dosis rendah

daa# mema#ikan manusia.

+uPon# men!a#akan bah0a mereka Teflon 6oa#in"s #idak memancarkan kimia

berbaha!a dalam en""unaan biasa a#au normal. /i"nifikan dekomosisi dari coa#in" akan

(16)

#er4adi 4ika melebihi suhu seki#ar ' dera4a# F %,)' de"rees 6*. 5al ini sendiri adalah suhu

di a#as normal memasak. +uPon# men"akui bah0a ua 4u"a bisa oran" 4a#uh saki#3 sebuah

kondisi !an" disebu# demam Jol!mer fumeM.

PFOA3 a#au amonium erfluorooc#anoic acid3 meruakan a# kimia u#ama dalam

embua#an #eflon seba"ai elais dalam ala# memasak. PFOA #idak han!a di"unakan dalam

membua# elais ala# memasak3 #ai 4u"a ban!ak di"unakan dalam indus#ri o#omo#if3

elek#ronik dan ersen4a#aan. 6on#ohn!a3 PFOA di"unakan un#uk membua# kabel3

power steering

3 rem mobil dan elumas

gear.

/aa# ini #eflon sedan" mendaa# erha#ian lebih dari kalan"an ilmu0an3 dan mereka

melakukan #es #erhada beberaa samel? beran" ( beran" sun"ai di di Ore"on3 beruan"

ku#ub di =anada3 dan dalam darah dari & anak anak !an" diu4i di 2, ne"ara ba"ian.

+uPon# seba"ai enci#a #eflon men"a#akan bah0a lebih dari ' #ahun en""unaan

#eflon3 #idak ada buk#i bah0a #eflon berbaha!a ba"i keseha#an makhuk hidu. J:ahan kimia

ini #idak memberikan efek aaun #erhada bina#an" !an" diberi makanan den"an dosis

PFOA !an" #in""i. Tai bina#an" memberi reson !an" berbeda den"an manusia3 dan #idak

ada buk#i bah0a bahan kimia ini berbaha!a ba"i keseha#an manusia.M3 +a8id :oo#he3

mana"er +uPon#.

Pada #ahun 2'') En8iromen#al Pro#ec#ion A"enc! %EPA*3 #elah melakukan rise#

#erhada da#a sains PFOA #erhada damakn!a ada keseha#an manusia. Pada #ahun !an"

sama media ban!ak melaorkan bah0a +uPon#3 embua# #eflon3 #idak memberikan

informasi !an" cuku men"enai kehadiran PFOA ada sumber air dan damakn!a ada ibu

hamil3 karena daa# menembus lasen#a dan menu4u 4anin.

Gas !an" dihasilkan oleh anci !an" dilaisi oleh #eflon memun!ai camuran !an"

komleks !an" berbeda ( beda komisin!a #erhada #emera#ur. Pada #emera#ur #er#en#u

"as !an" dihasilkan didominasi oleh sa#u a#au beberaa bahan kimia3 semen#ara bahan kimi

lainn!a han!a erdaa# dalam 4umlah !an" san"a# kecil. Akumulasi "as ini ada makanan

belom diu4i3 #ai beberaa 4enis "as !an" dihasilkan dikenal seba"ai "as !an" bersifa#

racun.

;eskiun PTFE sendiri adalah non#oksik3 namun roduk samin"an dalam

embua#ann!a men"hasilkan racun. Can" #ermasuk dalam racun adalah fluorida asam dan

karbon dioksida. Dila!ah ker4a dalam abrik embua#an #eflon sendiri harus cuku 8en#ilasi

un#uk mence"ah olusi #erhada "as ke#ika PTFE sedan" dianaskan3 a#au ke#ika

mendin"in se#elah di sin#er. +ok#er #elah mendokumen#asikan en!aki# #er#en#u !an" disebu#

asa demam olimer !an" dideri#a oleh eker4a !an" #elah men"hiru "as roduk

samin"an dari manufak#ur PTFE. Peker4a abrik harus 4u"a dilindun"i dari PTFE saa#

men"hiru debu PTFE.

:eberaa limbah !an" dici#akan selama roses manufak#ur daa# di"unakan

kembali %reuse*. =arena ada a0aln!a PTFE san"a# mahal un#uk diroduksi3 rodusen

memiliki insen#if !an" #in""i un#uk menemukan cara al#erna#if un#uk men""unakan bahan

memo. Limbah a#au samah !an" dihasilkan dalam roses manufak#ur daa# dibersihkan

(17)

dan dibua# men4adi bubuk halus. :ubuk ini daa# di"unakan un#uk ence#akan3 a#au seba"ai

adi#if elumas #er#en#u3 min!ak3 dan #in#a.

/e#elah di"unakan3 PTFE harus dikubur di #ema# embuan"an samah3 bukan

dibakar3 karena aabila dibakar ada suhu #in""i akan merilis hidro"en klorida dan a#a#

beracun lainn!a. /ua#u eneli#ian !an" dirilis ada #ahun 2''1 men!a#akan bah0a PTFE

4u"a #erde"radasi dalam lin"kun"an ke dalam sa#u subs#ansi !an" beracun un#uk #anaman

%Trifluoroace#a#e3 a#au TFA*. /emen#ara #in"ka#n!a samai saa# ini3 kadar #erurain!a TFA di

lin"kun"an rendah3 a# ber#ahan un#uk 0ak#u !an" lama. $adi TFA memun"kinan

men!ebabkan olusi dan men!ebabkan kekha0a#iran un#uk masa dean.

/e#elah melakukan u4i dan en"ambilan samel3 ilmu0an menemukan beberaa efek PFOA

dalam keseha#an?

1. +ari en"u4ian #erhada bina#an"

:ina#an" !an" di"unakan an#aran!a kelinci3 #ikus dan mon!e# !an" diberi dosis

PFOA !an" #in""i3 men"alami erubahan ben#uk 4an#un"3 en"uran"an bera# badan.

Pemberian PFOA den"an media udara men"akiba#kan bina#an" ercobaan men"alami

"an""uan ernafasan3 erubahan bera# 4an#un"3 en"uran"an bera# baan3 dan "an""uan

ma#a. 5al ini dalam 4an"ka 0ak#u an4an" men"akiba#kan kanker li8er3 dan ankreas ada

bina#an" u4i.

2. Pen"u4ian #erhada manusia

Pen"u4ian dilakukan #erhada eker4a di 7/A dan Eroa !an" ban!ak berhubun"an

den"an dosis PFOA !an" #in""i. Pada )''' samel en"u4ian #idak di#emukan hubun"an

an#ara kadar PFOA !an" #in""i den"an en!ebab kanker. Namun3 ada #ahun 1&-1

di#emukan dua buk#i dari eker4a !an" berin#eraksi den"an PFOA3 melahirkan anak !an"

caca# lahir.

;eruakan hal !an" san"a# miris ke#ika sebuah erusahaan besar #erus men"ambil

keun#un"an #ana memerhi#un"kan keselama#an konsumenn!a. Oleh karena i#u ki#a harus

berha#i ( ha#i #erhada en""unaan berba"ai bahan !an" men"andun" bahan kimia !an"

belum ki#a kenali. Lebih baik ki#a kembali ke alam3 hidu serasi den"an alam. $an"an #erlalu

erca!a #erhada bahan ( bahan kimia !an" dika#akan oleh rodusen memun!ai fun"si

!an" baik.

(18)

This is the html version of the file http://www.rjchase.com/ptfe_handbook.pdf .

Google automatically generates html versions of documents as we crawl the web.

Page 1

Properties Handbook

f

fluoropolymer resin

Teflon PTFE

®

Page 2

i

Page 3

ii

Page 4

1

Introduction

Teflon®is a registered trademark of the DuPont Company

for its fluoropolymer resins.Teflon®PTFE fluoropolymer

resins are part of the DuPont family of fluorine-based products that also includesTeflon®FEP andTeflon®

PFA fluoropolymer resins andTefzel®fluoropolymers.

These materials can be used to make a variety of articles having a combination of mechanical, electrical, chemical, temperature, and friction-resisting properties unmatched by articles made of any other material. Commercial use of these and other valuable properties combined in one material has establishedTeflon®resins as outstanding

(20)

military applications.Teflon®resins may also be

com-pounded with fillers or reinforcing agents to modify their performance in use.

The design and engineering data presented in this handbook are intended to assist the design engineer in determining where and howTeflon®resins may best be

used. It is recommended that the design engineer work closely with an experienced fabricator because the method of fabrication may markedly affect not only production costs, but also the properties of the finished article.

Typical Properties

Table 1lists physical property data relating to the

Teflon®PTFE resins. All properties presented in this

handbook should be considered as typical values and are not to be used for specification purposes. The age of this data varies greatly, ranging in origin from the 1950s to the 1990s.

Patents

A large number of existing patents relate to variousTeflon®

resins, but no attempt has been made in this publication to refer to any of these patents by number, title, or ownership. The descriptions of a process, an apparatus, a composition, or any article may fall within a claim of an existing patent, but we do not intend that such a description should induce anyone to infringe any existing patent. It is the responsi-bility of the prospective user of fluoropolymer resins to determine whether his/her use constitutes infringement or noninfringement of any patent.

Teflon®and Tefzel®are registered trademarks of DuPont.

Effects of Processing

Teflon®PTFE fluoropolymer resins are

tetrafluoro-ethylene polymers, usually fabricated into parts by cold-forming and sintering techniques.Teflon®PTFE resins

have a continuous service temperature of 260°_{C (500}°_F).

Much higher temperatures can be satisfactorily sustained for shorter exposures.

Various physical properties can be obtained with

Teflon®PTFE resins by varying the processing

tech-nique.Teflon®PTFE resins are versatile and can, within

limits, be “tailored” to provide fabricated parts with particular physical properties.

Processing can have more impact on the performance of parts made fromTeflon®PTFE than for those made from

other types of polymers. For example, preforming pressure, sintering time, cooling rate, void content, and crystallinity level can have a significant effect on certain end-use physical properties, such as tensile properties, permeability, and

dielectric strength.Table 2lists features ofTeflon®resins

that are relatively independent of fabrication conditions.

Table 2

Properties Relatively Independent of Fabrication Conditions

Chemical Properties

(21)

Nonsolubility

Long-term weatherability Nonadhesiveness Nonflammability Electrical Properties Low dielectric constant Low dissipation factor High arc-resistance High surface resistivity High volume resistivity Mechanical Properties Flexibility at low temperatures Low coefficient of friction Stability at high temperatures

Page 5

2 Table 1

Typical Properties of Teflon®PTFE Fluoropolymer Resins

ASTM Teflon®PTFE Property Method Unit Granular Resin Fine Powder Tensile Strength, 23°_{C (73}°_F) D4894/4895 MPa (psi) 31.0 (4,500) 20.7 min. (3,000 min.) Elongation, 23°_{C (73}°_F) D4894/4895 % 400 200 min.

MIT Flex, 2 kg load, 10 mil D2176

Did not break at 106cycles

Flex Modulus, 23°_{C (73}°_F) D790 MPa (psi) 345–620 275–620 (50,000–90,000) (40,000–90,000) Stretching Void Index D4895

— 15–200+

Impact Strength, Izod D256 J/m (ft⋅_lb/in) –40°_{C (–40}°_F) 80 (1.5) 133–267 (2.5–5) 21°_{C (70}°_F) 106 (2) — 24°_{C (75}°_F) 160 (3) — 77°_{C (170}°_F) >320 (>6)

(22)

— 204°_{C (400}°_F) No break No break Hardness, Durometer D2240 Shore D 55 50–65

Coefficient of Linear Thermal Expansion E228 mm/mm⋅ °_C 10 x 10–5 per°_{C (}°_{F), 23–60}°_{C (73–140}°_F) (in/in⋅ °_F) (7 x 10–5) —

Thermal Conductivity, 4.6 mm (0.18 in) D435a W/m⋅_K 0.25 (Btu⋅_in/h⋅_ft2⋅ °F) (1.7) — Specific Heat D4591 kJ/kg⋅_{K (Btu/lb}⋅ °_F) 20°_{C (68}°_F) 1.4 (0.33) 1.5 (0.35) 40°_{C (104}°_F) 1.2 (0.29) 1.2 (0.29) 150°_{C (302}°_F) 1.3 (0.31) 1.3 (0.31) 260°_{C (500}°_F) 1.5 (0.37) 1.4 (0.33)

Thermal Instability Index D4894/4895

50 max. 50 max.

Deformation Under Load, 23°_{C (73}°_F)

D621 % 3.4 MPa (500 psi) <0.5 <0.5 6.9 MPa (1000 psi) 2 2 14 MPa (2000 psi) 10 5

Heat Deflection Temperature D648 °_{C (}°_F) 450 kPa (66 psi) 73 (160) 140 (280) 1800 kPa (264 psi) 45 (115) 55 (130)

Dielectric Strength, Short Time, 2.03 mm (0.080 in) D149 kV/mm (V/mil)

(23)

24 (600) Surface Arc-Resistanceb D495 sec >300 >300 Volume Resistivity D257 ohm⋅_cm >1018 >1018 Surface Resistivity D257 ohm⋅_sq >1018 — Dielectric Constant, 60 to 2 x 109 Hz D150 2.1 2.1 Dissipation Factor, 60 to 2 x 109 Hz D150 <0.0001 — Water Absorption, 24 hr D570 % <0.01 <0.01 UL 94 Flame Ratingc 94 V-0 94 V-0 Resistance to Weathering Excellent Excellent

Static Coefficient of Friction Against Polished Steeld

0.05–0.08 — Specific Gravity D4894/4895 2.16 2.1–2.3

aThis standard is no longer in use. bDoes not track

cThese numerical flame spread ratings are not intended to reflect hazards presented by this or any other material under actual fire

conditions.

dVarious methods used

Page 6

3

Teflon®PTFE resins are fabricated to form parts by a

number of techniques, including ram extrusion, screw extrusion, compression molding, and paste extrusion with an extrusion aid. Although different, these tech-niques have three basic steps in common: cold forming, sintering, and cooling. These fabricating steps refer to operations that involve, respectively: compacting

molding powder to shape by pressing, bonding adjacent surfaces of particles by heating, and controlling crystal-linity content of the article by cooling.

Previous work has pointed out that about 15 mechanical properties plus several electrical and chemical properties

(24)

ofTeflon®PTFE resins are influenced by molding and

sintering conditions. Most notably affected are flex life, permeability, stiffness, resiliency, and impact strength. The five basic factors that influence these end-product properties are:

•Presence of Macroscopic Flaws—Internal bubbles, tears, foreign impurities, shear planes, or poor charge-to-charge bonds.

•Extent of Microporosity—Number and size of microscopically visible voids created by imperfect particle fusion.

•Percent Crystallinity—A percentage based on the weight fraction of a sample consisting of polymer chains fitted in a close-packed, ordered arrangement. •Molecular Weight—A measure of the average length of polymer chains.

•Degree of Orientation—A measure of the extent of alignment of polymer chains in a given direction.

While, ideally, a quality control system should be based on direct measurements of these basic factors, simple and direct measuring methods suitable for routine use are not usually available. Instead, a number of highly sensitive, indirect tests have been devised. They are based on measurement ofdielectric strength, tensile strength, ultimate elongation, specific gravity, and heat of fusion. Simple, applicable to a variety of shapes, reproducible, and sensitive, the tests and their relation to the five basic quality factors are explained in the following text.

Dielectric Strength

Dielectric strength is a function of the degree of microporosity.Table 3 shows that it correlates well with size and number of microvoids visible with a microscope. On the other hand, dielectric strength is independent of molecular weight and crystallinity.

Table 3

Teflon®PTFE Granular Resin: Relation of

Dielectric Strength to Degree of Microporosity

Appearance of Dielectric Cross Section Strength, Sample in Microscope V/mil* A No visible voids at 100x magnification 760 B

Scattered 0.001-in voids between particles 575

C

Scattered 0.005-in voids 445

(25)

Numerous 0.005-in voids 250

*1/16-in sheets immersed in A-80 transformer oil per ASTM D149

Tensile Strength and

Ultimate Elongation

Tensile strength and ultimate elongation depend to some degree on all five quality factors.Table 4, for example, points out the effect of microvoids on the samples described inTable 3. Limited data indicate that this

reduction of tensile properties by microvoids is influenced to some extent by crystallinity. While definite evidence indicates that tensile strength falls with rise of percent crystallinity, ultimate elongation increases at first, and then drops. Microvoids have their greatest effect in low-crystallinity products.

Table 4

Teflon®PTFE Granular Resin:

Effect of Microporosity on Tensile Strength and Elongation Tensile Extent of Strength, Ultimate Sample* Microporosity MPa (psi) Elongation, % A Negligible 24.8 (3,600) 390 B Slight 17.4 (2,520) 350 C Moderate 13.9 (2,020) 300 D Severe 12.4 (1,800) 170

*Free-cooled 1/16-in specimens with relative crystallinity of 65–68% tested by ASTM D4894/4895

Degree of orientation also affects tensile properties. In general, tensile strength is greater in the direction of orientation, but ultimate elongation is lower.

While all flaws can reduce tensile strength to some degree, imperfect fusion between successive charges during extrusion of rod and heavy-wall tubing are probably the defects of most common concern.

Page 7

4

Specific Gravity

Specific gravity can be readily measured by water-displacement and gradient-tube techniques, such as