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PTFE的“前世今生”
返回列表 来源: 发布日期: 2020-03-20
跟许多动人的故事一样,一切源自于一场意外。

1938年,杜邦公司的化学家罗伊·J·普朗科特 (Roy J. Plunkett)发现储存在高压钢瓶中的四氟乙烯气体没办法全部倒出来,会残留一部分固体物质在瓶底。经过系统的研究之后,Plunkett发现四氟乙烯是在气瓶中自发地转化为了一种高分子,也就是现在被广泛使用的聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)。经过一系列的条件优化,改进实验工艺,两年之后的1941年,杜邦公司成功获批了PTFE的专利,并将其注册为商品名“Teflon”(中文译作“特氟龙”)。

PTFE为杜邦公司带来了巨大的收益。作为一类特种高分子材料,PTFE提供了极高的化学稳定性、耐高温性、耐强酸强碱性和抗各种溶剂等优势,使得其在最近数十年逐渐占领了科学家们的实验室。

上海恩生科技有限公司生产的PTFE搅拌浆(316L不锈钢外裹聚四氟乙烯),就是PTFE在实验室中最重要的“化身”之一。除此之外,反应釜的密封、各类活塞等许多装置都由PTFE制造。PTFE表面的不粘特性使得这些实验器具极易被清洗,以便随时被用于下一个实验当中,这一优点自然得到了广大一线实验人员的推崇。尽管各种性能表现得十分稳定,PTFE依然会在使用中被强酸、强碱、强氧化性等体系所缓慢破坏,使得表面发生颜色的改变,逐渐产生裂痕和损伤,破损的搅拌桨也许会给实验带来不利影响。

纵观一根PTFE搅拌桨的一生,它可能经历过各种各样的反应体系,而这其中也许有遇到具有催化活性的物质被吸附进搅拌浆表面的裂缝,导致很难被传统方法清洗干净。这些具有催化活性的物质会把搅拌浆转化为一根有催化性能的搅拌浆,从而在后续的使用中“持久而高效地”催化反应进行,并产生与预期不符甚或超出预期的实验结果。

如何应对这一问题?恐怕需要付出不少的努力。且不可说这是一场“搅拌桨危机”。毕竟PTFE的性能稳定、价格低廉、耐酸耐碱等等优点早在八十年前就已经获得大众认可,如今仍在世界各个领域得到广泛应用。每一种化学物质都有它存在的价值。破损的搅拌浆也许正在影响着各位的研究,但为了克服搅拌浆带来的困扰,正好可以发展新的实验策略和材料构建体系,使困境转化为新的出路。是试着去找到替代PTFE的材料?亦或是开发一种新型的表面清洗技术?我想,这些问题才是应该去思考的。

公司安装工程师的反映,所见到的部分实验室内的反应釜搅拌桨,有明显的轻微裂痕与发黄、发黑现象,也许是清洗频率低,亦或是在强碱强酸情况下使用时间过长使得表面降解影响了性能,所以,在这种工作环境下,定期更换搅拌桨就变得重要了。
 

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