Misforståelser og interessante fakta om teflon

På trods af vedholdende påstande om det modsatte, opstod teflon ikke som et biprodukt af et rumprogram. „Teflon“ er et varemærke for polytetrafluorethylen (PTFE) eller en fluorpolymerharpiks. Teflon blev opdaget helt tilfældigt af Dr. Roy Plunkett i 1938. Den kom i kommerciel handel i 1946.

Polytetrafluorethylen, eller fluorplast-4, bedre kendt under varemærket „Teflon“, er et polymer af tetrafluorethylen (PTFE), en plasttype med sjældne fysiske og kemiske egenskaber, der er bredt anvendt i både teknik og husholdning.

Ordet „Teflon“ er et registreret varemærke tilhørende den amerikanske kemivirksomhed Chemours, som er et spin-off af koncernen DuPont.

I april 1938 eksperimenterede den 27-årige kemiker Roy Plunkett fra firmaet „Kinetic Chemicals“ med gasser, der tilhører gruppen af kølemidler (som freon), og opdagede, at en prøve, der var efterladt i kulden natten over, var blevet til et voksagtigt, hvidligt fast stof med meget interessante egenskaber. Ikke nok med at materialet havde en usædvanligt glat overflade, det viste sig også at være ekstremt modstandsdygtigt over for næsten alle kemikalier og opløsningsmidler, herunder stærkt ætsende syrer.

I 1941 fik Kinetic Chemicals tildelt patent på teflon, og i 1949 blev virksomheden en afdeling af den amerikanske virksomhed „DuPont“. Den nye opdagelse fik hurtigt praktisk anvendelse: først i „Manhattan-projektet“ (kodenavn for udviklingen af atomvåben i 1942–1946), og senere til køkkenudstyr.

Ingen har hidtil været i stand til at angive kilden til myten om „rumforskningen“ – bortset fra det faktum, at Apollo-rumprogrammet i høj grad var afhængigt af teflon, der blev brugt til isolering af kabler.

En anden misforståelse om teflon er myten om, at teflonbelagte projektiler bedre gennemborer skudsikre veste end andre projektiler. I virkeligheden er teflonbelægningens formål at reducere slitage på våbnets indre løb og har intet at gøre med projektilernes effektivitet.

Teflon har faktisk den laveste friktionskoefficient blandt kendte faste materialer – og derfor fungerer det så godt som en non-stick belægning på stegepander.

Men hvis teflon er så glat, hvordan får man det til at hæfte på en pande? Processen kræver en forudgående sandblæsning, hvilket skaber små ridser på pandens overflade. Derefter påføres et tyndt lag flydende teflon, som tørres ved høje temperaturer. Når teflonen hærder, danner den en fast binding. Efterfølgende påføres en speciel forsegler, og belægningen udsættes for endnu en varmebehandling.

Dernæst vil vi se nærmere på, hvilke anvendelsesområder teflon har i menneskets dagligdag, og hvor sikkert det er for vores helbred.

Hvor bruges teflon ellers?

Teflon er et hvidt, gennemsigtigt stof i tynde lag, der ligner paraffin eller polyethylen. Det har høj varme- og kuldebestandighed, forbliver fleksibelt og elastisk ved temperaturer fra −70 til +270 °C og er et fremragende isoleringsmateriale. Teflon har meget lav overfladespænding og adhæsion og bliver ikke vådt af vand, fedtstoffer eller de fleste organiske opløsningsmidler.

Fluorplast er et blødt og flydende materiale, hvilket begrænser dets anvendelse i belastede konstruktioner. Det har meget lav adhæsion (klæbeevne). DuPont angiver smeltepunktet for forskellige typer teflon til mellem 260 °C og 327 °C.

Teflon anvendes i den kemiske, elektrotekniske og fødevareindustrien, til fremstilling af membrantøj, i medicin, i transportmidler og til militære formål, primært som en belægning. Fluorpolymerer er især kendt for deres omfattende anvendelse i produktionen af køkkengrej med non-stick belægning. Lad os tage et kig på de vigtigste anvendelsesområder for dette unikke materiale.

1. Fødevareindustrien og husholdningen

Takket være sin lave adhæsion, modstandsdygtighed over for væsker og varmebestandighed anvendes teflon i vid udstrækning som non-stick belægning til ekstruderingsforme og bageforme samt stegepander og gryder.

Teflon anvendes også i fremstillingen af andre husholdningsapparater. En ultratynd teflonbelægning påføres barberbladene, hvilket forlænger deres levetid betydeligt og gør barberingen lettere.

Pleje af køkkengrej med teflonbelægning

Teflonbelægning er ikke særlig slidstærk, så når du laver mad i sådanne gryder og pander, bør du kun bruge bløde redskaber — træ, plast eller plastikbelagte køkkenredskaber (spatler, suppeskeer osv.). Køkkengrej med teflonbelægning skal vaskes i varmt vand med en blød svamp og et flydende rengøringsmiddel uden brug af slibende svampe eller rengøringsmidler. Undgå også overophedning af belægningen over 415 °C og stegning ved høj varme.

Den interessante historie om mærket Tefal

I 1954 opdagede den franske ingeniør Marc Grégoire en metode til at påføre polytetrafluorethylen (teflon) på aluminium. Dermed blev den første pande med non-stick belægning opfundet. To år senere, i 1956, blev virksomheden Tefal grundlagt i Sarcelles, Frankrig.

Ved udgangen af 1956 producerede den nye fabrik 100 pander om dagen. Opfindelsen blev solgt med sloganet „Tefal-panden – den første pande, der virkelig ikke brænder fast“. I 1961 nåede efterspørgslen efter Tefal-pander 1 million enheder om måneden.

I 1968 blev Tefal den førende producent af køkkengrej i Frankrig med en omsætning på 49 millioner franc. Samme år indgik den franske husholdningsapparatkoncern Groupe SEB en aftale om at opkøbe Tefal. Gennem sin historie har SEB kontinuerligt udvidet Tefal-sortimentet med nye teknologier og husholdningsapparater.

I 2009 producerede Tefal sin milliarde pande.

2. Industri og teknologi

I forskellige industrisektorer har fibre fremstillet af polytetrafluorethylen (teflon) fundet bred anvendelse som højtemperaturfilterposer, forskellige typer varmebestandige pakninger, tråde til tekstilmaterialer samt i bilindustrien, industrielle filtre til generelle formål, dele til ventiler og regulatorer, omrørere og pumper samt udstyr til filtrering og separation.

Inden for luftfart anvendes teflon eksempelvis til fremstilling af fleksible metal-plastiske hydraulikslanger, som arbejder under højt tryk (over 200 kgf/cm²) og ved høje temperaturer af arbejdsvæsken.

Fluorplast af mærket F-4 kan anvendes til fremstilling af: destillationskolonner, pumper, rør, ventiler, bælge, flisebelægninger, pakningsmaterialer. Som et dielektrikum bruges polytetrafluorethylen succesfuldt i høj- og ultrahøjfrekvente teknologier. Valset fluorplastfilm anvendes til fremstilling af høj-kvalitets kabler, ledninger, kondensatorer samt til isolering af spoler og riller i elektriske maskiner. Som et konstruktionsmateriale anvendes polytetrafluorethylen i produktionen af forskellige maskindele. Især er teflon meget brugt i fremstillingen af lejer, der fungerer uden smøremiddel, med en begrænset mængde smøring eller i et korrosivt miljø.

Takket være sin kemiske inerti, hydrofobicitet (kontaktvinkel på 108±2°), oleofobicitet og flydeevne er teflon meget udbredt til tætning af gevind- og flangesamlinger (FUM-tape eller teflon-tape).

Teflonbaserede selvklæbende bånd er yderst populære på grund af deres fremragende egenskaber og anvendes ofte i tekstil- og fødevareindustrien samt i hverdagen. Disse kan omfatte: teflontape, teflonbånd til vakuumpakkere, glasfiber med teflonbelægning, teflonbånd til forseglingsudstyr, selvklæbende teflonbånd osv.

Smøremiddel

Fluorplast-4 (teflon) er et fremragende antifriktionsmateriale med den laveste kendte glidningsfriktionskoefficient blandt konstruktionsmaterialer (endda lavere end smeltende is). På grund af sin blødhed og flydeevne anvendes massive glidelejer af fluorplast sjældent. I højbelastede samlinger anvendes metal-fluorplast-lejeindsatser og metal-fluorplast-støttebånd. Sådanne glidende elementer kan modstå titusinder af kilogram pr. kvadratmillimeter og består af en metalbase med en påført teflonbelægning.

Teflon anvendes også som et antifriktionsadditiv (fast smøremiddel), der forbedrer glideegenskaberne hos basale polymerer såsom polyetheretherketon (PEEK) eller polyphenylensulfid (PPS), hvilket resulterer i en „leje“-komposition med høj styrke, slidstyrke, kryberesistens og fremragende antifriktions-egenskaber.

Der findes også smøremidler med ultrafint dispergeret fluorplast i deres sammensætning. Disse adskiller sig ved, at fyldstoffet, der sætter sig på de gnidende metaloverflader, i nogle tilfælde kan gøre det muligt for mekanismer at fungere i en vis periode, selv når smøresystemet er helt ude af drift, udelukkende takket være teflons antifriktions-egenskaber.

Elektronik

Teflon anvendes i vid udstrækning inden for højfrekvensteknologi, da det, i modsætning til lignende materialer som polyethylen eller polypropylen, har en meget stabil dielektrisk konstant ved temperaturændringer, høj gennembrudsspænding og ekstremt lave dielektriske tab. Disse egenskaber, sammen med varmebestandighed, gør det til et ideelt isoleringsmateriale til ledninger, især højspændingsledninger, diverse elektriske komponenter, fremstilling af høj-kvalitets kondensatorer og printplader.

Inden for specialiseret elektronik bruges ledninger med fluorplast-isolering bredt, da de er modstandsdygtige over for aggressive miljøer og høje temperaturer – som f.eks. MGTW- og MS-ledninger. Ledninger med teflonisolering kan ikke smeltes med en loddekolbe. En ulempe ved fluorplast er dog dens høje kolde flydeevne: hvis en ledning med teflonisolering holdes under mekanisk belastning (f.eks. hvis en møbelfod hviler på den), kan isoleringen over tid deformeres og blotlægge lederen.

3. Medicin

Takket være sin biologiske kompatibilitet med menneskekroppen anvendes teflon med succes til fremstilling af implantater til hjerte-kar-kirurgi, generel kirurgi, tandpleje og oftalmologi. Polytetrafluorethylen anses for at være det mest egnede materiale til fremstilling af kunstige blodkar og pacemakere.

Inden for tandpleje bruges ikke-resorberbare membraner af teflon, med eller uden titaniumramme, i metoder til styret knogle-regeneration (GBR). Der findes også suturmateriale fremstillet af PTFE.

I 2011 blev teflon for første gang anvendt til rekonstruktion af beskadigede næseskillevægge og vægge i bihuler i stedet for titaniumgitre. Efter 12–15 måneder opløses implantatet fuldstændigt og erstattes af patientens eget væv.

4. Beklædning

I produktionen af moderne højteknologisk tøj anvendes membranmaterialer baseret på ekspanderet polytetrafluorethylen.

Ved fysisk deformation af teflon opnås en tynd porøs film, som påføres tekstiler og anvendes til syning af tøj. Membranmaterialer kan, afhængigt af fremstillingsmetoden, have både vindbeskyttende og vandafvisende egenskaber, mens den regulerede porestørrelse i membranen af polytetrafluorethylen gør det muligt for materialet effektivt at lade menneskekroppens fordampning passere.

Der findes også teflonmembranmaterialer på tekstilbasis, der tillader luftgennemtrængning, men blokerer for vind.

Teflon anvendes også i produktionen af tæpper, paraplyer, regnfrakker, jakker, bolde og mange andre produkter.

5. Andre produkter, hvor teflon anvendes i produktionen

• varmelamper
• transportable varmeapparater (elektriske varmetæpper)
• strygejernsplader
• betræk til strygebrætter
• komfurelementer
• bageplader
• elektriske grille
• popcornmaskiner
• kaffekander
• kageruller (med non-stick belægning)
• brødbagemaskiner
• bakker til grillspyd eller riste
• isforme
• toiletter med teflonbelægning
• kedler
• proptrækkere
• overflader på komfurer
• køkkenudstyr
• gryder og stegepander
• woks (kinesiske gryder til stegning af grøntsager og kød)
• bageforme
• sandwichpresser
• vaffeljern
• optiske kryostater
• barberblade
• indre belægning af tankskyts
• elektroraketmotorer
• tætninger til hængslede mekanismer
• maling og lakmaterialer

Hvordan påvirker teflon menneskekroppen?

Den mulige negative påvirkning af polytetrafluorethylen på menneskers sundhed har i mange år været genstand for modstridende meninger. I sig selv er polymeren meget stabil og inaktiv under normale forhold. Polytetrafluorethylen reagerer ikke med mad, vand eller husholdningskemikalier.

Ved indtagelse er polytetrafluorethylen ufarligt. Verdenssundhedsorganisationen (WHO) bad den Internationale Kræftforskningsorganisation om at udføre et forsøg på rotter. Forsøget viste, at ved et indtag på op til 25 % polytetrafluorethylen i fødevarer havde det ingen effekt. Denne undersøgelse blev udført i 1960'erne og gentaget i 1980'erne på en almindelig rottepopulation, der dagligt indtog PTFE i en mængde svarende til 25 % af deres samlede fødeindtag.

Undersøgelser foretaget af franske eksperter, offentliggjort i tidsskriftet „60 Millions de Consommateurs“, bekræfter sikkerheden ved non-stick belægning. Det franske tidsskrift rapporterede, at testene beviste, at stegepanderne var fuldstændigt sikre. Alle testprøver bestod testen efter tusindvis af slibninger af overfladerne med et slibemateriale i to testcyklusser.

Teflon er hovedsageligt biologisk farligt i to tilfælde: under produktionen og ved overophedning af det færdige polymerprodukt (ved temperaturer over 200 °C).

Ved overophedning af fluorplast nedbrydes materialet termisk, hvilket resulterer i frigivelse af giftige stoffer.

Industriel forurening

Den primære biologiske risikokilde ved produktionen af fluorpolymerer er perfluoroktansyre (PFOA), også kendt som „C8“. Denne forbindelse blev brugt i produktionen af teflon i USA siden 1950'erne. De første oplysninger om sundhedspåvirkning blev registreret på fabrikkerne 3M og DuPont i 1960'erne. I 1980'erne begyndte videnskabelige grupper at studere de biologiske effekter. I slutningen af 1990'erne blev problemet anerkendt af de amerikanske tilsynsmyndigheder, hvilket førte til regulering af maksimale koncentrationer af dette stof. Produktionsprocesserne i USA blev ændret med henblik på fuldstændig eliminering af C8. Der blev iværksat omfattende kampagner for at overvåge PFOA-koncentrationer og afklare deres sundhedsmæssige virkninger.

Interessant fakta

Virksomheden DuPont blev sagsøgt (hvilket blev skildret i filmen „Dark Waters“, 2019) for hundredvis af millioner dollars af sine egne medarbejdere og lokale beboere på grund af sundhedsskader og fortielse af produktionsrisici. I mange år kæmpede virksomhedens advokat Robert Bilott, som afslørede forbindelsen mellem en række mystiske dødsfald og et stort antal sygdomstilfælde i en lille by og kemivirksomheden DuPont. Han sagsøgte producenten for forurening af vand i området omkring Parkersburg med PFOA, hvis niveauer på det tidspunkt ikke var reguleret ved lov.

I 2006 accepterede DuPont, som på det tidspunkt var den eneste producent af PFOA i USA, at fjerne de resterende mængder af stoffet fra sine produktionsfaciliteter inden 2015. Ifølge virksomhedens officielle oplysninger har DuPont siden januar 2012 ikke brugt PFOA i produktionen af køkkengrej og bageforme.

Uafhængige europæiske undersøgelser har vist, at non-stick belægninger ikke indeholder PFOA i mængder, der overstiger sikre grænseværdier. Det kinesiske akademi for kvalitetskontrol, inspektion og karantæne (GAQSIQ) samt Teknologisk Institut i Danmark bekræfter, at der ikke er påvist nogen påvirkning fra PFOA i køkkengrej.

Termisk nedbrydning af teflon

De første tegn på nedbrydning (pyrolyse) af teflon observeres ved en temperatur på 200 °C. Dog foregår denne proces relativt langsomt op til 420 °C. Men ved temperaturer over 380 °C dannes perfluorisobutylen, en ekstremt giftig gas, der er omkring 10 gange mere giftig end fosgen, samt andre pyrolyseprodukter.

Forsøg viser, at de termiske nedbrydningsprodukter fra teflon ved temperaturer over 350 °C forårsager symptomer på forgiftning, som ligner støberifeber – en tilstand, der også er kendt som „teflonfeber“.

For mere information om sådanne eksperimenter og de potentielle farer ved overophedning af teflon, se videoen i slutningen af denne artikel.

Konklusion

Da den massive frigivelse af giftige stoffer fra teflon begynder ved temperaturer over 450 °C, anses køkkengrej med non-stick belægning for at være sikkert, da sådanne temperaturer ikke kan opnås under normal brug.

Det bør dog bemærkes, at producenter kun anser opvarmning med vand eller olie i panden som normal brug. Vand forhindrer overophedning af teflon, og dets fulde fordampning er en advarsel om betydelig opvarmning af køkkengrejet. Fødevareolier nedbrydes ved temperaturer på op til 200 °C og afgiver røg, hvilket gør det lettere at identificere overophedning.

Opvarmning af en tør pande på en kogeplade betragtes som unormal brug, og i sådanne tilfælde kan pyrolysetemperaturen for teflon let nås. For at lette brugen er nogle modeller af teflonpander udstyret med indbyggede visuelle temperaturindikatorer.

Så husk at bruge teflonpander korrekt!

Faren ved nedbrydningsprodukter fra teflon for fugle

Den særlige opbygning af fugles åndedrætssystem gør dem ekstremt følsomme over for giftige stoffer i miljøet. Det er fastslået, at selv minimale mængder perfluoroktansyre, der indåndes, kan skade fuglenes åndedrætssystem og føre til død inden for en vis tidsramme (fra få minutter til flere timer).

Små fugle er mere følsomme over for giftige stoffer, og selv et par sekunders indånding af teflondampe kan føre til død inden for de næste 24 timer. Der er mange rapporter om tamfugles (såsom papegøjer) død som følge af teflonpander, der er blevet overophedet efter at være efterladt uden opsyn.

Interessante fakta om teflon

Er teflonpander farlige?