Missverständnisse und interessante Fakten über Teflon

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Trotz hartnäckiger gegenteiliger Behauptungen ist Teflon nicht als Nebenprodukt des Raumfahrtprogramms entstanden. Teflon ist ein Markenname für Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Fluorpolymerharz. Teflon wurde 1938 völlig zufällig von Dr. Roy Plunkett entdeckt. 1946 ging es in den Handel.

Polytetrafluorethylen, oder auch Fluorkunststoff-4, besser bekannt unter dem Markennamen „Teflon“, ist ein Polymer aus Tetrafluorethylen (PTFE), einem Kunststoff mit seltenen physikalischen und chemischen Eigenschaften und in Technik und Alltag weit verbreitet.

Das Wort „Teflon“ ist ein eingetragenes Warenzeichen des amerikanischen Chemieunternehmens Chemours, einem Spin-off-Unternehmen der DuPont Corporation.

Im April 1938 entdeckte der 27-jährige Chemiker Roy Plunkett von Kinetic Chemicals bei Experimenten mit Gasen aus der Gruppe der Kältemittel (wie Freon), dass sich eine Probe, die unter dem Einfluss von Kälte gelassen wurde, über Nacht in einen weißlichen, wachsartigen Feststoff verwandelte einige interessante Eigenschaften. Das Material hatte nicht nur eine ungewöhnlich glatte Oberfläche, sondern erwies sich auch als bemerkenswert widerstandsfähig gegenüber praktisch allen Chemikalien und Lösungsmitteln, einschließlich stark korrosiver Säuren.

1941 erhielt Kinetic Chemicals ein Patent für Teflon und wurde 1949 zu einer Abteilung des amerikanischen Unternehmens DuPont. Die neue Entdeckung wurde schnell in die Praxis umgesetzt, zuerst im Manhattan-Projekt (der Codename für das Atomwaffenprogramm von 1942-1946) und dann in Küchenutensilien.

Bis heute konnte niemand den Ursprung des „Kosmonautik“-Mythos genau bestimmen, außer vielleicht, dass das Apollo-Weltraumprogramm stark von Teflon für die Kabelisolierung abhing.

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Andere Missverständnisse über Teflon beinhalten den Mythos, dass teflonbeschichtete Geschosse Körperpanzer viel besser durchdringen als alle anderen Geschosse. Tatsächlich besteht der Zweck der Teflonbeschichtung darin, den Verschleiß an der Innenfläche des Waffenrohrs zu verringern, was nichts mit der Wirksamkeit des Geschosses selbst zu tun hat.

Teflon hat tatsächlich den niedrigsten Reibungskoeffizienten aller bekannten harten Materialien, weshalb es sich so gut als Antihaftbeschichtung für Küchenpfannen eignet.

Aber wenn Teflon so rutschig ist, wie hält es dann an der Pfanne fest? Der Prozess erfordert ein vorheriges Sandstrahlen, wodurch sich viele kleine Kratzer auf der Oberfläche der Pfanne bilden, auf die flüssiges Teflon in einer dünnen Schicht aufgesprüht wird. All dies wird unter dem Einfluss hoher Temperaturen getrocknet, Teflon härtet aus und greift sicher. Dann wird es mit einer speziellen Versiegelung beschichtet und einer wiederholten Wärmebehandlung unterzogen.

Als nächstes werden wir im Detail betrachten, in welchen Bereichen der menschlichen Tätigkeit Teflon verwendet wird und wie sicher es für unsere Gesundheit ist.

Missverständnisse und interessante Fakten über Teflon

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Wo wird Teflon noch verwendet?

Teflon ist eine weiße, transparente Substanz in einer dünnen Schicht, die im Aussehen Paraffin oder Polyethylen ähnelt. Es hat eine hohe Hitze- und Frostbeständigkeit, bleibt bei Temperaturen von -70 bis +270 °C flexibel und elastisch, ein hervorragendes Isoliermaterial. Teflon hat eine sehr geringe Oberflächenspannung und Adhäsion und wird von Wasser, Fetten oder den meisten organischen Lösungsmitteln nicht benetzt.

Fluorkunststoff ist ein weiches und flüssiges Material, daher hat es eine begrenzte Verwendung in belasteten Strukturen. Es hat eine sehr geringe Haftung (Klebrigkeit). DuPont listet den Schmelzpunkt für verschiedene Teflonarten von 260 °C bis 327 °C auf.

Teflon wird in der Chemie-, Elektro- und Lebensmittelindustrie, zur Herstellung von Membranbekleidung, in der Medizin, in Fahrzeugen, für militärische Zwecke, hauptsächlich als Beschichtung verwendet. Fluorpolymere sind vor allem für ihre weit verbreitete Verwendung in Antihaft-Kochgeschirr bekannt. Schauen wir uns also die Hauptanwendungen dieser einzigartigen Substanz an.

 

1. Lebensmittelindustrie und Leben

Aufgrund seiner geringen Haftung, Nichtbenetzung und Hitzebeständigkeit wird Teflon in Form einer Antihaftbeschichtung häufig zur Herstellung von Extrusionsformen und Backformen sowie Bratpfannen und Töpfen verwendet.

Teflon wird auch bei der Herstellung anderer Haushaltsgeräte verwendet. Auf Rasierklingen wird eine Teflonbeschichtung in Form des dünnsten Films aufgebracht, was ihre Lebensdauer erheblich verlängert und die Rasur erleichtert.

 

Teflonbeschichtete Kochgeschirrpflege

Die Teflonbeschichtung hat keine große Festigkeit, daher sollten beim Kochen in solchen Gerichten nur weiche – Holz-, Kunststoff- oder kunststoffbeschichtete – Zubehörteile (Schaufeln, Kellen usw.) verwendet werden. Teflonbeschichtetes Geschirr sollte in warmem Wasser mit einem weichen Schwamm unter Zusatz von Flüssigwaschmittel ohne Verwendung von Scheuerschwämmen oder Reinigungspasten gewaschen werden und eine Überhitzung bis 415 °C und Braten bei starker Hitze vermeiden.

 

Interessante Geschichte der Marke Tefal

1954 entdeckte der französische Ingenieur Marc Gregoire ein Verfahren zum Auftragen von Polytetrafluorethylen (Teflon) auf Aluminium. So wurde die erste Antihaftpfanne erfunden. Zwei Jahre später, 2, wurde Tefal in Sarcelles (Frankreich) gegründet.

Ende 1956 stellte die neue Anlage 100 Pfannen pro Tag her. Die Erfindung wurde unter dem Slogan „TEFAL Bratpfanne – die erste Bratpfanne, die wirklich nicht anbrennt“ verkauft. Bis 1961 erreichte die Nachfrage nach Tefal-Pfannen 1 Million Einheiten pro Monat.

1968 wurde Tefal mit einem Umsatz von 49 Millionen Franken Frankreichs führender Kochgeschirrhersteller. Und im selben Jahr schließt die französische Unternehmensgruppe zur Herstellung von Haushaltsgeräten Groupe SEB einen Deal zur Übernahme von Tefal ab. Im Laufe seiner Geschichte hat SEB die Produktpalette der Marke Tefal um neue Technologien und Geräte für den Haushalt erweitert.

2009 produzierte Tefal seine einmilliardste Bratpfanne.

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2. Industrie und Technik

In verschiedenen Industriezweigen haben aus Polytetrafluorethylen (Teflon) gewonnene Fasern eine breite Anwendung als Hochtemperatur-Taschenfilter, verschiedene Arten von hitzebeständigen Dichtungen, Fäden für Textilgewebe sowie in der Automobilausrüstung, Allzweck-Industriefilter, Elemente von Absperr- und Regelventile, Rührwerke und Pumpen, Filter- und Separationsgeräte.

In der Luftfahrt wird Teflon beispielsweise zur Herstellung flexibler Metall-Kunststoff-Rohrleitungen für Hydrauliksysteme verwendet, die unter hohem Druck (mehr als 200 kgf / cm²) und mit einer hohen Temperatur des Arbeitsmediums arbeiten.

Fluoroplast der Marke F-4 kann verwendet werden zur Herstellung von: Destillationskolonnen, Pumpen, Rohren, Ventilen, Faltenbälgen, Verkleidungsplatten, Stopfbuchspackungen. Als Dielektrikum wird Polytetrafluorethylen erfolgreich in der Hoch- und Höchstfrequenztechnik eingesetzt. Gerollte Fluorkunststofffolie wird bei der Herstellung von hochwertigen Kabeln, Drähten, Kondensatoren, zum Isolieren von Spulen, Rillen von elektrischen Maschinen verwendet. Als Konstruktionsmaterial wird Polytetrafluorethylen bei der Herstellung verschiedener Maschinenteile verwendet. Teflon wird besonders häufig bei der Herstellung von Lagern verwendet, die ohne Schmiermittel, mit einer begrenzten Menge an Schmiermittel und in Gegenwart einer korrosiven Umgebung arbeiten.

Aufgrund seiner chemischen Trägheit, Hydrophobizität (Leckkontaktwinkel 108 ± 2°), Oleophobie und Fließfähigkeit wird Teflon häufig zum Abdichten von Gewinde- und Flanschverbindungen (FUM-Band oder Teflonband) verwendet.

Teflon-Klebebänder sind aufgrund ihrer Qualitätseigenschaften sehr beliebt und werden häufig in der Textil- und Lebensmittelindustrie sowie im menschlichen Alltag eingesetzt. Dies können sein: Teflonband, Teflonband für Vakuumierer, teflonbeschichtetes Fiberglas, Teflondichtband, Teflonselbstklebeband usw.

 

Schmiermittel

Fluoroplast-4 (Teflon) ist ein hervorragendes Anti-Reibungs-Material mit einem Gleitreibungskoeffizienten, dem niedrigsten bekannten verfügbaren Strukturmaterial (sogar kleiner als der von schmelzendem Eis). Aufgrund ihrer Weichheit und Fließfähigkeit werden Voll-PTFE-Gleitlager selten verwendet. In hochbelasteten Einheiten werden Metall-Fluorkunststoff-Einsatzlager und Metall-Fluorkunststoff-Stützbänder verwendet. Ein solches Gleitelement hält mehreren zehn Kilogramm pro Quadratmillimeter stand und besteht aus einer Metallbasis, auf der eine Teflonbeschichtung aufgebracht ist.

Teflon wird auch als Antifriktionsadditiv (Festschmierstoff) verwendet, das die Gleiteigenschaften von Basispolymeren wie Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyphenylensulfid (PPS) verbessert, um eine "Lager" -Zusammensetzung mit hoher Festigkeit und Verschleiß zu erhalten Beständigkeit, Kriechfestigkeit und gute Gleiteigenschaften.

Schmiermittel mit in ihre Zusammensetzung eingebrachtem feindispersem Fluoroplast sind bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass der Füllstoff, der sich auf reibenden Metalloberflächen absetzt, es in einigen Fällen nur aufgrund der Gleiteigenschaften von Teflon ermöglicht, dass Mechanismen einige Zeit mit einem vollständig ausgefallenen Schmiersystem arbeiten.

 

Electronics

Teflon ist in der Hochfrequenztechnik weit verbreitet, da es im Gegensatz zu Polyethylen oder Polypropylen mit ähnlichen Eigenschaften eine sich kaum mit der Temperatur ändernde Dielektrizitätskonstante, eine hohe Durchschlagsspannung und äußerst geringe dielektrische Verluste aufweist. Diese Eigenschaften bestimmen zusammen mit der Wärmebeständigkeit seine breite Anwendung als Drahtisolierung, insbesondere Hochspannungskabel, alle Arten von elektrischen Teilen, bei der Herstellung hochwertiger Kondensatoren und Leiterplatten.

In elektronischen Geräten für spezielle Zwecke werden häufig PTFE-isolierte Kabel verwendet, die aggressiven Umgebungen und hohen Temperaturen standhalten – Kabel der Marken MGTF, MS und einer Reihe anderer Marken. Draht in Teflon-Isolierung kann nicht mit einem Lötkolben geschmolzen werden. Der Nachteil von Fluorkunststoff ist seine hohe Kaltfließfähigkeit: Wenn Sie den Draht in der Fluorkunststoffisolierung unter mechanischer Belastung halten (z. B. ein Möbelbein darauf stellen), kann der Draht nach einiger Zeit blank werden.

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Teflon-Selbstklebeband | adobe.com

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PTFE-beschichtetes Gewebe mit selbstklebender Rückseite | depositphotos.com

 

3. Medizin

Aufgrund seiner biologischen Verträglichkeit mit dem menschlichen Körper wird Teflon erfolgreich zur Herstellung von Implantaten für die Herz-Kreislauf- und allgemeine Chirurgie, Zahnmedizin und Augenheilkunde verwendet. Polytetrafluorethylen gilt als das am besten geeignete Material zur Herstellung von künstlichen Blutgefäßen und Herzschrittmachern.

In der Zahnheilkunde werden nicht resorbierbare Teflonmembranen mit oder ohne Titangerüstverstärkung in geführten Knochenregenerationstechniken (GBR) verwendet. Es gibt auch PTFE-Nahtmaterial.

Im Jahr 2011 wurde Teflon erstmals anstelle von Titannetzen zur Reparatur von beschädigter Nasenscheidewand und Wänden der Nasennebenhöhlen verwendet. Nach 12–15 Monaten löst sich das Implantat vollständig auf und wird durch patienteneigenes Gewebe ersetzt.

 

4. Kleidung

Bei der Herstellung moderner Hightech-Bekleidung kommen Membranmaterialien auf Basis von expandiertem Polytetrafluorethylen zum Einsatz.

Durch physikalische Verformung von Teflon wird ein dünner poröser Film erhalten, der auf Stoffe aufgebracht und in der Schneiderei verwendet wird. Membranmaterialien können je nach Herstellungsmerkmalen sowohl winddichte als auch wasserdichte Eigenschaften haben, während die normalisierte Porengröße der Polytetrafluorethylen-Membran es dem Material ermöglicht, die Verdunstung des menschlichen Körpers effektiv zu passieren.

Es gibt ein gewebekaschiertes Teflonmembranmaterial, das Luft durchlässt, aber keinen Wind durchlässt.

Teflon wird auch bei der Herstellung von Teppichen, Regenschirmen, Regenmänteln, Jacken, Bällen und vielen anderen Artikeln verwendet.

 

5. Andere Produkte, die Teflon verwenden

  • Heizlampen
  • tragbare Heizgeräte (Heizgeräte)
  • Eisenplatten
  • Bügelbrettbezüge
  • Herd Brenner
  • Tabletts
  • Elektrogrills
  • Geräte zur Herstellung von Popcorn
  • Kaffeekannen
  • Nudelhölzer (mit Antihaftbeschichtung)
  • Brotbackmaschinen
  • Ablagen für Spieß oder Rost
  • Eisformen
  • teflonbeschichtete Toiletten
  • Kessel
  • Korkenzieher
  • Herdoberflächen
  • Kochutensilien
  • Bratpfannen und Pfannen
  • Woks (chinesische Töpfe zum Braten von Gemüse und Fleisch)
  • Backformen
  • Heiße Sandwichpresse
  • Waffeleisen
  • optische Kryostate
  • Rasierklingen
  • Innenbeschichtungen von Tankfässern
  • elektrische Raketentriebwerke
  • Dichtungen von Gelenkmechanismen (Scharniere)
  • Farben und Lacke

 

Wie wirkt sich Teflon auf den menschlichen Körper aus?

Die möglichen negativen Auswirkungen von Polytetrafluorethylen auf die menschliche Gesundheit werden seit vielen Jahren kontrovers diskutiert. Das Polymer selbst ist unter normalen Bedingungen sehr stabil und inert. PTFE reagiert nicht mit Lebensmitteln, Wasser oder Haushaltschemikalien.

Beim Verschlucken ist Polytetrafluorethylen unbedenklich. Die Weltgesundheitsorganisation hat die Internationale Krebsbekämpfungsorganisation gebeten, ein Experiment an Ratten durchzuführen. Erfahrungsgemäß hat es bei Einnahme mit Nahrung bis zu 25 % Polytetrafluorethylen keine Wirkung. Diese Studie wurde in den 1960er und erneut in den 1980er Jahren an einer allgemeinen Population von Ratten durchgeführt, die täglich 25 % ihrer gesamten Nahrungsaufnahme an PTFE konsumierten.

Untersuchungen französischer Experten, die in der Zeitschrift „60 Millions de Consomateurs“ die Ergebnisse einer Laborstudie an 13 Proben von Bratpfannen veröffentlicht haben, bestätigen die Sicherheit der Antihaftbeschichtung. Das französische Magazin berichtet, dass als Ergebnis der Tests die vollständige Sicherheit der Pfannen bewiesen wurde. Alle Proben haben den Test erfolgreich bestanden, nachdem die Oberflächen in zwei Zyklen tausendmal mit abrasivem Material gerieben wurden.

Teflon ist hauptsächlich in zwei Fällen biologisch gefährlich: in der Produktion und wenn das fertige Polymer überhitzt wird (bei Temperaturen über 200 °C).

Bei Überhitzung des PTFE kommt es zur thermischen Zersetzung unter Freisetzung toxischer Substanzen.

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Industrielle Verschmutzung

Als Hauptquelle biologischer Risiken bei der Herstellung von Fluorpolymeren gilt Perfluoroctansäure (PFOA, auf Englisch – PFOA), bekannt unter dem Namen "C8". Diese Verbindung wird seit den 1950er Jahren in den USA zur Herstellung von Teflon verwendet. Die ersten gesundheitlichen Auswirkungen wurden in den 3er Jahren von 1960M- und DuPont-Fabriken gemeldet. In den 1980er Jahren schlossen sich wissenschaftliche Gruppen der Untersuchung biologischer Wirkungen an. Ende der 1990er Jahre machten die US-Zulassungsbehörden auf das Problem aufmerksam, was zur Anerkennung der Gefährlichkeit des Stoffes und zur Regulierung von Höchstkonzentrationen führte. Technologische Prozesse in den Vereinigten Staaten wurden geändert, um den C8 vollständig auslaufen zu lassen. Es wurden groß angelegte Kampagnen gestartet, um die PFOA-Konzentrationen zu kontrollieren und ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu klären.

Eine interessante Tatsache

DuPont hat Hunderte Millionen Dollar an Rechtsansprüchen (die in den Film Dark Waters, 2019 eingeflossen sind) von Mitarbeitern desselben Unternehmens und Anwohnern im Zusammenhang mit Gesundheitsschäden und dem Schweigen über die Gefahren der Produktion erhalten. Viele Jahre lang verklagten der Unternehmensanwalt Robert Bilott, der den Zusammenhang zwischen einer Reihe mysteriöser Todesfälle und einer großen Anzahl von Krankheiten in einer Kleinstadt aufdeckte, und DuPont, ein Chemieunternehmen, den Hersteller wegen der Tatsache, dass Wasser in der Gegend von Parkersburg war kontaminiert mit PFOA, dessen Gehalt damals nicht gesetzlich geregelt war.

Im Jahr 2006 erklärte sich DuPont, bis dahin der einzige US-Produzent von PFOA, bereit, Restreagenzien bis 2015 aus seinen Anlagen zu entfernen. Seit Januar 2012 verwendet DuPont laut offiziellen Unternehmensinformationen kein PFOA mehr in seinem Koch- und Backgeschirr.

Unabhängige europäische Studien haben gezeigt, dass Antihaftbeschichtungen PFOA nicht über die sicheren Grenzwerte hinaus enthalten. Die Chinesische Akademie für Qualitätskontrolle, Inspektion und Quarantäne (GAQSIQ) und das Dänische Institut für Technologie bestätigen, dass keine Exposition gegenüber PFOA festgestellt wurde, die bei der Herstellung von Geschirr verwendet wird.

 

Thermische Zersetzung von Teflon

Die Norm GOST 10007-80 normalisiert den Betriebstemperaturbereich von Teflon bis +260 °C und weist direkt auf die Gefahr hin, dass oberhalb dieser Temperatur giftige Gase freigesetzt werden. DuPont listet keine toxischen Freisetzungseigenschaften auf, gibt jedoch einen Schmelzpunkt gemäß ASTM D3418 für verschiedene Teflontypen von 260 °C bis 327 °C an.

Im Allgemeinen sind Zersetzungserscheinungen (Pyrolyse) von Teflon bereits bei einer Temperatur von 200 °C zu erkennen. Dieser Prozess verläuft jedoch bis zu einer Temperatur von 420 °C relativ langsam. Bei Temperaturen über 380 °C treten jedoch Perfluorisobutylen (ein extrem giftiges Gas, das etwa 10-mal giftiger als Phosgen ist) und andere Pyrolyseprodukte auf.

Versuche zeigen, dass thermische Zersetzungsprodukte beim Erhitzen von Teflon über 350 °C ein Vergiftungsbild hervorrufen, das an Gießereifieber erinnert – es werden Symptome beobachtet, die als „Teflonfieber“ bezeichnet werden.

Weitere Informationen zu solchen Experimenten und der möglichen Gefahr durch Überhitzung von Teflon finden Sie im Video am Ende dieses Artikels.

Abschluss

Da die massenhafte Freisetzung giftiger Stoffe bei Teflon bei Temperaturen über 450 °C beginnt, gilt Kochgeschirr mit Antihaftbeschichtung als unbedenklich, da solche Temperaturen bei normalem Gebrauch nicht erreicht werden können. Dabei ist zu beachten, dass Hersteller nur das Erhitzen mit Wasser oder Öl in einer Pfanne als üblich ansehen. Wasser verhindert eine Überhitzung des Teflons und sein vollständiges Verdunsten deutet auf eine deutliche Erwärmung des Geschirrs hin, die nun in keiner Weise sichtbar wird und kritisch werden kann. Speiseöle zersetzen sich bei Temperaturen bis 200 °C unter Rauchentwicklung, wodurch eine Überhitzung leichter erkannt werden kann. Das Erhitzen auf einem Herd mit trockenem Kochgeschirr gilt als anormal, und in diesem Fall sind die Teflon-Pyrolysetemperaturen leicht erreichbar. Um die Bedienung zu vereinfachen, sind einige Modelle von Teflon-Kochgeschirr mit eingebauten visuellen Temperaturanzeigen ausgestattet. Verwenden Sie Teflon-Kochgeschirr generell richtig!

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Gefahr von Teflon-Zersetzungsprodukten für Vögel

Die besondere Struktur des Atmungssystems von Vögeln macht sie überempfindlich gegenüber giftigen Stoffen, die in der Umwelt enthalten sind. Es wurde festgestellt, dass selbst eine minimale Menge Perfluoroctansäure, die mit eingeatmeter Luft in den Körper eines Vogels gelangt, dessen Atmungssystem beeinträchtigt und nach einiger Zeit (von einigen Minuten bis zu zehn Stunden) zum Tod führt.

Kleine Vögel reagieren empfindlicher auf giftige Substanzen, sie brauchen nur wenige Sekunden zum Einatmen von Teflon-Dämpfen und der Tod tritt innerhalb der nächsten 24 Stunden ein. Es gibt viele Berichte über den Tod von Geflügel (z. B. Papageien) durch die Dämpfe von Teflonpfannen, die unbeaufsichtigt gelassen und über eine sichere Temperatur hinaus erhitzt werden.

 

Interessantes über Teflon

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Sind Teflonpfannen gefährlich?