مقالات

 

22 مرداد

تاریخچه پوشش های PTFE

تفلون نام تجاری پلی تترافلویورواتیلن است، محصول شرکت دوپونت که در موارد گوناگونی از ظروف نچسب گرفته تا لباسهای فضایی و دریچه های مصنوعی قلب، استفاده شده است. کشف تصادفی بود و روی ج. پلانکت ( Roy.J. Plunkett) شیمیدان جوانی در شرکت دوپونت که تنها دو سال قبل از روز سرنوشت ساز 6 آوریل سال 1938 دکترای خود را از دانشگاه ایالتی اوهایو گرفته بود، مشاهده کرد. در این روز دکتر پلانکت مخزنی از تترافلویورَ واتیلن گازی ، باز کرد به این امید که سرد کننده ای غیر سمّی از آن تهیه کند.

اما پلانکت و دستیارش جک ریبوک با شگفتی دیدند که گازی خارج نشد. پلانکت نمی توانست این پدیده را توجیه کند، چون وزن مخزن نشان می داد که باید پراز فلویوروکربن گازی باشد. پلانکت تصمیم گرفت به جای آنکه برای ادامه پژوهش در زمینه مواد سرد کننده مخزن را دور بیندازد و مخزن جدیدی بگیرد، کنجکاوی اش را در باره آن مخزن خالی دنبال کند. وقتی سیمی به دریچه مخزن وارد کرد و مطمین شد که اشکالی ندارد، مخزن را اره کرد و به درونش نگاهی انداخت. در آنجا گرد سفید مومی شکلی پیدا کرد و چون شیمیدان بود، فهمید که ممکن است این مشاهده چه معنایی داشته باشد.

مولکولهای تترافلویورواتیلن گازی به حدی با یکدیگر ترکیب (پلیمریزه) شده بودند که ماده جامدی تشکیل دادند. هیچ کس تا آن هنگام پلیمریزاسیون این ترکیب بخصوص را مشاهده نکرده بود، اما با این حال واکنش به نحوی در مخزن خالی مرموز صورت گرفته بود. چندی نگذشت که این کشف تصادفی و ویژگی های عجیب پلیمر به دست آمده، پلانکت و دیگر شیمیدانان شرکت دوپون را واداشت تا راه هایی پیدا کنند که پلی تترافلویور واتیلن را برحسب نیاز تولید کنند.

واقعاً هم که این گرد سفید مومی شکل ویژگیهای عجیبی داشت: از شن هم خنثی تر بود. نه تحت تأثیر اسیدها و بازی های قوی قرار می گرفت، نه حرارت. هیچ حلّالی هم آن را حل نمی کرد اما بر خلاف شن بسیار لیز بود. با وجود این ویژگی های جالب وغیرعادی، اگر جنگ جهانی دوم در نگرفته بود، چه بسا به دلیل گرانی این پلیمر جدید، تا مدتها بعد کار دیگری در زمینه آن صورت نمی گرفت. اما چند ماهی نگذشته بود که دانشمندانی که مشغول ساختن نخستین بمب اتمی بودند ، احیتاج به ماده ای پیدا کردند تا بتوانند از آن واشرهایی بسازند که در برابر گازِ بسیار خورنده هگزافلویورید اورانیم، که برای تولید اورانیم 235 بمب مصرف می شد، مقاوم باشد.

از قضا سرهنگ لزلی ر. گرووز، مسیول بخش طرح بمب اتمی در ارتش ایالات متحده، از طریق آشنایانی که در شرکت دوپون داشت از پلاستیک جدیدشان که فوق العاده خنثی بود، خبردار شد. وقتی به گرووز گفته شد ممکن است این پلاستیک جدید گران تمام شود، پاسخ داد که در این طرح ، قیمت به هیچ وجه مطرح نیست. بدین ترتیب این پلیمر لغزنده در واشرها و دریچه ها به کار رفت، و واقعاً هم نسبت به ترکیب خورنده اورانیم مقاوم بود. شرکت دوپون در طی جنگ، تفلون را برای این کاربرد تولید کرد و عموم مردم تا بعد از جنگ هم چیزی درباره این پلیمر جدید نمی دانستند.

در واقع در سال 1960 بود که نخستین ماهیتابه ها و ظروف شیرینی پزی پوشیده از تفلون به بازار آمدند. این فرآورده های تفلونی مانند بسیاری از محصولات پلیمری جدید موقعی که نخستین بار به مردم معرفی شدند، چندان نتایج امیدوار کننده ای نداشتند. گرچه این پلاستیک به عنوان یک سطح خوراک پزی نچسب بسیار مناسب بود، اما به سختی به ظروف فلزی پیوند می شد، بنابراین در برابر شست و شوی زنان خانه داری که عادت داشتند دیگ و ماهیتابه هایشان را محکم بسابند، مقاوم نبود. پس از آنکه روش های گوناگونی امتحان شدند و چهار نسل پوشش تفلونی به تولید رسیدند، دوپون در سال 1986 اعلام کرد سیلورستون سوپرای آنان دو برابر مقاومتر از نسل سوم سیلورستون است. درعین حال کاربردهای متعدد دیگری کشف شده بودند که دیگر پوشاندن ظروف خوراک پزی را نسبتاً بی اهمیت جلوه می دادند.

روی ج. پلانکت در سال 1910 در نیوکارکایل اوهایو به دنیا آمد. در سال 1932 از دانشکده منچستر لیسانس گرفت، و وقتی در بحران بزرگ دهه 1930 نتوانست کاری برای خود دست و پا کند، در دانشگاه ایالتی اوهایو به ادامه تحصیل مشغول شد. چه در دانشکده و چه در دانشگاه، همکلاسی و دوست شیمیدان مشهور دیگری به نام پل فلوری بود. پل ج. فلوری به سبب موفقیت هایش در شیمی – فیزیک پلیمرها جایزه نوبل1974 را برد. در سال 1936 روی پلانکت پس از اخذ درجه دکترا از دانشگاه ایالتی اوهایو در آزمایشگاه جکسون شرکت دوپون مشغول به کار شد، و وظیفه پژوهش در زمینه فلویوروکربنها را به عنوان مواد سرد کننده بر عهده گرفت. در طی این پژوهش بود که شیمیدان جوان تفلون را کشف کرد. پژوهش های بیشتر در زمینه تفلون به بخش های دیگر شرکت دوپون که سابقه طولانی تری در زمینه فرآورده های پلیمری داشتند محوّل شد.

پلانکت کار خود را به عنوان شیمیدان ادامه داد و متعاقباً در شرکت دوپون پله های ترقی را در زمینه فلویوروکربنها و تترا اتیل سرب طی کرد. هنگامی که مدیریت بخش فرآورده های فریون شرکت دوپون را عهده دار بود، نقش مهمی در برپایی کارخانه ای درنزدیکی بندر کورپوس کریستی تگزاس داشت. وقتی در سال1975 از دوپون بازنشسته شد، به منزلی در یکی از جزایر نزدیک کورپوس کریستی نقل مکان کرد و اکنون با همسرش اوقاتش را به گلف و ماهیگیری می گذراند. دانشگاههای محل تحصیل او، یعنی دانشکده منچستر و دانشگاه ایالتی اوهایو، و نیز دانشکده واشنگتن، به او دانشنامه دکترای افتخاری اعطا کرده اند. از افتخارات دیگرش می توان از نشان جان اسکات از شهر فیلادلفیا، و جوایزی از انجمن ملی تولید کنندگان، انجمن صنعت پلاستیک، و انجمن شیمیدانان امریکا نام برد. مجسمه او در سال1973 در تالار مشاهیر صنعت پلاستیک و در 1985 در تالار مشاهیر مخترعان ملّی برپا شد.

اما او گذشته از این عناوین، بیشتر به تاثیری که تفلون به طرق گوناگون بر زندگی میلیونها نفر در سراسر جهان داشته است، افتخار می کند. او می گوید آن قدر کسانی که ضربانساز یا سرخرگ آیورت تفلونی در بدنشان تعبیه شده و امروز جانشان نجات یافته است برایش نامه می فرستند و تلفن می کنند که به قول خودش نمی تواند از پس آنها برآید. چون تفلون از معدود موادی است که بدن ، آن را در هنگام پیوند رد نمی کند. از آن می توان در ساخت قرنیه های مصنوعی، استخوانهای جایگزین برای چانه، بینی، جمجمه، مفاصل ران و زانو، قطعات گوش، نای مصنوعی، دریچه های قلب، زرد پی ها، بخیه ها، مجاری صفراوی و دندانهای مصنوعی، استفاده کرد.

از تفلون در پوشش بیرونی لباسهای فضانوردان استفاده شده است. تفلون ماده عایق کننده سیمها و کابلهای برقی است که در برابر تابش شدید خورشید بر سطح ماه مقاومت کرده اند. مخروطه دماغه و دیگر سپرهای گرمایی سفینه های فضایی و نیز مخازن سوخت آنها از تفلون ساخته شده اند. همه این کاربردهای مهم و ارزشمند، ثمره کشف بخت یارانه روی پلانکت بوده اند.

 

برگرفته از سایت تفلون تابان

نظر دادن

خبرنامه

برای دریافت آخرین اخبار وبسایت در ایمیل خود به صورت رایگان در خبرنامه ما عضو شوید