تفلون (PTFE) به‌عنوان یک ماده چندمنظوره با ترکیبی منحصربه‌فرد از خواص ضدچسبندگی، مقاومت شیمیایی و مقاومت حرارتی شناخته می‌شود. اولین چیزی که با شنیدن کلمه تفلون به ذهن خطور می کند، قابلمه های نچسب یا همان قابلمه های تفلون هستند. اما دامنه استفاده آن بسیار فراتر رفته و از پزشکی تا صنایع تولیدی و الکترونیک را دربر می‌گیرد. در این مقاله با سایر کاربردهای این ماده و به ویژه کاربردش در صنعت نساجی بیشتر آشنا می شویم.

تفلون چیست؟

پلی‌تترافلوئورواتیلن (PTFE) (Polytetrafluoroethylene) در سال 1938 توسط دکتر روی پلانکت  (Roy Plunkett)  در شرکت آمریکایی دوپونت (DuPont) اختراع شد. این ماده یک نوع پلیمر مصنوعی است که در گروه فلوئو‌روپلیمرها (Fluoropolymers)  قرار می‌گیرد .این ماده در وهله نخست به‌عنوان پلاستیک به بازار عرضه شد. در سال 1954 به‌صورت الیاف و تحت نام تجاری تفلون  (Teflon)  توسط همین شرکت به بازار معرفی گردید. ویژگی شاخص ماده تفلون، لیز بودن(slippery) و  چسبنده نبودن سطح(non-stick surface) می باشد.

نحوه ی تولید تفلون (PTFE)

 
ماده اولیه اصلی که در فرایند تولید تفلون بکارمی رود فلوراسپار یا به عبارت دیگر فلوئورید کلسیم (CaF₂) نام دارد،  که از آن اسید هیدروفلوئوریک بی‌آب (Anhydrous hydrofluoric acid) تهیه می‌شود. از واکنش این اسید با کلروفرم (Chloroform) ترکیب گازی دی‌فلوئورو مونوکلرو متان (Difluoromonochloromethane) به دست می آید که در دمای 41-  درجه سانتیگراد به جوش می‌آید.

CHCl₃ 2HF → CHCl₂ 2HCl

این گاز در دمای 800-600 درجه سانتیگراد پیرولیز گردیده و تترافلوئرواتیلن (Tetrafluoroethylene) حاصل می شود.

2CHClF₂ → C₂F₄ 2HCl

تترافلوئورواتیلن پس از تولید، شسته و تجزیه می شود تا اسید کلریدریک و انواع فلوئوروکربن‌های تشکیل شده در طی فرآیند پیرولیز حذف گردند. سپس تترافلوئورواتیلن خالص سازی‌شده با استفاده از محلول آبی پرسولفات آمونیوم (Ammonium persulphate) یا سایر کاتالیست‌های پراکسی (Proxy catalyst) در اتوکلاوهای فولادی پلیمریزه می‌شود. این واکنش یک واکنش سریع و گرماده (Exothermic) محسوب می شود؛ لذا شرایط باید با دقت بسیار  زیادی کنترل شوند. محصول به‌دست‌آمده پلی‌تترافلوئورواتیلن (Polytetrafluoroethylene) خواهد بود.  این ماده از نظر ظاهری به صورت گرانول های سفید و زبر است. این گرانول ها در ادامه شسته شده و در دمای بالا خشک می‌گردند.

خواص فیزیکی الیاف تفلون :

1.    ظاهر سفید رنگ داشته و در دمای اتاق مومی‌شکل است.
2.    استحکام  (Tenacity) بالا در حدود 1.5 gm/d
3.    ازدیاد طول تا حد پارگی (Elongation) در حدود 13%
4.    به دلیل ثابت عایقی پایین (Dielectric constant) جذب آب ندارد (آب گریز است)؛ به عبارت دیگر آب از آن عبور نمی کند. 
5.    استحکام کششی حلقه و گره (Loop and knot tensile strength) در حدود 75% استحکام کششی مستقیم (Straight strength).

توضیح:

*استحکام کششی گره: این شاخص نشان می‌دهد که یک رشته نخ یا الیاف زمانی که گره خورده باشد تا چه میزان نیرو را تا قبل از پاره شدن می‌تواند تحمل کند

* استحکام کششی حلقه: این شاخص میزان نیروی کششی مورد نیاز برای پاره شدن یک حلقه (Loop) از نخ یا الیاف را نشان می‌دهد. معمولاً در آزمایش‌های نساجی، یک نمونه از نخ را به صورت حلقه در می‌آورند و سپس کشش اعمال می‌کنند تا پاره شود. این معیار برای ارزیابی دوام، مقاومت و کیفیت اتصال‌ها یا گره‌ها کاربرد دارد.

* استحکام مستقیم: این شاخص میزان نیروی کششی لازم برای پاره شدن یک رشته نخ یا الیاف در حالت مستقیم و بدون گره یا حلقه را نشان می‌دهد.

6.    مقطع عرضی دایره ای   (Round) دارد.
7.    کمترین ضریب اصطکاک (Friction coefficients) را در بین پلیمرها دارد. به این معنا که در لمس زیردست بسیار لیز و لغزنده است و به راحتی تمیز می شود.
8.    قابل رنگرزی نیست.
9.    بهترین میزان مقاومت حرارتی (Heat resistance) را در بین الیاف دارد؛ در دمای 310°C  همچنان استحکام قابل اندازه‌گیری  0.1 g/d را دارد و در  327°C به صورت ژل تبدیل می‌شود.
10.    در دمای 405 درجه سانتیگراد تجزیه می شود.
11.    حداکثر تا دمای 290 درجه سانتیگراد قابلیت استفاده به عنوان الیاف را دارد.
12.    نقطه ذوب بسیار بالایی دارد. این پلیمر می تواند تا دمای 327 درجه سانتیگراد را تحمل کند. 
13.    مقاومت سایشی (Abrasion resistance)  بالایی دارد.

خواص شیمیایی الیاف تفلون:

1.    از جنبه پایداری شیمیایی منحصربه‌فرد و استثنایی است. منظور از پایداری شیمیایی حفظ ساختار و خواص شیمیایی در طول زمان و تحت شرایط محیطی مختلف می باشد.
2.    قابل اشتعال نیست و در گستره وسیعی از شرایط محیطی پایدار باقی می‌ماند.
3.    اگر الیاف تفلون در تیزآب سلطانی یا آکواریژیا  (Aquaregia)، که اسیدی بسیار قوی و خورنده است، یا اسیدهای معدنی و یا محلول‌های غلیظ سود سوزآور (NaOH) جوشانده شود باز هم تجزیه نخواهد شد.
4.     مقاومت بسیار بالایی در برابر اکسایش داشته و در مجاورت هوا یا در معرض تابش نور فرابنفش (UV  ) به‌سادگی تجزیه و تخریب نمی‌شود.
5.    در برابر اغلب مواد شیمیایی پایدار است، اما در دما و فشار بالا در مجاورت گاز فلوئور (Fluorine gas) و همچنین تری فلورید کلر (Chlorine trifluoride) (ClF₃)  تجزیه خواهد شد.

کاربردهای تفلون

تفلون کاربردهای گسترده ای دارد. تقریباً 50 درصد از PTFE تولید جهان در صنعت کامپیوتر به‌کار می‌رود، زیرا قدرت دی‌الکتریک بالایی دارد. ناسا از زمان استفاده‌ی اولیه در ماموریت‌های آپولو، از PTFE در بسیاری از مأموریت‌های فضایی با سرنشین و بدون سرنشین بهره برده است. این ماده همچنین برای عایق‌کاری سیم‌ها در شرایط آب‌وهوایی سخت و طاقت فرسا از قبیل قطب جنوب به‌کار می‌رود. به دلیل ضریب اصطکاک پایین، PTFE در ساخت بلبرینگ‌ها، بوش‌ها، چرخ‌دنده‌ها، واشرها و آب‌بندها نیز استفاده می‌شود. معمولاً در تولید کامپوزیت‌های الیاف کربن در صنعت هوافضا کاربرد دارد.
همچنین مقاومت PTFE در برابر اشعه فرابنفش (UV) آن را برای کاربردهای صنعتی فضای باز مناسب ساخته است.

تفلون کاربرد فراوانی در پوشش‌دهی سطوح خارجی مصالح انعطاف‌پذیر معماری نیز دارد. به عنوان مثال، سقف ورزشگاه مترودوم در شهر مینیاپولیس ایالت مینه سوتا (Minneapolis Metrodome) با پوشش PTFE کاور شده است تا :

*در برابر  نور فرابنفش مقاوم شود
*قابل شست‌وشو گردد 
* تمیز کردن آن نیز آسان باشد.

علاوه بر این، با هدف کاهش اصطکاک، تفلون در تولید ماوس‌های مناسب بازی های کامپیوتری (Gaming mice) و چاپگرهای سه‌بعدی (3D printers)  به کار می‌رود. حتی در تولید سیم‌های گیتار نیز کاربرد دارد.

به صورت فهرست وار می توان کاربردهای اصلی را به صورت ذیل نوشت:

 - نوارهای آب بندی بافته شده (Braided packing) جهت شفت پمپ‌های شیمیایی 
- منسوجات فیلترکننده (Filtration fabric): برای فیلترکردن مایعات حاوی ترکیبات خورنده (Corrosive mixtures)
- منسوجات کاربردی در خشکشویی (Laundry) از قبیل کاور پدهای پرس و کاور غلتک‌ها.
- نوارهای عایق الکتریکی (Electrical tapes)
-  پوشش سیم‌ (Wire wraps) مناسب برای محیط‌های خورنده.
- طناب‌ها و ریسمان‌های ضخیم (Cordages) مقاوم در برابر خوردگی
- بانداژهای آنتی‌استاتیک (Anti-static bandages)

در صنعت نساجی می توان به کاربرد تفلون در تولید منسوجات خانگی، مبلمان، فرش و پرده اشاره کرد. وجود این ماده در پارچه از ایجاد لکه جلوگیری کرده و درنتیجه تمیزکردن آن را ساده تر می نماید. 

ePTFE چیست؟

یکی دیگر از کاربردهای تفلون در تولید پوشاک ضدآب مناسب برای فضای باز، لباس کار، دستکش، لباس های ورزشی از جمله لباس اسکی و کفش های فنی و ورزشی از جمله کفش کوهنوری می باشد.

به این منظور از پلی‌تترافلوئورواتیلن منبسط‌ شده (Expanded PTFE) استفاده می شود. یعنی PTFE به صورت مکانیکی یا شیمیایی منبسط می شود تا ساختاری متخلخل و با نفوذپذیری کنترل‌شده پیدا نماید. ساختار متخلخل باعث می‌شود  ePTFE سبک، انعطاف‌پذیر، مقاوم در برابر نفوذ آب و در عین حال قابل تنفس باشد. به لایه نازک ePTFE که روی سطح منسوجات را می پوشاند به اصطلاح GORE-TEX گفته می شود، که نام تجاری شرکتی است که برای اولین بار این منسوجات را به بازار عرضه کرده است.

در طیف وسیعی از کاربردهای پزشکی نیز استفاده می‌شود از قبیل ساخت پوشش جهت دستگاه‌های پزشکی داخل‌عروقی (ابزارهایی که داخل رگ‌ها و شریان‌ها قرار می‌گیرند) ،پوشش ایمپلنت‌های پزشکی دائمی به منظور پیشگیری از خراب شدنشان در اثر تماس با مایعات بدن .

به دلیل مقاومت بالای تفلون در برابر دماهای بالا، معمولاً به‌عنوان پوشش در لباس و تجهیزات نیروهای امدادی مانند آتش‌نشانان استفاده می‌شود. تجهیزات آتش‌نشانی دارای لایه‌های ePTFE مقاومتشان در برابر حرارت افزایش یافته و تنفس پذیری در آنها بهتر صورت می پذیرد. علاوه بر این، PTFE  و ePTFE در تجهیزات نظامی و شبه‌نظامی نیز استفاده می‌شوند.

انواع مختلف پارچه‌های PTFE

تفلون در شکل اولیه خود، ماده‌ای سخت و صلب است و نمی‌توان آن را به شکل مواد انعطاف پذیر قابل کاربرد در بافت پارچه تبدیل کرد. با این حال با افزوده شدن به مواد دیگر این قابلیت را می یابد که در تولید پارچه بکار رود. انواع مختلفی از پارچه‌ را می‌توان با تفلون تولید نمود.

فایبرگلاس تفلونی (PTFE Fiberglass)

شیت های انعطاف پذیر فایبرگلاس را می توان با PTFE  کوتینگ (Coating) کرد و دوام و مقاومتشان در برابر شرایط نامساعد آب وهوایی را افزایش داد. در اکثر کاربردهای فایبرگلاس در فضای باز آن را با PTFE پوشش می دهند.  این پوشش، فایبرگلاس را برای ساخت سقف‌های دائمی چادرمانند مناسب می‌ سازد که برای پوشش استادیوم‌ها و مراکز تجاری در سراسر جهان استفاده می شوند. دوام فایبر گلاس پوشش خورده با PTFE  مادام العمر نیست، معمولاً حدود 30 سال عمر مفید دارد.

پوشاک کوتینگ شده با تفلون (PTFE-Coated Garments)

لباس‌هایی کوتینگ شده با PTFE  اصطکاک کمتری دارند، لذا آسان تر تمیز می شوند.علاوه بر این، پوشش مذکور لباس‌ها را در برابر لکه مقاوم نموده و خاصیت ضد اشتعال (Flame Retardant) نیز به آن‌ها می‌بخشد .از این رو PTFE اغلب برای پوشش‌دهی انواع خاصی از لباس‌ها مانند یونیفرم‌ها و لباس های تشریفاتی استفاده می‌شود.

پارچه های ePTFE

در فرایند کوتینگ فایبرگلاس کاربردی در فضای باز، پارچه ePTFE می‌تواند جایگزین PTFE  گردد. پارچه ePTFE  تمام مزایای فایبرگلاس تفلونی را داراست و علاوه بر آن، دوام بیشتری نسبت به آن دارد. یکی از بارزترین مزایای استفاده از این ماده در معماری، قابلیت انتقال نور آن است؛ طبق گزارشات ePTFE  نسبت به PVC در حدود 40 درصد نور بیشتری را عبور          می دهد.

همچنین، ePTFE  در پوشاک نیز به کار رود. این ماده به پوشاک قابلیت های ضدآب بودن و قابلیت تنفس را می بخشد.

GORE-TEX

GORE-TEX  یکی از نام های تجاری ثبت شده توسط شرکت W.L. Gore است و متداول‌ترین نوع ePTFE  در پوشاک به شمار می‌رود. معمولاً به‌عنوان لایه ضدآب در لباس‌های بارانی، ژاکت‌های اسکی، دستکش‌ها، کفش‌ها، شلوارهای اسکی و انواع دیگر پوشاک استفاده می‌شود، یعنی مواردی که در آنها افزایش جریان یافتن هوا و تخلخل بالا مورد نیاز است. در کاربردهای نظامی و صنعتی نیز کاربرد دارد.

مطالعه موردی: شرکت تفلون

علامت تجاری Teflon در سال 1945 ثبت شد. خانواده پلیمرهای فلوئورو (Fluoropolymer) تفلونی معرفی شده تحت این علامت تجاری عبارتند از:

•    PTFE  رزین اصلی (Original resin)
•    FEP  در سال 1960 معرفی شد
•    Tefzel (ETFE)  در سال 1970 معرفی شد
•    PFA  در سال 1972 معرفی شد

محصول محافظ پارچه شرکت تفلون (Teflon Fabric Protector)

مصرف‌کنندگان در خرید هر محصولی به دنبال کسب مزایای عملکردی هستند.یکی از مهم‌ترین مزایای مورد انتظار در مبحث پوشاک، محافظت در برابر لک شدن است. محافظ پارچه Teflon بر روی الیاف پشم، ابریشم، پنبه، ریون، میکروفایبر و الیاف ترکیبی قابل اعمال است. کاربرد محافظ مذکور در فرایند تکمیل بر ویژگی های وزن، ظاهر، بافت، رنگ و قابلیت تنفس پارچه تأثیر نمی گذارد.

محافظ پارچه جدید شرکت تفلون برخلاف محافظ های رایج در برابر لک شدن، شست‌وشوی فوق‌العاده لکه‌ها و کثیفی ها را امکانپذیر نموده و نگرانی بابت آسیب دیدن لباس در اثر شستشوی مکرر را برطرف می‌سازد.

این محصول از چرک مرده شدن لباس در حین شست‌وشو پیشگیری نموده و ظاهر پارچه را حفظ می‌کند. این محافظ آب دوست (هیدروفیلیک) (Hydrophilic) است، مدیریت رطوبت (Moisture management) را امکانپذیر می سازد یعنی باعث می شود رطوبت یا عرق بدن به سرعت در پارچه جذب شده و به سطح پارچه انتقال یابد و متعاقبا تبخیر گردد و  در نتیجه بدن سریع تر خشک شود. به این ویژگی رطوبت کشی (Moisture Wicking) یا قابلیت انتقال مؤثر رطوبت از سطح پوست به سطح بیرونی پارچه گفته می شود.

مقایسه تکنولوژی آب دوست و رطوبت کشی

توضیح:

در صنعت نساجی، اصطلاح Mmoisture wicking به رفتار پارچه‌ای گفته می‌شود که:

•    رطوبت (مانند عرق بدن) را از سطح پوست جذب می‌کند،
•    سپس از طریق کشش مویینگی (Capillary action) به سطح خارجی پارچه انتقال می دهد
•    و در نهایت باعث تبخیر سریع‌تر رطوبت و احساس خشکی و راحتی برای مصرف‌کننده می‌شود.

 نحوه عملکرد محافظ پارچه شرکت تفلون

محافظ پارچه‌ جدید شرکت تفلون یک سد مولکولی نامرئی در اطراف نخ ایجاد می‌کند. این سد باعث کاهش میزان کشش سطحی بحرانی (Critical Surface Tension) در پارچه شده و آن را آب گریز (Repel liquids) می کند، به‌طوری که مایعات به صورت قطرات روی سطح پارچه ایجاد شده و بر روی آن می غلتند که به راحتی با دستمال کشیدن پاک می شوند و کثیفی ها هم به آسانی با برس زدن پاک می شوند.

از آنجایی که این محافظ در ساختار پارچه نهادینه می شود، لذا دوام خود را حتی پس از ده‌ها بار شست‌وشو و تمیزکاری حفظ می‌کند. بنابراین، در هنگام شستن لباس‌های کثیف و لکه‌دار :
•    لکه‌ها و آلودگی‌ها به‌طور مؤثر از پارچه زدوده می‌شوند.
•    آلودگی های منتقل شده به آب از پارچه در حال شستشو، مجدد بر روی پارچه ته‌نشین نمی‌شود (اصطلاحاً چرک مرده نمی شود).
•    رطوبت از پارچه انتقال می یابد و مصرف کننده احساس خشکی و خنکی خواهد کرد.

تکنولوژی بکار رفته در تولید محافظ پیشرفته جدید

 * فناوری دفع مایعات، چربی و گرد و غبار (Repel) و تسهیل در شست‌وشو و پاک‌سازی سریع لکه‌ها (Release)

این تکنولوژی  در برابر مایعات داغ و چالش‌برانگیز (مثل چای، قهوه)، لکه های روغنی و لکه‌های به خورد پارچه رفته مؤثر است. در صورتی که مایعی بر روی لباس ریخته شود، این فناوری باعث می شود که جذب لباس نشده و به صورت قطرات روی سطح پارچه باقی بماند. درنتیجه با استفاده از یک دستمال خشک خواهد شد. اگر لکه ای به بافت پارچه نفودذ کرده باشد، این تکنولوژی باعث می شود که در حین فرایند شست و شو مواد آلاینده بوجودآورنده لکه از بافت پارچه جدا شده و پاک شوند.

*محافظ جدید Teflon با فناوری مدیریت رطوبت (Moisture Management Technology)

در این محصول، فناوری هیدروفیلیک (Hydrophilic) برای ضد لکه شدن بکار رفته است که باعث می شود رطوبت به سرعت در بافت پارچه جذب و منتقل شده و پارچه را خنک و خشک نگه می‌دارد.

*محافظ جدید با دوام بیشتر

این نوع محافظ بر روی پارچه‌هایی اعمال می شود که پس از شست‌وشوی مکرر، شستشو با مواد تمیزکننده قوی و یا قرارگیری طولانی‌مدت در معرض شرایط محیطی نامساعد، باید عملکرد خود را حفظ کنند. از آنجا که این محافظ در ساختار پارچه اعمال می شود لذا دوامی بی‌نظیر در استفاده های روزمره از خود نشان می دهد.

محافظ جدید شرکت تفلون و مقاومت در برابر چروک (Wrinkle Resistance)

در این فناوری، علاوه بر ویژگی‌های مراقبت آسان و بادوام، مقاومت در برابر چروک شدن نیز لحاظ شده است. در نتیجه عملکرد لباس از جنبه بشور و بپوش بودن (Wash & Wear Performance) بهتر می شود. در حین پوشیدن لباس، چروک کمتری بر روی آن ایجاد می شود. بعد از شستشو نیاز چندانی به اتوکشی نیست. در حین اتوکشی، جای خطوط چروک راحت تر باز می شوند.

کاربرد محافظ لباس شرکت تفلون

پارچه تکمیل شده با محافظ پارچه Teflon® کاربردهای زیادی دارد، از جمله  در تولید:

•    لباس نظامی و استتار  و نیز لباسهای غیر رسمی خاکی رنگ (Khakis)
•    پیراهن‌ 
•     لباس‌ بافتنی
•    لباس‌ کار (Work Wear) 
•     فرم مدارس
•    لباس کودک (Children's Apparel)
•    لباس‌ بیرونی (Outerwear)
•     ملحفه (Linens) 
•    پوشاک ورزشی (Sports Apparel)
•    و اکسسوری‌ها از قبیل کلاه، کمربند، چتر، کیف دستی و دستکش‌ها

♦ منابع مرتبط :

https://textilelearner.net►

https://sewport.com►

www.teflon.com►

♦ لینک اشتراک گذاری :

B2n.ir/nassajyar1846►

♦ مطالب پیشنهادی :

 - ثبت نام تور نمایشگاه نساجی سنگاپور ITMA ASIA CITME 2025

 - دستگاه کاورینگ شرکت جینگ گانگ مدل HKV141B

.

.

لطفاً ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.