特氟龍是一種稱為聚（四氟乙烯）或 PTFE 的材料的商品名。它有一組不尋常的屬性，其中一些為公眾所熟悉。PTFE 還產(chǎn)生了范圍廣泛的其他含氟聚合物。

但盡管美國(guó)宇航局官員的論點(diǎn)聽起來不錯(cuò)，但這是錯(cuò)誤的。事實(shí)證明，聚四氟乙烯是在 1938 年偶然發(fā)現(xiàn)的，比我們甚至開始考慮將火箭從大氣層發(fā)射到地球軌道上的時(shí)間幾乎早了 20 年，

也比我們讓人類登陸月球表面早了 30 多年。

 

特氟龍產(chǎn)生了范圍廣泛的其他含氟聚合物。 

 

聚四氟乙烯的發(fā)現(xiàn)歷史似乎與聚乙烯相似。如果您查看聚乙烯和 PTFE 的化學(xué)性質(zhì)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)一些相似之處。聚乙烯鏈?zhǔn)且粋€(gè)碳骨架，氫原子分布在從這些碳原子延伸的所有位置。

在聚四氟乙烯中，所有的氫原子都被氟原子取代，因此而得名。與乙烯一樣，四氟乙烯在室溫下也是一種氣體。

Eric Fawcett 和 Reginald Gibson 在將乙烯氣體置于高的壓力下的實(shí)驗(yàn)中意外地從乙烯氣體聚合了聚乙烯。聚四氟乙烯的發(fā)現(xiàn)遵循了類似的路徑，但在這種情況下，材料的創(chuàng)造者并沒有試圖創(chuàng)造一種新的聚合物，而只是試圖制造一種新發(fā)現(xiàn)的制冷劑。

研究表明，聚四氟乙烯的低摩擦表面是壁虎腳無法抓住的材料。

Roy Plunkett 因發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯而受到贊譽(yù)，他是杜邦公司在獲得俄亥俄州立大學(xué)博士學(xué)位后幾乎立即聘用的化學(xué)家。

他在曼徹斯特學(xué)院完成了本科工作，在那里至少有一部分時(shí)間他的室友是保羅弗洛里。您可能還記得，弗洛里幫助華萊士卡羅瑟斯了解與尼龍材料聚合相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，

并繼續(xù)對(duì)聚合物進(jìn)行開創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究，并因此獲得 1974 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

 

當(dāng) Flory 在理論層面探索材料時(shí)，Plunkett 的整個(gè)職業(yè)生涯都在杜邦從事實(shí)踐工作。他的一個(gè)項(xiàng)目是研究制冷劑的新化學(xué)物質(zhì)。這些以氯化碳氟化合物的形式出現(xiàn)，

與此相同的 CFC 已成為對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的典型代表。很容易忘記，在 CFC 出現(xiàn)之前，制冷劑以氨和二氧化硫等化學(xué)物質(zhì)為基礎(chǔ)，

這些化學(xué)物質(zhì)經(jīng)常毒害食品工業(yè)工人以及有幸在家中使用制冷設(shè)備的人。

 

Plunkett 合成了大約 100 磅的四氟乙烯，并將氣體儲(chǔ)存在低的溫度下的小鋼瓶中，以準(zhǔn)備氯化以制造新的制冷劑。一天，Plunkett 的助手 Jack Rebok 在設(shè)置其中一個(gè)氣瓶時(shí)發(fā)現(xiàn)，

當(dāng)他打開氣瓶上的閥門時(shí)，沒有氣體流出。然而，氣瓶的重量與裝滿氣體??的氣瓶相同。當(dāng) Plunkett 和 Rebok 從氣缸上擰下閥門時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了少量具有一些顯著特性的白色蠟狀物質(zhì)。

該材料具有高的熔點(diǎn)，化學(xué)惰性，并且具有極低的摩擦系數(shù)。將圓柱體切開會(huì)產(chǎn)生大量的新物質(zhì)。分析表明，在壓力下，四氟乙烯已聚合成 PTFE。

 

Plunkett 從未會(huì)將 PTFE 開發(fā)成終成為Teflon的商業(yè)產(chǎn)品。（該系列含氟聚合物于 2013 年從杜邦分拆為科慕公司。）

由于聚合物制造成本高，商業(yè)化推遲到 1945 年事實(shí)上，它的特性組合使其成為二戰(zhàn)軍事努力的重要材料。具體而言，聚四氟乙烯解決了與可裂變鈾提純相關(guān)的緊迫問題。

鈾轉(zhuǎn)化過程包括生產(chǎn)六氟化鈾 (UF 6)，它具有很強(qiáng)的腐蝕性，并且在洛斯阿拉莫斯和橡樹嶺國(guó)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了嚴(yán)重的處理問題，在那里進(jìn)行鈾濃縮工作作為開發(fā)一批原子武器的一部分。

PTFE 具有阻止 UF 6腐蝕所必需的耐化學(xué)性。

 

1941 年為 PTFE 申請(qǐng)了知識(shí)證明。到那時(shí)，Plunkett 已被提高到杜邦的一個(gè)不同部門，該部門生產(chǎn)汽油添加劑四乙基鉛。

這說明了這段時(shí)間杜邦和通用汽車之間有趣的關(guān)系，并在 Plunkett 的職業(yè)生涯與化學(xué)家 Thomas Midgely 的職業(yè)生涯之間產(chǎn)生了有趣的交集。

 

Midgely 是一名化學(xué)家，他于 1916 年開始在通用汽車公司工作，并于 1921 年發(fā)現(xiàn)在汽油中添加四乙基鉛可以阻止內(nèi)燃機(jī)爆震。

1923年，通用汽車成立通用汽車化學(xué)公司，監(jiān)督杜邦公司生產(chǎn)四乙基鉛。在 1920 年代后期，F(xiàn)rigidaire 是通用汽車的一個(gè)部門。

通用汽車的研究部門認(rèn)為有必要開發(fā)一種不可燃且無污染的制冷劑，以替代氨、二氧化硫和丙烷等現(xiàn)有制冷劑。

 

他們確定烷基鹵化物是理想的材料，因?yàn)檫@些化合物具有揮發(fā)性和化學(xué)惰性。Midgely 是合成一個(gè) CFC、二氯二氟甲烷（現(xiàn)稱為氟利昂 12）的團(tuán)隊(duì)的一員。

Plunkett 在發(fā)現(xiàn) PTFE 時(shí)正在制造這種化合物。在他職業(yè)生涯后期，他被分配到杜邦公司負(fù)責(zé)氟利昂的直接生產(chǎn)，他繼續(xù)參與 CFC 的工作

 

PTFE 的發(fā)現(xiàn)終導(dǎo)致了一系列可熔融加工的含氟聚合物的產(chǎn)生，這些聚合物可用于復(fù)雜的注塑成型以及擠出和吹塑成型。（照片：高性能塑料有限公司）

PTFE 為開發(fā)各種含氟聚合物提供了平臺(tái)，這些含氟聚合物比純 PTFE 更易于處理并且通常可以進(jìn)行熔融加工。

其中一些材料，例如氟化乙烯丙烯 (FEP) 和全氟烷氧基 (PFA)，是在苛刻的條件下成型的。

乙烯-四氟乙烯 (ETFE) 和乙烯-三氟氯乙烯 (ECTFE) 等氟含量較低的共聚物可以在較低的溫度下運(yùn)行，而聚偏二氟乙烯 (PVDF) 的熔點(diǎn)約為 160 攝氏度，

因此可以在相對(duì)溫和的溫度下成型(320 華氏度)。

 

PTFE 還可用作許多其他聚合物的填料，以賦予較低的摩擦系數(shù)和改進(jìn)的耐磨性能。

 

其中一些材料是彈性體，而另一些是相對(duì)柔軟的半剛性材料，通常填充有礦物或碳。所有這些材料都在不同程度上受益于氟的存在，氟有助于耐化學(xué)性、耐燃性和低摩擦系數(shù)。

許多這些材料還提供出色的電絕緣性能，并廣泛用于電氣和電子應(yīng)用。PTFE 還可用作許多其他聚合物的填料，以賦予較低的摩擦系數(shù)和改進(jìn)的耐磨性能。

 

PTFE 為人所知的特性，即不粘特性，直到 1950 年代中期才應(yīng)用于金屬炊具，才被商業(yè)化開發(fā)。時(shí)至今日，聚四氟乙烯是壁虎腳無法粘附的已知材料，

并且它獲得的知識(shí)證明比杜邦開發(fā)的其他其他產(chǎn)品都多。雖然 Plunkett 從未參與過聚合物的商業(yè)化，但他的名字出現(xiàn)在大多數(shù)知識(shí)證明中，并且他仍然是與 PTFE 相關(guān)的有名的人。

 

多年來，他的意外發(fā)現(xiàn)繼續(xù)獲得認(rèn)可。鑒于我們今天所知道的情況，歷史可能不會(huì)看好他后來參與含鉛汽油和 CFC 制冷劑的工作，但不可否認(rèn)的是，

聚四氟乙烯及其衍生聚合物的產(chǎn)生對(duì)我們現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大的有益影響。