Corrosion Resistant Products Ltd., z pomocą firmy Dupont, stworzyło to źródło informacji o tym, co może, a czego nie może spożywać teflon.

Oto lista:

• Sód i potas metaliczny - te redukują i usuwają PTFE, który znajduje zastosowanie w trawieniu PTFE
• Drobno rozdrobnione proszki metali, takie jak aluminium i magnez, powodują spalanie PTFE w wysokich temperaturach

Te reakcje prawdopodobnie redukują PTFE w sposób, który zaczyna się:

$$ \ ce {(CF2CF2) _ {n} + 2Na -> (CF = CF) _ {n} + 2NaF} $$

• Najpotężniejsze utleniacze na świecie, takie jak $ \ ce {F2} $, $ \ ce {OF2} $ i $ \ ce {ClF3} $ mogą utleniać PTFE w podwyższonych temperaturach, prawdopodobnie przez:

$$ \ ce {(CF2CF2) _ {n} + 2nF2 -> 2nCF4} $$

Podobne rzeczy mogą występują w ekstremalnych warunkach (temperatura i ciśnienie) z:

• Borany
• Kwas azotowy
• 80% NaOH lub KOH
• Chlorek glinu
• Amoniak, trochę amin i trochę imin

Aby dodać trochę do doskonałej odpowiedzi Bena ...

• Wiele czynników fluorujących reaguje również z PTFE, $ \ ce {XeF2 } $ i $ \ ce {CoF3} $ to przykłady
• Ben wspomniał o reakcji magnezu metalicznego. Zwykle w przypadku metali muszą one mieć bliski kontakt z powierzchnią PTFE, aby mogły reagować stopione metale lub metale rozpuszczone w bezwodnych rozpuszczalnikach.

Reakcja magnezu jest szczególnie interesująca, ponieważ służy jako podstawa rozbłysku termitu. Urządzenie pirotechniczne powszechnie używane w samolotach do obrony przed pociskami namierzającymi ciepło. Reakcję metali z PTFE przedstawia następujące równanie (wydaje mi się, że jest to ogólny opis reakcji metali z PTFE; podejrzewam o reakcję zaproponowaną przez Bena polegającą na utworzeniu poli-perfluoroacetylenu).

$$ \ ce {2Mg + - (C2F4) {-} → 2MgF2 + 2C} $$

Tworzenie $ \ ce {MgF2} $ jest niezwykle egzotermiczny. Ciepło wydzielane wraz z sadzą węglową stanowi nowy, znacznie gorętszy cel, na który atakujący pocisk może namierzyć.

Jeśli chodzi o to, czy istnieje coś bardziej odpornego, podejrzewam, że jest to mało prawdopodobne. Obligacja $ \ ce {CF} $ jest krótsza (135 po południu) niż $ \ ce {Si-F} $ (160 pm) i dlatego lepiej służy do zamykania i ochrony szkieletu węglowego. Chociaż istnieją inne polimery, które mają lepsze właściwości mechaniczne lub termiczne, nie znam żadnego, który miałby lepszą odporność chemiczną. W publikacji Polymers for Electronic & Photonic Application z 2013 r. Autor stwierdza: „PTFE jest najbardziej znanym polimerem odpornym chemicznie”.

Zdaję sobie sprawę, że ta odpowiedź nie opisuje „substancji chemicznej, która może zniszczyć PTFE”. Ponieważ jednak pytasz również „czy jest coś, co może zniszczyć teflon jedynie środkami chemicznymi?”, A aby uzupełnić pozostałe odpowiedzi, chciałbym dodać, że PTFE można łatwo zniszczyć za pomocą chemii radiacyjnej . (Chemia promieniowania to badanie wpływu chemicznego promieniowania na materię. Nie należy jej mylić z radiochemią, czyli chemią materiałów radioaktywnych.)

PTFE jest wyjątkowo wrażliwy na promieniowanie. PTFE ulega znacznym uszkodzeniom przy niższych poziomach ekspozycji na promieniowanie niż inne polimery. Ogólnie rzecz biorąc, PTFE jest uważany za nadający się do użytku bez żadnych znaczących ograniczeń tylko dla wchłoniętych dawek do 100 $ \ \ mathrm {Gy} $.

Ogólny wpływ promieniowania na polimery to tworzenie się gazu, sieciowanie łańcuchów polimerowych i rozrywanie łańcuchów polimerowych. W przeciwieństwie do większości innych polimerów, wszystkie atomy wodoru w PTFE są zastąpione atomami fluoru; dlatego nie zachodzi eliminacja wodoru lub fluorowodoru i odpowiadające temu tworzenie wiązań podwójnych. Eliminacja fluoru z powodu zerwania wiązania $ \ ce {C-F} $ jest możliwa; jednak ponieważ obligacje $ \ ce {C-C} $ są wyraźnie słabsze niż obligacje $ \ ce {C-F} $, przeważa zerwanie obligacji $ \ ce {C-C} $. Dlatego głównym efektem promieniowania na PTFE jest rozerwanie łańcucha polimeru (rozbicie dużej cząsteczki polimeru na mniejsze części). Z powodu braku elektronów π stany wzbudzone nie są szczególnie stabilizowane, co skutkuje wysokimi wydajnościami radiacyjno-chemicznymi. Ze względu na brak wiązań nienasyconych, brak grup funkcyjnych, które można łatwo usunąć, oraz ogólną obojętność chemiczną, PTFE nie może być usieciowany jak elastomer. Dlatego rozerwanie łańcucha polimeru nie jest kompensowane przez tworzenie nowych wiązań. Wraz z postępującym rozrywaniem łańcucha masa molowa polimeru jest dramatycznie zmniejszona z początkowej wartości około 6 $ \ times10 ^ 6 \ \ mathrm {g \ mol ^ {- 1}} $. Dzieli się go przez 4 $ po ekspozycji 250 $ \ \ mathrm {Gy} $ i przez około 20 $ przy dawce 1000 $ \ \ mathrm {Gy} $. *

Efekt redukcji masy cząsteczkowej jest przede wszystkim na właściwości mechaniczne. Wytrzymałość na rozciąganie zmniejsza się o 25 $ \ \% $ po ekspozycji 500 $ \ \ mathrm {Gy} $ io 50 $ \ \% $ dla dawki około 900 $ \ \ mathrm {Gy} $. W przypadku dawek powyżej 1500 $ \ \ mathrm {Gy} $ należy założyć zbliżającą się awarię materiału ze względu na kruche zachowanie i niestabilną propagację pęknięć.

Jeśli to możliwe, elementów PTFE należy unikać w środowisku o wysokim elektrownie, obiekty jądrowego cyklu paliwowego, urządzenia do napromieniania lub akceleratory cząstek).

* Fayolle, B .; Audouin, L .; Verdu, J .: Kruchość PTFE wywołana promieniowaniem. W: Polymer 44 (2003) 2773–2780.

Powierzchnię PTFE można zmienić chemicznie w celu związania z innymi materiałami za pomocą solwatowanych elektronów w ciekłym amoniaku (pozostawiając nienaruszoną masę PTFE). Do tego celu stosowano klasycznie metale alkaliczne, ale bardziej kontrolowaną reakcję uzyskuje się z elektrolitycznie generowanego roztworu magnezu. Zobacz Ref. 1. Ze streszczenia:

Roztwory solwatowanych elektronów w obecności magnezu oferują wiele zalet w obróbce powierzchni PTFE w porównaniu z klasycznymi roztworami solwatowanych elektronów w obecności alkaliów: polimer pozostaje biały zamiast czarnego, jego powierzchnia nie jest zniszczona i ma kontrolowany charakter hydrofilowy.

Odniesienie

1.K. Brace, C. Combellas, M. Delamar, A. Fritsch, F. Kanoufi, M. E. R. Shanahan i A. Thiébault, „A new reagent for surface treatment of polytetrafluoroethylene”, Chem. Commun. , 1996 , 403-404.

Podobne polifluuryny zostały rozłożone w mieleniu kulowym PTFE z suchym wodorotlenkiem potasu. Jest ciekawy artykuł Zhanga i wsp. [ 1], który jest naprawdę pouczający i sprawia, że ​​myślę, że PTFE zareaguje podobnie. Wszystko rozpada się na pierwiastki mineralne bez tworzenia się nieprzyjemnych przejści. Energia i ciśnienie stalowych kulek rozbijających KOH w polifluoryny powoduje, że reakcje przebiegają bez potrzeby etapu wodnego. Może to być odpowiedź na zmniejszenie wpływu odpadów PTFE na środowisko.

Referencje

1. Zhang, K .; Huang, J .; Yu, G .; Zhang, Q .; Deng, S .; Wang, B. Destruction of Perfluorooctane Sulfonate (PFOS) and Perfluorooctanoic Acid (PFOA) by Ball Milling. Environ. Sci. Technol. 2013 , 47 (12), 6471–6477. https://doi.org/10/gf5w4f.

To drobna uwaga na doskonałe pytanie i post, ale czy rozważasz pH i funkcję kwasowości Hammetta jako to samo dla superkwasów? Molarność protonów wymagana do uzyskania pH -25 jest dość zadziwiająca. Myślę, że biorąc pod uwagę powszechne zamieszanie wokół pH poniżej 0, należy zwrócić uwagę na ważne rozróżnienie. Bez wątpienia H2FSbF6 będzie miał pH gdzieś wśród wartości ujemnych w wielu, wielu rozcieńczonych stężeniach fluorowodorowych, ale jedynym prawdziwym sposobem oceny ze specyficznością jest Hammett. I z pewnością można by stwierdzić, że mieści się w zakresie, któremu przypisujesz jego pH.

Jeśli chodzi o materiały, które mogą chemicznie atakować PTFE, w mojej pracy w przemyśle rolniczo-chemicznym nie spotkałem jeszcze jednego Jednak uważam za interesujące, że podczas projektowania rurociągów dla stężonego HCl PTFE jest konsekwentnie oceniane jako „dobry” wybór do uszczelniania, a EPDM jest oceniane jako „lepsze”. Czy istnieje obawa przy długotrwałej ekspozycji na stężony HCl? Odpowiadam na pytanie pytaniem i nie nazywam się Sokrates, więc przepraszam, ale zastanawiałem się nad tym mimochodem.

HF może atakować PTFE powoli, ale kiedy już zacznie, może się rozprzestrzeniać samoczynnie. PTFE rozkłada się na więcej HF, który następnie atakuje sam siebie. Uważam za ironię, że PTFE jest wymieniony jako pojemnik na kwas fluorowodorowy, ale PTFE jest nieco przepuszczalny dla kwasu.