PTFE 대 PFOA: 완벽한 비교

이 광범위하고 유익한 연구에서는 PTFE와 PFOA를 자세히 설명하고, 그 구성 요소, 화학적 특성, 물리적 특성, 기계적 특성, 응용 분야, 이점 및 한계에 대해서도 설명합니다.

정의

PTFE는 열가소성 폴리머 ~로 만들어짐 테트라플루오로에틸렌 중합 그리고 고체 형태입니다. 동시에 PFOA는 합성 화학 물질로 다음과 같은 일부로 생성됩니다. 불소중합체 액체 형태입니다.

PTFE와 PFOA를 구성하는 요소

PTFE와 PFOA는 서로 다른 원소로 만들어져서 서로 다릅니다.

PTFE는 다음과 같은 요소로 구성됩니다.

• 탄소

각 탄소 원자는 다른 두 탄소 원자와 긴 사슬 모양의 탄소 원자 배열로 연결되어 있습니다.

• 플루오르

PTFE에는 불소 원자가 많이 들어 있습니다.

탄소 사슬은 불소 원자의 보호 덮개에 둘러싸여 있어 화학적으로 불활성이고 비교적 밀도가 높으며 탄소-불소 상호 작용이 매우 강력한 분자가 됩니다.

PFOA는 다음과 같은 성분으로 구성되어 있습니다.

• 산소

PFOA는 탄소 원자에 결합된 두 개의 산소 원자를 가지고 있습니다.

• 플루오르

PFOA는 탄소 원자에 결합된 불소 원자 10개를 가지고 있습니다.

• 탄소

PFOA는 탄소 원자가 8개입니다.

물리적 특성

PTFE의 물리적 특성은 다음과 같습니다.

 

• 매끄럽고 붙지 않음

PTFE는 테플론이라는 상표를 가지고 있습니다. 테플론 분자를 둘러싼 불소가 매끄러운 표면의 핵심입니다. 이러한 불소 원자 덕분에 테플론은 사실상 다른 모든 물질과의 접착에 강합니다.

• 모습

흰색이고 고체 형태입니다.

• 밀도

PTFE의 밀도는 약 2200kg/m3입니다.³.

• 낮은 마찰

PTFE의 불소 코팅은 마찰 계수를 낮추는 데 도움이 됩니다.

• 녹는점

최대 327°C의 높은 녹는점을 가지고 있습니다.

• 전기 절연

PTFE는 전기 에너지에 쉽게 침투하지 않으며, 저하되지 않고 높은 전압을 견딜 수 있습니다.

• 소수성

PTFE는 방수 폴리머입니다.

PFOA의 물리적 특성은 다음과 같습니다.

• 높은 비등점

최대 189°C의 높은 끓는점을 가지고 있어 고온에도 견딜 수 있습니다.

• 모습

PFOA는 뚜렷한 색깔이 없고 액체 형태이지만 특정 조건 하에서는 기체나 고체 형태일 수 있습니다.

• 소수성

PFOA는 불소탄소 사슬로 인해 소수성이 매우 강해 물을 밀어냅니다.

• 녹는점

PFOA의 녹는점은 67°C입니다.

화학적 특성

PTFE의 화학적 특성은 다음과 같습니다.

 

• 분해에 강함

PTFE는 탄소 원자와 불소가 존재하기 때문에 분해에 대한 저항성이 뛰어납니다.

• 무기력함

PTFE는 염기, 산 및 기타 부식성 화학물질에 의한 화학적 손상에도 매우 강합니다. 대부분의 용매는 PTFE에 영향을 미치지 않으며, 심지어 강력한 산과 염기조차도 PTFE와 쉽게 반응하지 않습니다.

• 반동

PTFE는 일반적으로 반응성이 없는 폴리머이므로 다른 화합물과 반응합니다.

• 내화학성

이 물질은 염기, 산, 부식성 화학물질 등의 화학적 공격에 매우 강합니다.

PFOA의 화학적 특성은 다음과 같습니다.

• 생물축적

PFOA와 그 화합물은 물, 토양, 새, 물고기에 축적될 수 있으며 일정하게 유지됩니다.

• 화학적 안정성

PFOA의 화학적 안정성은 비교적 높기 때문에 환경 속의 다른 화학 물질과 효율적으로 반응하지 않습니다.

기계적 특성

PTFE와 달리 PFOA는 합성 화학물질입니다. 재료 및 기타 화합물에서의 기계적 특성은 제조 방식과 재료 자체에 따라 달라질 수 있습니다.

PTFE의 기계적 특성은 다음과 같습니다.

• 인장강도

약 10-43MPa의 높은 인장강도를 가지고 있습니다.

• 연장

PTFE는 최대 500%의 높은 확장성을 가지고 있습니다.

• 압축성

이 폴리머는 분자 구조로 인해 압축성이 낮습니다.

매우 높은 온도에서는 PTFE의 부피와 모양이 변하지 않습니다.

• 다재

분자 구성으로 인해 적응성이 뛰어나 변형되지 않고 구부러지거나 휘어질 수 있습니다.

• 경도

이 폴리머는 부드럽기 때문에 경도가 매우 낮습니다.

장점

PTFE와 PFOA의 장점은 각각의 특성에 따라 다릅니다. PTFE의 장점은 다음과 같습니다.

• 매끄럽고 붙지 않음

PTFE는 매우 매끄럽고 끈적이지 않아 조리도구와 같은 붙지 않는 용도에 적합합니다.

• 화학 물질에 대한 내성

PTFE는 물, 화학물질, 염기, 산, 용매 및 기타 부식성 물질에 대한 내성이 매우 강합니다.

• 전기 절연

PFOA는 손상 없이 높은 전압을 견딜 수 있고 전기 에너지에 쉽게 허용되지 않기 때문에 뛰어난 전기 절연체입니다.

• 마찰이 적은 표면

PTFE는 마찰 계수가 매우 낮아 엔지니어링 분야에 적합합니다.

• 고온에 강함

PTFE는 손상 없이 최대 260°C까지 견딜 수 있으므로 고온에서도 사용하기에 적합합니다.

• 저항성 혹독한 환경과 기상 조건

PTFE는 극한의 기상 조건을 견딜 수 있으며 주로 야외 용도로 고려됩니다.

PFOA의 이점은 다음과 같습니다.

• 고온에 강함

PTFE와 마찬가지로 PFOA도 손상 없이 고온을 견딜 수 있습니다.

• 붙지 않는 장점

이 폴리머는 우수한 비점착성을 가지고 있어 식품 가공 장비와 조리도구에 사용됩니다.

• 화학 물질에 대한 내성

PFOA는 염기, 산 및 기타 부식성 화합물에 대한 내성이 매우 강합니다.

• 혹독한 환경을 견딜 수 있습니다

PFOA는 자외선 등 환경적 요인을 차단합니다.

단점

PTFE는 해당 분야에 적합한 뛰어난 장점을 가지고 있지만, 다음과 같은 한계도 있습니다.

• 색상 옵션의 제한

PTFE는 흰색이므로 다른 색상 옵션이 필요한 경우 적합하지 않을 수 있습니다.

• 비용

PTFE는 가공 및 제조 비용이 상당히 비싸고 비쌉니다.

• 제한된 고압 적용

PTFE는 압축 강도가 비교적 낮기 때문에 고압 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

• 본딩의 어려움

PTFE는 표면 에너지가 낮아 다른 재료와 빠르게 결합되지 않습니다.

• 비부패

PTFE는 생분해성이 아니기 때문에 손상이나 부패 없이 환경 속에서 매우 오랫동안 남아 있을 수 있습니다.

PFOA의 한계는 다음과 같습니다.

• 비용

PTFE와 마찬가지로 가공 및 제조의 어려움으로 인해 다른 소재에 비해 가격이 비싸고 비용이 많이 듭니다.

• 제한된 응용 프로그램

PFOA는 그 특성과 환경적 위험 때문에 같은 이점을 가진 다른 물질에 비해 용도가 제한될 수 있습니다.

• 건강 위험

PFOA는 암, 생식 및 면역 체계 장애와 같은 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 환경적 위험

PFOA와 그 화합물은 토양과 물에 지속적으로 존재하며 환경을 오염시킬 수 있으므로 환경에 위험합니다.

응용 프로그램

PTFE는 기계적, 물리적, 화학적 특성이 뛰어나 산업의 다양한 응용 분야에 적합합니다.

PTFE의 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 의료용 응용 분야

PTFE는 심장 패치, 교체용 인대, 혈관 의복 등 의료용 임플란트를 만듭니다.

• 전기 및 전자

PTFE는 회로 기판, 전기 절연체, 전선 절연체, 반도체 부품 등 전기 및 전자 부품을 만드는 데 사용됩니다.

• 자동차 산업

PTFE는 파워 스티어링과 변속기, 연료 밸브 스템 씰 라이닝, 개스킷, O-링, 샤프트 씰에 사용됩니다.

• 공학

PTFE는 파이프 코팅, 피팅, 베어링, 시트 및 플러그, 밸브 및 펌프 부품과 같은 건축 구성품을 만듭니다.

• 논스틱 코팅

PTFE는 식품 가공 장비, 베이킹 도구, 조리 도구의 코팅 표면을 만듭니다.

PFOA의 적용 분야는 다음과 같습니다.

• 소방용 폼

PFOA는 가연성 액체로 인한 화재를 진압하는 데 사용되는 소방 폼을 제조하는 과정에서 발생하는 부산물입니다.

• 카펫 및 섬유

PFOA는 먼지와 물에 강한 카펫과 직물 처리제 제조에 사용됩니다.

• 논스틱 코팅

PFOA는 베이킹 도구, 식품 가공 장비, 조리 도구 등의 노스틱 코팅을 만드는 데 사용됩니다.

결론

PTFE와 PFOA는 다른 성분과 용도를 가진 두 가지 다른 화합물입니다.

PTFE는 합성 중합체이고, PFOA는 다른 물질을 생성하는 합성 화합물입니다.

이들은 독특한 화학적 조성과 기계적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있어 다양한 응용 분야에 적합합니다.

PTFE는 환경 및 건강 문제 측면에서 PFOA에 비해 상당히 안전하고 불활성인 화합물로 간주됩니다.

PTFE는 다양한 용도로 활용 가능한 유익하고 적응성이 뛰어난 물질로 여겨집니다. 하지만 PFOA는 건강 및 환경에 위험을 초래할 수 있습니다.

더 많은 리소스:

PTFE 특성  -출처: 한자

과불화화합물(PFOA)  -출처: 위키피디아

PTFE 제조 공정 – 출처: 한자