【元素家族——連載67】氟化工（三）塑料之王

20世紀的前50年，杜邦公司就是現在的谷歌、特斯拉、SpaceX，總有新發明新創造，引領了時代潮流。在氟利昂的商業化之後，他們又找到了新的商機。

普倫基特是美國杜邦公司傑克森實驗室的化學家。1938年夏天，普倫基特正在研究氯氟烴的製備，之前成功商業化的氯氟烴都是氯氟烷烴，可是他對氯氟烯烴產生了興趣。他選擇了最簡單的四氟乙烯，他將四氟乙烯存放在乾冰冷卻的鋼瓶里，以做進一步的研究。有一天，他和助手一起打開了鋼瓶，希望四氟乙烯氣化通過流量計進入反應器。沒多久，他們發現四氟乙烯的流動停止了，普倫基特發現鋼瓶里還有不少東西，他搖晃鋼瓶，發現裡面有一些固體物在響動。

【普倫基特的團隊正在研究四氟乙烯。】

他用一把鋼鋸把鋼瓶鋸開，竟然發現相當多的白粉末。普倫基特明白了，四氟乙烯聚合了，這白色粉末就是高分子聚合物：聚四氟乙烯。他繼續研究，得到了更好的方法製造更多的聚四氟乙烯。1941年，普倫基特通過專利首次把聚四氟乙烯公之於世。1945年，杜邦公司為聚四氟乙烯註冊了Teflon商標，中文稱為：特氟龍。

【杜邦的商標總是能成為一個產品的代名詞，我們的文章里已經接觸過好幾個了：Spandex，尼龍，Freon，Teflon。世界的發展需要這些偉大的創新公司】

聚四氟乙烯被製造出來以後，人們發現這實在是一種超強的材料。

它十分耐寒，即使到了-269.3度的低溫也沒有問題，在乾冰、液氮、液氧、液體空氣的溫度級別簡直就是小意思，甚至在液氦中也能保持金身不敗。它的耐熱性能雖說不像它的耐寒性能那麼優異，卻也能耐受250度的高溫。

它又特別耐腐蝕，不論是強酸強鹼，如硫酸、鹽酸、硝酸、燒鹼甚至王水，還是強氧化劑，比如重鉻酸鉀、高錳酸鉀，都不能動它半根毫毛。可以說，它的化學穩定性超過了玻璃、陶瓷、不鏽鋼，甚至黃金、白金。我們知道即使是黃金、白金在王水中也會溶解，然而，聚四氟乙烯在沸騰的王水中煮幾十個小時，卻依然如舊。所以，如果莫瓦桑時代就有這種材料，就不會有那麼多化學家在氟元素的發現上損失健康甚至生命了，當然這是個先有雞還是先有蛋的問題。

它又特別難被浸濕，在水中浸泡一年，它不會膨脹，重量也不會增加。至今，人們還沒發現有任何一種溶劑，能夠使聚四氟乙烯膨脹。

此外，聚四氟乙烯的介電性能也特別好，而且它的介電性能與頻率無關，也不隨溫度而改變，這讓它在電器中可以用作很好的絕緣材料。

聚四氟乙烯的這些性能讓它贏得了「塑料王」的美稱！

【PTFE是聚四氟乙烯的縮寫。示意圖是聚四氟乙烯的結構，你可以把它和聚乙烯類比，也就是說他把聚乙烯中的氫原子都變成了氟原子，氟碳鍵超強的鍵能提供了它各方面超強的特性。】

法國工程師馬克·格雷瓜爾是一個熱愛釣魚的人，他經常因為釣線糾纏到一起而煩惱。他發現聚四氟乙烯塗層的表面特別光滑，就將聚四氟乙烯塗在他的釣線上，果然，他的釣線如果糾纏到一起，只要輕輕一扯，就順溜的解開了。

1954年，他的妻子科萊特看到這一點，突發奇想，如果將聚四氟乙烯塗在鍋的表面，那以後豈不是會省心很多，再也不用擔心煎餅、麵條、米飯、肉醬沾到鍋上了。格里瓜爾聽了妻子的建議立即開動腦筋，廢寢忘食研製出了如何將聚四氟乙烯和鋁結合在一起的辦法，世界上第一隻「不粘鍋」就這樣誕生了。

【不粘鍋的表面就是聚四氟乙烯。主婦們請牢記，聚四氟乙烯只是塑料而已，千萬不能用鋼絲球去洗不粘鍋啊。】

近年來，有網路寫手炮製出一些聳人聽聞的小文章，提到不粘鍋表面的聚四氟乙烯是劇毒物質，並呼籲大家抵制不粘鍋；更有一些人提出，使用不粘鍋去烹調一些酸性食物，會釋放出致癌物質。這就有一點無知者無畏了，前面我們提到，聚四氟乙烯是很穩定的物質，完全化學惰性，酸性食物那麼點酸距離王水還遠著呢，怎麼可能跟聚四氟乙烯發生反應？換一句話說，即使有痕量的聚四氟乙烯進入人體，也不會在人體內發生化學反應。況且，只要不對著不粘鍋空燒，達到250度以上的高溫，聚四氟乙烯甚至不會熔融，更不會分解了。

所以，我們還是要懂化學啊，才能更好的生活。

【不粘鍋盡可放心使用。懂得化學，對這些無知謠言就會視而不見了。】

聚四氟乙烯這種塑料之王可不光是用於廚房裡呢，因為它特別光滑，在機械上的各種軸承、齒輪、滑輪都可以用它來做。它的表現遠勝於酚醛樹脂、尼龍，可能只有超高分子量的聚乙烯才能跟它媲美。

【這些機械元件都是聚四氟乙烯材料做的。】

聚四氟乙烯塗層這優異的特性也不能光被用在不粘鍋上啊，其實它已經用在很多複合材料的塗層上，甚至在航空業的飛機上。

【聚四氟乙烯用于飛機表面塗層。】

高端複合材料多為碳纖維和玻璃纖維，這二者的耐腐蝕性能比聚四氟乙烯要弱很多，因此將它們外面塗一層聚四氟乙烯，起到很好的隔離作用。這不光用於航空業，還可以用於建築等其他領域，舉世聞名的迪拜阿拉伯塔就是其中一例。

【阿拉伯塔號稱7星級酒店，其外表用的是塗覆了聚四氟乙烯的玻璃纖維，這些表面膜材料可以有效的抵抗紫外線、火災、晝夜溫差和沙塵暴。一到晚上，它們就變成了一個巨大的投影屏幕，將奢華放縱到極致。】

文末，推薦一下我的公眾號：理性邊界。《元素家族》系列文章已經寫到鉑系元素，歷經200多篇，在公眾號里全系列連載。但知乎上均為審閱版本，公眾號里為原始版本，希望大家多多指點。

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