『化学㉔』スーパーエンプラ④フッ素樹脂 河東丈二

• 炭素原子（C）とフッ素原子（F）からなる直鎖状の高分子で、炭素原子とフッ素原子の結合力は有機結合の中で最も強く炭素原子同士の結合力も高い。（構造式）

• PTFE（Poly Tetra Fluoro Ethylene）poly沢山のギリシャ語　Tetraギリシャ数字４Fluoroフッ化　Ethyleneエチレン、要するに四フッ化エチレン樹脂

今回は材料難で苦労してるフッ素樹脂の特徴と種類に対して書きます。

特徴として

【非粘着性】

付着性の強い粘着物に対しても離型がよく、付着しないか、または、付着しにくい性質のことです。フッ素樹脂は表面エネルギー（表面張力）が低く、化学的に安定している分子構造により、多くの物質となじみにくく、非粘着性に優れます。

【撥水・撥油性】

表面に水や油がついても良く弾きます。よって汚れがつきにくく簡単に洗浄できます。フッ素樹脂は表面エネルギー（表面張力）が低く、水や油との表面張力の差が大きいため、濡れにくくほとんどの液体を弾くことができます。

【低摩擦性】

フッ素樹脂の中でも特にPTFEは、大変滑りやすく固体の中で最小の静摩擦係数をもっています。また、潤滑性に非常に優れていて固体潤滑剤としても利用されます。フッ素樹脂（PTFE）は分子構造が化学的に対称で直鎖状なので、表面の凹凸が少なく滑らかな表面をしているため低摩擦性に優れると考えられています。

【耐薬品性】

ほとんどすべての酸やアルカリ等の化学薬品に侵されたり、腐食することがほとんどありません。フッ素樹脂は分子間の結合力は大変強く、その安定した分子構造により優れた耐薬品性を発揮します。

※例外として溶融アルカリ金属や高温高圧環境でのフッ素ガスなどがあります。

【耐熱性】

樹脂の中では耐熱性が高く、260℃の高温に耐えます。

【電気特性】

絶縁耐力（絶縁破壊の強さ）、体積抵抗率、表面抵抗率は大きく、電気絶縁性に優れます。

【耐候性】

紫外線の影響を受けにくく長い時間屋外使用しても劣化することがありません。

【難燃性】

限界酸素指数（LOI）が95%以上の難燃性材料です。

【純粋性】

化学的に不活性で純粋性に優れます。

種類別では

名称　　　　　　　　　　　　特徴　　　　　　　　　　　　最高使用温度（耐熱温度）　　　　　　　PTFE（Poly Tetra Fluoro Ethylene）フッ素樹脂の中で最も多く生産される白色の結晶性樹脂で、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、潤滑性に優れます。260℃

FEP（Fluorinated Ethylene Propylene）PFAより早く開発された溶融性パーフルオロポリマーで、TFEとヘキサフルオロプロピレン（HFP)との共重合体です。PTFEに比べ耐熱性は低いですが耐薬品性、非粘着性に優れています。200℃

PFA（Per Fluoro Alkoxy polymer）PTFEの溶融粘度を下げて射出成形できるように開発された樹脂で、テトラフルオロエチレン（TFE)とパーフルオロビニルエーテル（PFVE)との共重合体でPTFEに匹敵する特性ながら、熱溶融成型が可能です。260℃

ETFE（Ethylene Tetra Fluoro Ethylen copolymer）TFEとエチレンとの共重合体で、非常に加工性が良い樹脂ですパーフルオロポリマーでないため、耐熱性、耐薬品性は少し低下します。150℃

ECTFE（Ethylene Chloro Tri Fluoro Ethylene copolymer）クロロトリフルオロエチレン（CTFE)とエチレンとの共重合体で、機械的強度や加工性に優れます。ETFEに比べ難燃性と硬さに優れています。150℃

PCTFE（Poly Chloro Tri Fluoro Ethylene）クロロトリフルオロエチレン（CTFE)の単独重合体で透明で硬く、ガス透過性がフッ素樹脂の中で最も小さいです。120℃

PVDF（Poly Vinyli dene Fluoride）フッ化ビニリデン（VdF)の単独重合体で、硬く、フッ素樹脂のなかで最も誘電率が高く、高温で極性溶媒に溶解します。150℃

PVF（Poly Vinyl Fluoride）フッ化ビニル（VF)の単独重合体で成型が難しいため、フィルムが主用途となっています。

TFE/PDD（Tetra Fluoro Ethylene/2,2-bistrifluoro-methyl-4,5-difluoro-1,3-dioxole）晶質フッ素樹脂で透明な樹脂です。紫外領域から赤外領域まで光透過性に優れ、低反射率、低屈折率などの光学特性を持ちます。

Fluoropolymer　　Joji Kawahigashi

This time, I will write about the characteristics and types of fluororesins that are struggling with material difficulties.

as a feature

[Non-adhesive]

It is a property of good release even for sticky substances with strong adhesion, and does not adhere or does not adhere easily. Fluororesin has low surface energy (surface tension) and a chemically stable molecular structure.

[Water and oil repellency]

It repels water and oil well on the surface. Therefore, it can be easily cleaned without getting dirty. Fluororesin has low surface energy (surface tension) and a large difference in surface tension from water and oil, so it is difficult to get wet and can repel most liquids.

[Low friction]

Among fluoropolymers, PTFE in particular is very slippery and has the lowest coefficient of static friction among solids. It is also used as a solid lubricant due to its excellent lubricity. Fluororesin (PTFE) has a chemically symmetrical molecular structure and is linear, so it is considered to have excellent low-friction properties because it has a smooth surface with few irregularities on the surface.

【chemical resistance】

It is almost never attacked or corroded by almost all chemicals such as acids and alkalis. Fluororesin has a very strong intermolecular bond and exhibits excellent chemical resistance due to its stable molecular structure.

* Exceptions include molten alkali metals and fluorine gas in high-temperature and high-pressure environments.

【Heat-resistant】

Among resins, it has a high heat resistance and can withstand high temperatures of 260°C.

[Electrical characteristics]

It has high dielectric strength (strength of dielectric breakdown), volume resistivity, and surface resistivity, and has excellent electrical insulation.

【Weatherability】

It is resistant to UV rays and does not deteriorate even when used outdoors for a long time.

【Flame retardance】

A flame-retardant material with a limiting oxygen index (LOI) of 95% or higher.

[Purity]

It is chemically inert and has excellent purity.

by type

Name　　　　　　　　　　　　Characters　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 260℃

FEP (Fluorinated Ethylene Propylene) is a meltable perfluoro polymer developed earlier than PFA and is a copolymer of TFE and hexafluoropropylene (HFP). It has lower heat resistance than PTFE but excellent chemical resistance and non-adhesiveness. 200℃

PFA (Per Fluoro Alkoxy polymer) is a resin developed to reduce the melt viscosity of PTFE for injection molding. It is a copolymer of tetrafluoroethylene (TFE) and perfluoro vinyl ether (PFVE) and has properties comparable to PTFE. , hot melt molding is possible. 260℃

ETFE (Ethylene Tetra Fluoro Ethylene copolymer) A copolymer of TFE and ethylene, it is a resin with excellent workability. Because it is not a perfluoro polymer, its heat resistance and chemical resistance are slightly reduced. 150℃

ECTFE (Ethylene Chloro Tri Fluoro Ethylene copolymer) A copolymer of chlorotrifluoroethylene (CTFE) and ethylene, it has excellent mechanical strength and workability. Superior in flame resistance and hardness compared to ETFE. 150℃

PCTFE (Poly Chloro Tri Fluoro Ethylene) is a homopolymer of chlorotrifluoroethylene (CTFE), transparent and hard, and has the lowest gas permeability among fluoropolymers. 120℃

PVDF (Poly Vinylidene Fluoride) A homopolymer of vinylidene fluoride (VdF), it is hard, has the highest dielectric constant among fluoropolymers, and dissolves in polar solvents at high temperatures. 150℃

PVF (Poly Vinyl Fluoride) is a homopolymer of vinyl fluoride (VF) and is difficult to mold, so it is mainly used for films.

TFE/PDD (Tetra Fluoro Ethylene/2,2-bistrifluoro-methyl-4,5-difluoro-1,3-dioxole) is a transparent crystalline fluororesin. It has excellent light transmission from the ultraviolet region to the infrared region and has optical properties such as low reflectance and low refractive index.