User Rating: 4 / 5

Star ActiveStar ActiveStar ActiveStar ActiveStar Inactive
 

บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

 

ปัจจุบันมีสินค้าหลายชนิดที่ผสมหรือเคลือบสารเทฟลอน (Teflon) ไว้ในผลิตภัณฑ์ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องครัวโลหะต่าง ๆ หรือสีทาผนังบางยี่ห้อ เป็นต้น โดยเครื่องครัวและสีที่มีสารเทฟลอนผสมหรือเคลือบอยู่จะมีข้อดีคือ ช่วยให้ทำความสะอาดได้ง่าย เนื่องจากไม่ค่อยมีคราบสกปรกมาเกาะ หรืออาหารไม่ติดที่ก้นภาชนะเครื่องครัว

 

 

 

 

 โมเลกุลของสารเทฟลอนแบบ 3D (ซ้าย) สูตรโมเลกุลของสารเทฟลอน (ขวา)

 

สารเทฟลอนคืออะไร?


        สารเทฟลอน (Teflon) เป็นชื่อทางการค้าของสารโพลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน (polytetrafluoroethylene, PTFE) ดร.รอย เจ. พลันเก็ตต์ (Roy J. Plunkett) วิศวกรของบริษัทดูปองต์ เป็นผู้สังเคราะห์สารนี้ได้ในปี ค.ศ. 1938 ในขณะที่เขากำลังทดลองหาสารทำความเย็นตัวใหม่ ในตอนแรกบริษัทดูปองต์เองก็ไม่รู้ว่า จะนำสิ่งที่พบนี้ไปใช้ในทางการค้าได้ อย่างไร จนกระทั่งปี ค.ศ. 1946 บริษัทดูปองต์ก็สามารถเปิดตัวสินค้า ประเภทชิ้นส่วนเครื่องจักรที่เคลือบสาร เทฟลอนออกมา ซึ่งระยะแรกนั้นสินค้าที่มีการเคลือบสารเทฟลอน ก็ยังจำกัดอยู่เฉพาะสินค้า อุตสาหกรรมเท่านั้น จนกระทั่งช่วงกลางของทศวรรษที่ 1950 จึงมีการผลิตเครื่องครัว ที่เคลือบด้วยสารเทฟลอนออกวางจำหน่ายในท้องตลาด

 

 ดร.รอย เจ. พลันเก็ตต์


        สารเทฟลอนมีสมบัติเด่นคือ สารมีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานต่ำ หากพูดในอีกลักษณะที่ไม่ใช่วิชาการคือ สารเทฟลอนเป็นสารที่ ?ลื่น? นั่นเอง เมื่อสารเทฟลอนมีสมบัติลื่นมาก ผู้ผลิตสินค้าจึงใช้สารนี้รองพื้นผิวผลิตภัณฑ์ เช่น เครื่องครัวทำให้หมดปัญหาเรื่องอาหารติดกะทะ และเมื่อทอดยังไงอาหารก็ไม่ติดกะทะ ดังนั้นผู้บริโภคก็สามารถลดปริมาณไขมันในการประกอบอาหารลงได้ ซึ่งเป็นการรักษาสุขภาพทางอ้อม นอกจากนี้สารเทฟลอนยังถูกใช้เคลือบอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ลูกปืน เฟือง (gear) เพื่อลดความเสียดทานขณะเคลื่อนไหว

        เนื่องจากสารมีความลื่นมาก ดังนั้นมันจึงถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างผิววัสดุ ผลิตภัณฑ์หลายชนิด เช่น ลูกปืน เป็นต้น หรือแม้แต่ในผลิตภัณฑ์บางอย่างเช่น กระสุนปืน (bullet) ก็มีการใช้สารเทฟลอนมาประยุกต์ด้วย โดยผู้ผลิตกระสุนบางรายเคลือบหัวกระสุนด้วยสารเทฟลอน เพื่อลดแรงเสียดสีขณะ ลูกกระสุนวิ่งออกจากลำกล้องทำให้ลดความสึกหรอในลำกล้องปืน

        สมบัติเด่นอีกอย่างของสารเทฟลอนคือ ความเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่น ดังนั้นจึงมีการใช้สารนี้เคลือบผลิตภัณฑ์ประเภทท่อ และบรรจุภัณฑ์ที่ต้อง สัมผัสกับสารเคมีบางชนิดที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยา

ความลับของสารเทฟลอน


        การที่สารเทฟลอนมีความลื่น และเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยากับสารเคมีอื่นนั้น มีสาเหตุจากโครงสร้างโมเลกุลของตัวสารเอง สารเทฟลอนมีสูตรโมเลกุล ?[-CF2-CF2-]n- ที่ประกอบด้วยพันธะของคาร์บอน?คาร์บอน (C-C) และพันธะของคาร์บอน?ฟลูออรีน (C-F) ซึ่งพันธะระหว่างอะตอมทั้งสองชนิดเป็นพันธะเดี่ยว (single bond) ที่มีความแข็งแรงมาก การสลายพันธะจะต้องใช้พลังงานปริมาณมาก และเนื่องจากโมเลกุลของสารเทฟลอนเป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (nonpolar) จึงทำให้สารเทฟลอนเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่น

        นอกจากนี้สมบัติความลื่นของสารเทฟลอน ก็เกิดเนื่องจากแรงที่กระทำบริเวณ ผิวโมเลกุล (interfacial forces) ของสารเทฟลอนและโมเลกุลของสารอื่นมีน้อย ดังนั้นสารเทฟลอนจึงแสดงสมบัติความลื่นออกมา

สารเทฟลอนติดอยู่บนผิวภาชนะได้อย่างไร?


        เมื่อสารเทฟลอนลื่นมากจนไม่มีสารใดเกาะติดได้ แล้วผู้ผลิตนำสารนี้ไปเคลือบติดอผิวภาชนะได้อย่างไร? การเคลือบสารเทฟลอนลงบนพื้นผิวภาชนะมีหลายวิธี ซึ่งวิธีหนึ่งที่ใช้เคลือบสารเทฟลอนคือ นำภาชนะที่จะเคลือบมาขัดเซาะผิว จากนั้นพ่นสารรองพื้น (primer) ลงไป แล้วเคลือบด้วยสารเทฟลอน นำผลิตภัณฑ์ไปอบแห้ง และเคลือบสารเทฟลอนทับซ้ำลงไปอีกครั้งแล้วนำไปอบให้แห้ง ขณะที่อีกวิธีหนึ่งที่ใช้เคลือบสารเทฟลอนทำ โดยนำผงสารเทฟลอนผสมกับน้ำ และทำการฉีดพ่นลงบนพื้นผิวของภาชนะที่ต้องการแล้วนำไปอบ

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่เคลือบด้วยสารเทฟลอน

 

ความปลอดภัย


        โดยทั่วไปสารเทฟลอนไม่มีอันตราย แต่มีข้อมูลหนึ่งที่น่าสนใจคือ เมื่อเผาภาชนะเปล่าที่เคลือบด้วยสารเทฟลอนจนอุณหภูมิสูงเกินกว่า 400 องศาเซลเซียส (สารเทฟลอนมีจุดหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 327 องศาเซลเซียส) อนุภาคของสารเทฟลอนจะกลายเป็นไอและหลุดออกมาสู่บรรยากาศ ซึ่งไอของมัน สามารถทำให้เกิดอาการคล้ายกับอาการไข้จากหวัด (Polymer fume fever) แต่ปัญหานี้จะไม่เกิดขึ้นหากใช้งานภาชนะเคลือบสารเทฟลอนใ นช่วงอุณหภูมิใช้ ทำอาหารทั่วไป

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

  •  http://www.pslc.ws/mactest/level2.htm
  •  http://www.material.chula.ac.th/Radio47/March/radio3-3.htm
  •  http://www.material.chula.ac.th/RADIO44/november/radio11-4.htm
  •  http://www.school.net.th/library/create-web/10000/science/10000-204.html