История тефлона

Давайте узнаем, как все происходило дальше…

В своем журнале Планкетт отметил, что это вещество «тает при температуре, приближающейся к красному калению, и сгорает без остатка».

Но самым интересным было то, что оно не реагировало на фреон, эфир, бензин, алкоголь, серную кислоту, ледяную уксусную кислоту, азотную кислоту, плесень и грибок. Дальнейшие испытания показали, что данное вещество не ржавело и не раздувалось в воде, не реагировало на солнечный свет. После повторного получения случайно обнаруженного в канистрах вещества Планкетт подал заявку на патент и в 1941 г. получил его. В течение последующих трех лет ученые DuPont пытались найти способ безопасного производства полимерного ТФЭ (ПТФЭ) в массовых количествах. Метод получения этого вещества, случайно обнаруженный Планкеттом и Ребоком, оказался очень опасным, так как неоднократно приводил к взрывной реакции из-за выделения в ходе реакции большого количества тепла. В конце концов в результате экспериментов был найден безопасный, хотя и дорогостоящий способ. Тем временем DuPont начала искать у ПТФЭ полезные потребительские качества. Самым многообещающим было его сопротивление электрическому току и большинству химических реакций, что, разумеется, нашло бы применение в промышленности.

Но каким образом использовать это вещество в коммерческих целях, никто не знал. С начала Второй мировой войны эта проблема решилась сама собой, и компания DuPont сконцентрировалась на промышленном использовании продукта.



Ученым, работавшим над Манхэттенским проектом (кодовое название работы по созданию первой атомной бомбы в США в период Второй мировой войны), требовалось оборудование, которое могло бы выдержать воздействие высококоррозийного (едкого) уранового газа, необходимого для создания одной из частей первой атомной бомбы. ПТФЭ как нельзя лучше подходил для этого, и DuPont согласилась зарезервировать весь выпускаемый объем вещества для правительственных нужд. По соображениям безопасности ПТФЭ было присвоено кодовое название К-416. На Манхэт-тенский проект уходило около двух третей всего выпускаемого DuPont ПТФЭ, остаток использовали для других военных целей. Кроме того, это вещество оказалось идеальным для изготовления носовых конусов бомб, потому что обладало электрическим сопротивлением и было невидимо для радаров. Его применяли также в авиационных двигателях, при производстве взрывчатых веществ, в радарных системах бомбардировщиков и в качестве обшивки для резервуаров с жидким топливом, поскольку существовавшая тогда обшивка была менее прочной и трескалась при низких температурах. Когда война подходила к концу, было принято решение продолжить исследования по выявлению новых возможностей коммерческого использования чудесного вещества, которое теперь получило название тефлон. И хотя никакое другое изделие не обладало такой же коррозийной устойчивостью, прочностью и простотой в эксплуатации, компании пришлось столкнуться со значительными трудностями.

Поскольку тефлон имел точку плавления слишком высокую, отливать из него формы было непросто. Кроме того, ученым- химикам из DuPont пришлось столкнуться с гораздо более трудной проблемой: как заставить самый нелипкий в мире материал прилепиться к чему-либо еще. Опыты привели к созданию нескольких пригодных форм тефлона. Они создавались разными способами: гранулы тефлона сжимали и путем обжига делали из них блоки; перемешивали тефлоновый порошок и использовали его для нанесения на провода и трубы; с помощью «водной дисперсии» изготавливали эмаль, которую распыляли или наносили на поверхность кистью, затем обжигали; листы тефлона прикрепляли к предметам шурупами; детали машин помещали в слой тефлонового порошка. Чтобы получить достаточно толстую тефлоновую пленку, большинство этих способов нужно было повторять несколько раз.

+

Тефлон применяли при изготовлении прокладок, клапанов, насосов и подшипников. К 1949 г. тефлон использовали также в процессе промышленной обработки продуктов питания. Покрытые тефлоном противни для хлеба и жестяные банки для печенья стали стандартным оборудованием во многих пекарнях и на кондитерских фабриках. Появились покрытые тефлоном конвейерные ленты. В телевизионном рекламном ролике за 1953 г. DuPont показала тефлоновый противень для хлеба, на котором «было выпечено 1258 хлебных батонов и при этом не было использовано ни капли масла». Но тут DuPont немного сбавила обороты. В первом варианте сценария рекламного ролика говорилось о том, что сковороды с длинными ручками вскоре будут покрывать тефлоном, однако эту строчку удалили еще до того, как был снят этот ролик, так как линию по производству таких сковород разобрали. DuPont н е спешила рекламировать покрытую тефлоном кухонную посуду, предназначенную для домашних нужд, боясь, что это может привести к бытовым травмам и судебным искам. Испытания показали, что при температуре 620 градусов по Фаренгейту тефлон мог расплавиться, и это представляло проблему — ведь кухонные плиты могли нагреваться еще сильнее. Кроме того, сковороды обычно изготавливались из алюминия, и DuPont предстояло придумать способ крепления к нему тефлона. Ученые также обнаружили, что во время приготовления пищи на тефлоновом покрытии требовалось проветривать помещение, потому что при высоких температурах выделялось небольшое количество газообразных продуктов распада (хотя пары, выделяемые перегретыми тефлоновыми сковородами, были менее токсичны, чем пары от разогретого растительного масла). Исходя из этого, DuPont решила продолжать продвижение нового продукта с большой осторожностью. И тут появился Марк Грегуар, французский инженер. У Гре-гуара был друг, который изобрел способ крепления тефлона к алюминию. Он заливал алюминиевую поверхность кислотой, для того чтобы на ней образовались микроскопические ямочки, после чего посыпал эту поверхность порошком из тефлона, нагревал его до температуры чуть ниже точки плавления и таким образом заставлял тефлон приклеиваться к алюминию. В результате образовывалось тефлоновое покрытие, которое не плавилось. Тогда Грегуар решил покрыть тефлоном свои рыбацкие снасти, чтобы они не спутались.

Полученный эффект ему понравился, а его жена Коллетт попросила нанести тефлон на сковороды. Грегуар согласился попробовать и после многочисленных экспериментов получил желаемое. В конечном счете в 1954 г. ему был выдан патент на изобретение тефлонового покрытия. В 1955 г. Грегуары открыли свое дело: Марк покрывал сковороды тефлоном на своей кухне, а Коллетт продавала их на улице французским поварам, которые, несмотря на приверженность традициям, раскупали этот товар на ура. В 1956 г. Грегуары основали Tefal Corporation и открыли свою фабрику. Вскоре после этого министерство здравоохранения Франции объявило о том, что сковороды с тефлоновым покрытием безопасны для здоровья. В 1958 г. французское министерство сельского хозяйства одобрило использование тефлона в пищевой промышленности. В том же году Грегуары продали один миллион сковород. Два года спустя продажи приблизились к цифре «три миллиона». Успех этой разработки не остался незамеченным DuPont. Компания решила получить разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (УСН) (США) на использование тефлоновой посуды при приготовлении пищи. С удвоенной энергией DuPont принялась тестировать сковороды и другую кухонную утварь при самых экстремальных температурах.



В 1960 г. компания предоставила УСН огромное количество собранной за девять лет информации, касающейся «поведения» тефлона на кухне. Через несколько месяцев УСН дало заключение, что эти смолы не представляют никакой опасности. Но даже после этого и несмотря на то, что во Франции Грегуары извлекали из тефлона баснословную прибыль, DuPont не спешила ускоряться; продвижение на рынок кухонной посуды с тефлоновым покрытием не являлось первоочередной задачей компании. И тут появился Том Харди. Харди познакомился с Марком Грегуаром в 1958 г., во время деловой поездки во Францию. Француз рассказал Харди о своем бизнесе и о фабрике, которую он строил. Возвратившись в Штаты, Харди пришел к выводу, что сковороды с тефлоновым покрытием могут очень хорошо продаваться и в США, однако Грегуар не горел желанием сотрудничать с американцем. Но, поскольку деньги помогают людям преодолевать самое сильное сопротивление, Харди вскоре добился права на выпуск кухонной посуды с антипригарным покрытием по технологии Tefal. Следующие два года он потратил на то, чтобы убедить производителей в прибыльности изготовления посуды с тефлоновым покрытием, но все его попытки сделать это закончились провалом. Посуда с антипригарным покрытием тогда была еще в диковинку.

Обескураженный, но не сдавшийся Харди решил тогда купить 3000 сковород у своего французского коллеги. Получив самую первую в США партию сковород с тефлоновым покрытием, Харди складировал ее в сарае на своей овцеводческой ферме в штате Мэриленд. Позже, обойдя двести магазинов, он не получил ни единого заказа. Однако и на этот раз Харди проявил настойчивость. Он встретился с руководством DuPont и сумел убедить их в том, что посуда с антипригарным покрытием могла бы стать для них новым высокодоходным делом. Получив в союзники такую гигантскую компанию, Том Харди наконец смог встретиться с менеджером по закупкам крупной торговой сети Macy’s. Харди встретился с Джорджем Эдельштайном в его крошечном полуподвальном офисе в Нью-Йорке. Эдельштайн заказал ему небольшую партию сковород. 15 декабря 1960 г. первые сковороды с тефлоновым покрытием были выставлены на продажу в Масу ‘s Herald Square no 6,94 доллара за штуку. Раскупили их быстро. После этого Харди встретился с Роджером Хорчоу, закупщиком для магазинов Неймана Маркуса. Несмотря на то что его магазин не торговал кухонной посудой, Хорчоу согласился взять на пробу одну из сковород и отдал ее на тестирование редактору поваренной книги. Разумеется, та пришла от нее в восторг, и Нейман Маркус продал 2000 сковород всего за неделю. Хорчоу позже вспоминал: «Еще нераспакованные сковороды были навалены одна на другую, как на оптовом складе, и расходились у продавцов мгновенно». Довольно быстро Харди завалили заказами, и запас сковород в его сарае скоро испарился. Грегуар был не в состоянии удовлетворить американский спрос (который в середине 1961 г. достиг миллиона сковород в месяц), поэтому Харди построил собственную фабрику.

К несчастью для мистера Харди, несколько крупных американских компаний, производивших кухонную посуду, тоже решили начать выпуск сковород с тефлоновым покрытием. В одночасье рынок кухонной посуды перенасытился изделиями подобного рода, а поскольку у американских производителей не было опыта по созданию тефлоновых покрытий, большинство сковород были низкого качества. Массовый спрос на подобную посуду улетучился так же внезапно, как и появился. Сковороды с антипригарным покрытием приобрели дурную репутацию. Склады были забиты непроданным товаром. И как ни печально, но Тому Харди пришлось продать свою фабрику. Однако в DuPont все еще верили, что этот товар обладает огромным потенциалом. Компания провела исследование и обнаружила, что изделия низкого качества получались из-за нарушения технологии при их производстве, в результате чего выпускались низкокачественные сковороды, покрытие которых отскабливалось слишком легко. Поэтому DuPont установила стандарты качества покрытий из тефлона для всех производителей и инициировала программу сертификации.

К 1968 г. DuPont разработала тефлон-П, который не только не давал пище прилипать к сковороде, но и обладал повышенной царапостойкостью. Появившиеся позднее разновидности кухонной посуды имели более толстый слой тефлона, который увеличивал их прочность. Сегодня изделия из тефлона, который когда-то не имел никакой коммерческой ценности, можно найти почти в любом доме. Помимо широкоизвестных сковород, тефлон, как оказалось (что неудивительно), прекрасно отталкивает воду, применяется в качестве водоотталкивающего и пятнопредотвращающего средства для ковров, одежды, домашней утвари и мебели. В виде волокна тефлон используется в носках, для того чтобы уменьшить трение и предотвратить образование мозолей. Что касается Грегуаров, то их кухонная посуда Tefal остается стандартом для всей отрасли. И в самом деле, у автора идеи есть свои преимущества.



Исследователям тефлона и специалистам пришлось столкнуться с очень сложной проблемой, как заставить секретный материал прикрепиться к чему либо. Чего они только не делали: использовали тефлоновый порошок для нанесения на провода, расплавляя его, изготавливали эмаль и распыляли или наносили на поверхность кистью, обжигали. И наконец, листы тефлона просто напросто прибивали гвоздями к стратегическим объектам.

Сегодня на предприятие тефлон попадает в жидком виде. Это тефлоновая пыль смешанная с водой. Перед тем как приступают к работе, антипригарный состав тщательно взбалтывают, чтобы на готовом покрытии не появились комочки.

Для того, что бы нанести тефлон на сковородку с неё нужно «содрать кожу». Посуду обрабатывают струей алюминиевого песка под давлением от пяти до восьми атмосфер. После этой процедуры на её поверхности образовываются тысячи микро царапин. Заполнив каждую из них, покрытие и зацепляется за сковородку. Но перед этим с посуды смывают абразивную пыль и наносят грунт. Он является первым слоем покрытия и в отличии от антипригарного покрытия моментально липнет к сковороде. А вот на грунт уже наносят сам тефлон. Его требуется примерно пять грамм на одну сковороду, ведь он ложится очень тонким слоем 20-25 микрон. Жидкий, напылённый тефлон моментально впитывается в просушенный грунт. Но для того, что бы он закрепился, сковородки отправляют в печь. При температуре 440 градусов тефлоновый раствор проникает в микропоры грунта и сплавляется с ним. Именно благодаря грунту тефлон прочно удерживается на поверхности.

Так рождается детище современного кухонного оборудования – сковорода с тефлоновым покрытием и с невидимым, но очень важным компонентом – слоем грунта под ним.

Основные свойства тефлона

Тефлон обладает многими чудесными свойствами: имеет крайне низкий коэффициент трения;. очень устойчив к воздействию самых агрессивных химикатов; надежно противостоит ферментам и микробам. Он выдерживает очень высокие и очень низкие температуры. Он очень прочен и не боится воды. Испытания показали, что тефлон не теряет своих свойств даже после многолетнего пребывания в воде. Чтобы бы люди об этом не забывали, фирма Дюпон каждый год тратит более 50 миллионов долларов на рекламу продукции, в которой используется тефлон. И в первую очередь подчеркиваются его функциональные свойства, такие как:

• низкий коэффициент трения
• поверхность, к которой ничего не прилипает
• устойчив к химикатам (можно кипятить в «Царской водке»)
• биологически устойчив (не разрушается ферментами и микробами)
• стабильность при температурах от -100°С до + 260°С
• невосприимчивость к воздействию воды (даже многолетнего)
• прочность и долговечен
• физиологическая нейтральность (разрешен к употреблению в пищевой промышленности организациями BGA (Федеральный Союз оптовой и внешней торговли) и FDA (Комитет пищевой и лекарственной промышленности США)
• негорючесть
• простота в обработке

Уникальные свойства тефлона делают изделия из него незаменимыми в химической, электротехнической промышленности, приборостроении, машиностроении, пищевой, легкой и медицинской промышленности. Тефлон пользуется огромным спросом в нефтеперерабатывающей отрасли. В зависимости от условий применения используются изделия из смеси с различными компонентами: коксом, дисульфидом молибдена, стеклопорошком и углеродным волокном. При введении добавок повышается стойкость к истиранию, жесткость, прочность при сжатии, уменьшается деформация при нагрузке, при этом большинство ценных качеств тефлона не изменяются.

В силу своей биоинертности тефлон полностью безвреден для организма. Даже если полимерный слой поцарапан и мелкие частицы его попали в пищу — нет повода беспокоиться. Они без изменений проходят через желудочно-кишечный тракт и выводятся наружу.

Тефлон и текстильные изделия

Большой интерес вызвал тефлон и в текстильной промышленности. С помощью него удалось создать ткани с удивительными свойствами. Их отличает:
• повышенная теплостойкость
• высокая износостойкость
• полная инертность к жирам и маслам
• отсутствие запаха
Достоинства тканей с тефлоновым покрытием ощутили люди во всем мире. Компания Дюпон проводила исследования покупателей и получила очень интересные данные. По мнению 4-х из 5-и опрошенных, ткани с тефлоном должны стоить дороже обычных, и люди готовы за это переплачивать. Более чем две трети женщин, сообщили, что предпочли бы купить для дома текстильные изделия с тефлоновой пропиткой. Такие высокие показатели не случайны. Сегодняшний насыщенный образ жизни, вынуждает людей тратить больше денег на качественные вещи, которые сочетают удобство, красоту, долговечность и практичность.

Ткани с тефлоновым покрытием одобрены FDA (Комитетом пищевой и лекарственной промышленности США) и BGA (Федеральным Союзом оптовой и внешней торговли Германии) к применению в медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности