日本大百科全書(ニッポニカ) 「フッ素樹脂」の意味・わかりやすい解説
フッ素樹脂
ふっそじゅし
fluorocarbon fiber
フッ化炭化水素の重合物の総称であり、熱可塑性樹脂に属する。「テフロン」Teflonという商品名でアメリカのデュポン社から市販されているものが多い。その需要の90%がポリテトラフルオロエチレンであり、そのほかにポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化エチレン‐プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどがある。
[垣内 弘]
製造法
代表的な単量体テトラフルオロエチレン(TFE)は のようにして合成される。中間体のジフルオロクロロメタンは商品名をフレオン22(Fleon-22)といい、冷媒として多量に使用されている。
TFEの重合はいろいろあるが銀内張りしたオートクレーブ中で酸素を触媒とした高圧重合法や、過酸化ベンゾイルを触媒にした懸濁重合法がある。
CF2=CF2→-CF2-CF2-CF2-CF2- (PTFE)
PTFEはポリエチレンの水素が完全にフッ素に置換したもので、しかも対称的な構造をもっている。炭素と水素の結合よりもこの炭素とフッ素の化学結合の結合解離エネルギーが大きいので、耐熱性、耐化学薬品性、耐候性が優れている。また、表面張力も小さいので電気的特性(とくに誘電特性)が抜群である。耐熱性、耐薬品性のあまりにも優れているために成形加工が困難となるし、また室温付近での機械的性質があまりよくないので、それらの点を改良するために変性したものが先に述べたPTFE以外のフッ素樹脂で、たとえばPCTFEは256~282℃の融点をもつので溶融加工が可能となる。さらに溶融加工ができ、しかも熱安定性と高温度における機械的性質の優れたテフロンPFAが開発された。融点は302~310℃でPTFEのそれに近い。PCTFEはケルF(Kel-F)とよばれ、零下80℃から200℃の温度範囲で使用可能である。PTFEは零下100℃から250℃までの可使温度範囲をもっている。
フッ素樹脂の用途は、一般のプラスチックでは使用できない高温とか低温用または化学薬品を使用する部分など、またテープとして電気絶縁テープは高温―低温サイクルの激しいモーター用などに用いられる。やや高価なことが欠点である。
[垣内 弘]