Corrosion Resistant Products, Ltd. hat mit Hilfe von Dupont diese Informationsquelle darüber eingerichtet, was Teflon essen kann und was nicht.

Hier ist eine Liste:

• Natrium- und Kaliummetall - diese reduzieren und entfluorieren PTFE, das beim Ätzen von PTFE Verwendung findet.
• Feinteilige Metallpulver wie Aluminium und Magnesium führen dazu, dass PTFE bei hohen Temperaturen verbrennt

Diese Reaktionen reduzieren PTFE wahrscheinlich auf eine Weise, die beginnt:

$$ \ ce {(CF2CF2) _ {n} + 2Na -> (CF = CF) _ {n} + 2NaF} $$

• Die weltweit stärksten Oxidationsmittel wie $ \ ce {F2} $, $ \ ce {OF2} $ und $ \ ce {ClF3} $ können Oxidieren Sie PTFE bei erhöhten Temperaturen, wahrscheinlich durch:

$$ \ ce {(CF2CF2) _ {n} + 2nF2 -> 2nCF4} $$

Ähnliche Dinge können treten unter extremen Bedingungen (Temperatur und Druck) auf mit:

• Boranen
• Salpetersäure
• 80% NaOH oder KOH
• Aluminiumchlorid Ammoniak, einige Amine und einige Imine

Nur um etwas zu Bens hervorragender Antwort hinzuzufügen ...

• Eine Reihe von Fluorierungsmitteln reagieren auch mit PTFE, $ \ ce {XeF2 } $ span> und $ \ ce {CoF3} $ span> sind Beispiele
• Ben erwähnte die Reaktion von Magnesiummetall. Typischerweise müssen Metalle in engem Kontakt mit der PTFE-Oberfläche stehen, damit geschmolzene Metalle oder in wasserfreien Lösungsmitteln gelöste Metalle reagieren.

Die Magnesiumreaktion ist von besonderem Interesse, da sie als Grundlage für die Thermit -Fackel dient. Ein pyrotechnisches Gerät, das üblicherweise in Gegenmaßnahmen verwendet wird, mit denen Flugzeuge wärmesuchenden Raketen ausweichen. Die Reaktion von Metallen mit PTFE ergibt sich aus der folgenden Gleichung (ich denke, dies ist die allgemeine Beschreibung für die Reaktion von Metallen mit PTFE; ich vermute die von Ben vorgeschlagene Reaktion unter Bildung von Polyperfluoracetylen). P. >

$$ \ ce {2Mg + - (C2F4) {-} → 2MgF2 + 2C} $$ span>

Die Bildung von $ \ ce {MgF2} $ span> ist extrem exotherm. Die Wärme, die zusammen mit dem Kohlenstoffruß abgegeben wird, bietet ein neues, viel heißeres Ziel für die angreifende Rakete.

Ob es etwas Widerstandsfähigeres gibt, halte ich für unwahrscheinlich. Die $ \ ce {CF} $ span> -Bindung ist kürzer (135 pm) als die $ \ ce {Si-F} $ span> -Bindung (160 pm) und dient daher besser dazu, das Kohlenstoffgerüst zu umhüllen und zu schützen. Während es einige andere Polymere gibt, die bessere mechanische oder thermische Eigenschaften haben, sind mir keine bekannt, die eine bessere chemische Beständigkeit aufweisen. In Polymers for Electronic & Photonic Application aus dem Jahr 2013 gibt der Autor an, dass "PTFE das chemisch beständigste bekannte Polymer ist".

Mir ist bekannt, dass diese Antwort keine „Chemikalie, die PTFE zerstören kann“ beschreibt. Da Sie jedoch auch fragen, ob es irgendetwas gibt, das Teflon nur auf chemischem Wege zerstören kann, und um die anderen Antworten zu vervollständigen, möchte ich hinzufügen, dass PTFE mit Hilfe der Strahlungschemie leicht zerstört werden kann . (Die Strahlungschemie ist die Untersuchung der chemischen Auswirkungen von Strahlung auf Materie. Sie darf nicht mit der Radiochemie verwechselt werden, bei der es sich um die Chemie radioaktiver Materialien handelt.)

PTFE ist außerordentlich strahlungsempfindlich. PTFE wird bei geringerer Strahlenexposition als andere Polymere erheblich geschädigt. Im Allgemeinen wird PTFE ohne wesentliche Einschränkungen nur für absorbierte Dosen von bis zu 100 $ \ \ mathrm {Gy} $ verwendet.

Die allgemeinen Strahlungseffekte auf Polymere sind die Bildung von Gas, die Vernetzung von Polymerketten und die Spaltung von Polymerketten. Im Gegensatz zu den meisten anderen Polymeren sind alle Wasserstoffatome in PTFE durch Fluoratome substituiert; Daher kommt es nicht zur Eliminierung von Wasserstoff oder Fluorwasserstoff und zur entsprechenden Bildung von Doppelbindungen. Die Eliminierung von Fluor aufgrund eines Bindungsbruchs von $ \ ce {C-F} $ ist möglich; Da jedoch $ \ ce {C-C} $ -Anleihen deutlich schwächer sind als $ \ ce {C-F} $ -Anleihen, überwiegt der Bruch von $ \ ce {C-C} $ -Anleihen. Daher ist der primäre Effekt der Strahlung auf PTFE die Spaltung der Polymerkette (Aufbrechen des großen Polymermoleküls in kleinere Teile). Aufgrund der Abwesenheit von π-Elektronen sind die angeregten Zustände nicht besonders stabilisiert, was zu hohen strahlungschemischen Ausbeuten führt. Aufgrund des Fehlens ungesättigter Bindungen, des Fehlens funktioneller Gruppen, die leicht beseitigt werden können, und der allgemeinen chemischen Inertheit kann PTFE nicht wie ein Elastomer vernetzt werden. Daher wird die Spaltung der Polymerkette nicht durch die Bildung neuer Bindungen kompensiert. Mit fortschreitender Kettenspaltung wird das Molgewicht des Polymers von einem Anfangswert von etwa $ 6 \ mal 10 ^ 6 \ \ mathrm {g \ mol ^ {- 1}} $ dramatisch reduziert. Es wird durch $ 4 $ nach $ 250 \ \ mathrm {Gy} $ Exposition und durch ungefähr $ 20 $ für eine Dosis von $ 1000 \ \ mathrm {Gy} $ geteilt. *

Der Effekt der Molekulargewichtsreduktion ist hauptsächlich auf mechanische Eigenschaften. Die Zugfestigkeit wird nach $ 500 \ \ mathrm {Gy} $ Exposition um $ 25 \ \% $ und bei einer Dosis von ca. $ 900 \ \ mathrm {Gy} $ um $ 50 \ \% $ reduziert. Bei Dosen über $ 1500 \ \ mathrm {Gy} $ muss aufgrund eines spröden Verhaltens mit instabiler Rissausbreitung von einem bevorstehenden Materialversagen ausgegangen werden.

Wenn möglich, sollten PTFE-Komponenten in Umgebungen mit hoher Strahlung (nuklear) vermieden werden Kraftwerke, Kernbrennstoffkreislaufanlagen, Bestrahlungsanlagen oder Teilchenbeschleuniger).

* Fayolle, B.; Audouin, L.; Verdu, J.: Strahleninduzierte Versprödung von PTFE. In: Polymer 44 (2003) 2773–2780.

Eine PTFE-Oberfläche kann zur Bindung an andere Materialien durch solvatisierte Elektronen in flüssigem Ammoniak chemisch verändert werden (wobei das PTFE-Volumen intakt bleibt). Hierfür wurden klassisch Alkalimetalle verwendet, aber eine kontrollierte Reaktion wird aus einer elektrolytisch erzeugten Magnesiumlösung erhalten. Siehe Ref. 1. Aus der Zusammenfassung:

Lösungen von solvatisierten Elektronen in Gegenwart von Magnesium bieten viele Vorteile für die Oberflächenbehandlung von PTFE im Vergleich zu den klassischen Lösungen von solvatisierten Elektronen in Gegenwart von Alkalien: Das Polymer bleibt erhalten weiß statt schwarz, seine Oberfläche wird nicht zerstört und weist einen kontrollierten hydrophilen Charakter auf.

Referenz

1.K. Brace, C. Combellas, M. Delamar, A. Fritsch, F. Kanoufi, M.E.R. Shanahan und A. Thiébault, "Ein neues Reagenz zur Oberflächenbehandlung von Polytetrafluorethylen", Chem. Commun. , 1996 , 403-404.

Ähnliche Polyfluore wurden durch Kugelmahlen von PTFE mit trockenem Kaliumhydroxid zersetzt. Es gibt einen interessanten Artikel von Zhang et al. [ 1], was wirklich informativ ist und mich dazu bringt, dass PTFE ähnlich reagieren würde. Alles zerfällt in mineralische Elemente, ohne dass sich böse Zwischenräume bilden. Die Energie und der Druck der Stahlkugeln, die das KOH in die Polyfluore zerschlagen, bewirken, dass die Reaktionen ohne wässrige Stufe ablaufen. Dies könnte die Antwort auf die Verringerung der Auswirkungen von PTFE-Abfällen auf die Umwelt sein.

Referenzen

1. Zhang, K.; Huang, J.; Yu, G.; Zhang, Q.; Deng, S.; Wang, B. Zerstörung von Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) durch Kugelmahlen. Umgebung. Sci. Technol. 2013 , 47 (12), 6471–6477. https://doi.org/10/gf5w4f.
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Es ist ein kleiner Punkt zu einer ausgezeichneten Frage und einem Beitrag, aber betrachten Sie den pH-Wert und die Hammett-Säurefunktion hier als dasselbe für Supersäuren? Die Molarität der Protonen, die für einen pH-Wert von -25 erforderlich sind, ist ziemlich umwerfend. Ich denke, angesichts der allgemeinen Verwirrung über pH-Werte unter 0 ist es ein wichtiger Unterschied, darauf hinzuweisen. Ohne Zweifel wird H2FSbF6 in vielen, vielen verdünnten Flussmittelkonzentrationen irgendwo im negativen Bereich einen pH-Wert erreichen, aber der einzige wirkliche Weg, um mit Spezifität zu bewerten, ist Hammett. Und es könnte sich sicherlich in dem Bereich befinden, dem Sie den pH-Wert zuschreiben.

Was Materialien betrifft, die PTFE chemisch angreifen können, habe ich bei meiner Arbeit in der agrarchemischen Industrie noch keinen gefunden Ich finde es jedoch interessant, dass bei der Auslegung von Rohrleitungen für konzentrierte HCl PTFE durchweg als „gute“ Wahl für die Dichtung und EPDM als „besser“ eingestuft wird. Gibt es Bedenken bei längerer konzentrierter HCl-Exposition? Ich beantworte eine Frage mit einer Frage und mein Name ist nicht Sokrates, also entschuldige ich mich, aber ich habe mich im Vorbeigehen gefragt.

HF kann PTFE langsam angreifen, aber sobald es in Gang kommt, kann es sich selbst ausbreiten. Das PTFE zersetzt sich zu mehr HF, die sich dann selbst angreift. Ich finde es ironisch, dass PTFE als Behälter für Flusssäure aufgeführt ist, aber das PTFE ist für die Säure leicht durchlässig.