趣味化學(xué)丨不粘鍋為啥不粘？

時(shí)間：2025-01-23作者：衢州佰茂科技有限公司瀏覽：428

趣味化學(xué)丨不粘鍋為啥不粘？

在烹飪食物時(shí)，常常會(huì)遇到食物粘鍋的情況，讓人感到不勝其煩。然而，不粘鍋的橫空出世，讓這一難題迎刃而解。其原因就是鍋內(nèi)有一種特殊的特氟龍涂層可以防止食物粘在鍋底。




 

//關(guān)于特氟龍的不粘特性//

 

大多數(shù)不粘鍋都涂有特氟龍（Teflon），特氟龍是含氟樹(shù)脂的總稱，以聚四氟乙烯為主。聚四氟乙烯（PTFE）是由四氟乙烯聚合而成的全氟化合物，其結(jié)構(gòu)式為（C2F4）n。

 




在聚合過(guò)程中，氟原子取代了四氟乙烯中氫原子的位置，碳與碳之間以單鍵結(jié)合形成主鏈，氟與碳之間以共價(jià)鍵結(jié)合包裹在碳鏈外圍，形成完全對(duì)稱的線性高分子結(jié)構(gòu)。但是由于氟原子的原子半徑大于碳原子的原子半徑，使得原子之間斥力大于引力，從而將原有的平面結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為螺旋結(jié)構(gòu)，為Z字形的螺旋狀圓柱型結(jié)構(gòu)。C-F鍵的極性鍵能在單鍵中較高，具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性。高鍵能的C-F鍵對(duì)C-C主鏈起屏蔽作用。PTFE的特殊結(jié)構(gòu)，決定了它優(yōu)異的性質(zhì)：不粘性、低摩擦系數(shù)、耐腐蝕性、不易被液體浸潤(rùn)、熱穩(wěn)定性。




PTFE高分子材料的分子外圍是氟原子, 它是造成特氟龍光滑表面的秘密, 氟原子幾乎對(duì)所有的物質(zhì)都產(chǎn)生排斥, 即使膠粘劑也很難與其粘附。PTFE 之所以難粘，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

①結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱,屬于非極性高分子。膠粘劑吸附在PTFE 表面是由范德華力所引起的,范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。對(duì)于非極性高分子材料表面，不具備形成取向力和誘導(dǎo)力的條件,而只能形成較弱的色散力, 因而粘附性能較差。

②表面能低，接觸角大,膠粘劑不能充分潤(rùn)濕PTFE ,從而不能很好粘附。

③化學(xué)穩(wěn)定性好，當(dāng)膠粘劑涂在PTFE表面時(shí),很難發(fā)生高聚物分子互相擴(kuò)散和纏結(jié),不能形成較強(qiáng)的粘附力。

特氟龍由于其*特的耐熱(180℃-260℃)、耐低溫(-200℃)、自潤(rùn)滑性及化學(xué)穩(wěn)定性能等，而被稱為“拒腐蝕、**粘的特氟龍”。

既然任何膠粘劑對(duì)特氟龍的粘附性都很差, 那么特氟龍涂料是怎樣粘在鍋體上的呢?

為了讓特氟龍粘附在鍋的表面，一類方法是對(duì)特氟龍材料表面進(jìn)行處理，也就是改性，以增加PTFE材料的粘附性。

(1) 高溫熔融

在高溫下, 使PTFE表面的結(jié)晶形態(tài)發(fā)生變化，嵌入一些表面能高、易粘合的物質(zhì)如二氧化硅、鋁粉等。易粘物的分子進(jìn)入PTFE的表層分子中，破壞了PTFE的分子間作用力，在PTFE 表面形成一層嵌有可粘物質(zhì)的改性層。

(2) 等離子體改性

等離子體由正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成，是電子、離子、原子、分子以及自由基等粒子組成的集合體，是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外，物質(zhì)的*四種狀態(tài)。用等離子體改性時(shí)，將試樣置于特定的離子處理裝置中，通過(guò)高能態(tài)的等離子轟擊試樣的表面，將能量傳遞給試樣表層的分子，使試樣發(fā)生熱蝕、交聯(lián)、降解和氧化反應(yīng)，并使試樣表面發(fā)生C—F鍵和C—C鍵的斷裂，產(chǎn)生大量自由基或引進(jìn)某些極性基團(tuán)，從而優(yōu)化試樣表面的性能。



(3)腐蝕液化學(xué)處理

先將PTFE材料用細(xì)砂紙打磨、丙酮洗滌，置于室溫下干燥。然后放入腐蝕液中浸泡，直到PTFE表面上產(chǎn)生一層均勻的棕色或棕黑色薄膜。一般用鈉萘四氫呋喃作為腐蝕液。PTFE取出后用丙酮或乙醇洗滌，再用水沖洗干凈。

通過(guò)腐蝕液與PTFE 膜表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，換掉表面上的部分氟原子。經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，PTFE表面羥基、羰基、不飽和鍵等極性基團(tuán)，使PTFE的表面能增大，接觸角變小，浸潤(rùn)性提高，增加粘合性。

(4)輻射接枝

高能輻射可以引起接枝聚合反應(yīng)，并賦予聚合物一些*特的性能。經(jīng)過(guò)輻射處理的PTFE表面，可與親水性單體如、丙烯酰胺等進(jìn)行直接接枝反應(yīng)，形成一層易于粘接的接枝聚合物。輻射接枝中常使用的輻射源有鈷–60、銫–137和鍶–90等γ射線，另外還有各種類型的加速器，如X射線管、直線加速器和回旋加速器等。

除了表面改性增加PTFE的粘附性，目前還有兩種技術(shù)可以讓特氟龍附著在各種鍋的表面:一是“高溫?zé)Y(jié)法”，也就是將特氟龍加熱到很高的溫度, 然后將其結(jié)實(shí)的壓在有待附著的表面；二是先將涂料噴涂在鍋的表面，再加熱固化。后一種方法的缺點(diǎn)是不粘涂層附著不牢靠。

特氟龍不粘涂層帶來(lái)的便利的同時(shí)，它的安全性問(wèn)題一直受到關(guān)注。如果不能科學(xué)使用，甚至可能反受其害，危及消費(fèi)者健康。

現(xiàn)在市面上一般意義上的不粘鍋都是指帶有特氟龍涂層的鍋。研究發(fā)現(xiàn)，特氟龍涂層的不粘鍋在300℃加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生微量熱解物，無(wú)明顯刺激作用，在400℃以上加熱4h可產(chǎn)生水解性氟化物如氟化氫，對(duì)肺部有強(qiáng)烈的刺激作用。所以不粘鍋在使用時(shí)應(yīng)避免260℃的高溫烹飪。




還有一種不需要化學(xué)涂層，既安全也可以達(dá)到不粘的效果的鍋，比如曾經(jīng)“一鍋難求”的章丘鐵鍋，鐵鍋制造需要?dú)v經(jīng)十二道工序，再過(guò)十八遍火候，一千度高溫錘煉，經(jīng)受三萬(wàn)六千次鍛打，這樣的工藝在現(xiàn)在已經(jīng)不常見(jiàn)了。

各種材質(zhì)的鍋具，烹飪各有利弊，我們可以按需選擇鍋具，這樣在保證安全的同時(shí)又能享用到美味的食物。







 


衢州佰茂科技有限公司專注于PTFE微粉,ECTFE,哈拉,FEP,PES等, 歡迎致電 18057026768

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• FKM樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域

  FKM樹(shù)脂，即氟橡膠，作為一種高性能的合成高分子彈性體，其應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛且重要。它之所以能在眾多材料中脫穎而出，主要得益于其*特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理性能。FKM樹(shù)脂的主鏈或側(cè)鏈碳原子上含有氟原子，這一特性賦予了它**的耐高溫、耐油及耐多種化學(xué)藥品侵蝕的能力。在汽車工業(yè)中，F(xiàn)KM樹(shù)脂是不可或缺的密封材料，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱及油封等關(guān)鍵部位，有效應(yīng)對(duì)較端工作條件下的高溫、高壓及油類介質(zhì)。此外

• 聚全氟乙丙烯**微粉

  聚全氟乙丙烯**微粉，簡(jiǎn)稱FEP微粉，是一種由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的含氟高分子材料。其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具備諸多優(yōu)異的物理和化學(xué)性能。FEP微粉在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較低的介電常數(shù)，表現(xiàn)出良好的電氣絕緣性，這使得它在電氣工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)用電纜、電子設(shè)備配線及航空用電線等。該材料具有出色的耐候性，能在較端環(huán)境下保持性能穩(wěn)定，從低溫到高達(dá)392華氏度（約200攝氏度）均可使用，且摩擦

• 浙江HFP性能優(yōu)異

  浙江HFP，即六氟丙烯（Hexafluoropropylene，簡(jiǎn)稱HFP），作為一種性能優(yōu)異的化學(xué)原料，在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出其*特的優(yōu)勢(shì)。HFP常溫下為無(wú)色無(wú)味、不可燃的氣體，化學(xué)性質(zhì)活潑，具有低熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，便于在加壓條件下進(jìn)行液態(tài)貯存和運(yùn)輸。其分子結(jié)構(gòu)CF3CF=CF2賦予了它高穩(wěn)定性和多種反應(yīng)可能性。HFP的優(yōu)異性能首先體現(xiàn)在其作為合成含氟高分子材料的關(guān)鍵原料上。通過(guò)與乙烯基二氟化物（VDF

• PFA粉耐腐蝕涂層

  PFA粉耐腐蝕涂層，作為一種高性能的防腐材料，以其**的耐腐蝕性和多功能性在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。PFA，全稱可溶性聚四氟乙烯，是由四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯基醚共聚而成的一種氟塑料。該涂層具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠抵抗包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及多種**溶劑在內(nèi)的廣泛化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，幾乎不受藥品侵蝕，從而有效保護(hù)基材免受腐蝕侵害。PFA涂層不僅耐腐蝕性強(qiáng)，還具備出色的耐高溫性能。其較高使用溫度可達(dá)290℃，