Wat is Teflonkoorts, polymeer-rookkoorts of PTFE-toxicose?

Teflonkoorts is een verzamelnaam voor ziekteverschijnsel die veroorzaakt worden door het inademen van de damp die vrijkomt als Teflon boven de 350-400°C wordt verhit. In het Engels wordt Teflonkoorts ook wel ‘Teflon flu’ genoemd. Dit kan worden vertaald in het Nederlands met Teflongriep. In het Nederlands worden echter ook de termen PTFE-toxicose of polymeer-rookkoorts gebruikt voor de ziekteverschijnselen die ontstaan bij verhitting van Teflon boven 350-400°C.

Bij deze temperatuur komen dampen vrij die bij inademing voor griepklachten zorgen. Hierbij kan gedacht worden aan koorts, hoesten, hoofdpijnen en rillingen. Als de temperatuur van Teflon nog hoger wordt dan 400 °C kunnen de gezondheidsklachten toenemen. De verbrandingsproducten die bij hoge temperaturen vrijkomen van Teflon kunnen zeer grote schade aan de longen veroorzaken.

Voor vogels zoals papegaaiachtigen kunnen echter de dampen die bij lagere temperaturen ontstaan al fataal zijn. Zelfs de dampen en rook die bij voedselbereiding ontstaan door het koken met pannen met een Teflon laag, zoals sommige Tefalpannen, kunnen al fataal zijn voor deze vogels.

Wat is sinteren en waar wordt dit proces toegepast?

Sinteren is een proces dat men gebruikt voor het vervormen van materiaal. Doormiddel van sinteren worden materiaalkorrels aan elkaar verbonden. Dit gebeurd in een oven. Kenmerkend voor het proces is dat de materiaalkorrels niet dusdanig worden verhit dat ze vloeibaar worden. In plaats daarvan worden de korrels verhit op een temperatuur vlak voor het smeltpunt. Op die temperatuur neemt het aantal contactpunten tussen de korrels toe. Als het materiaal vervolgens afkoelt is het zeer hard.

Zeer harde stoffen
Doormiddel van sinteren kunnen zeer harde stoffen ontstaan. Gesinterde stoffen zoals wolfraamcarbide is een voorbeeld van een harde stof die ontstaat doormiddel van sinteren.

Verschillende varianten van sinteren
Er zijn verschillende varianten van sinteren. Bij solid-state sintering bijvoorbeeld  wordt geen vloeistof gebruikt. In plaats daarvan wordt het materiaalpoeder doormiddel van een bakproces in een gewenste vorm omgezet.

Liquid-phase sintering is een minder eenvoudig proces. Zoals de naam ‘liquid-phase sintering’ al doet vermoeden is een deel van het materiaal in een vloeibare fase gebracht op de baktemperatuur. Het vloeibare materiaal zal er door de capillariteit of capillaire werking voor zorgen dat alle ruimtes en poriën tussen de niet-vloeibare materiaaldelen worden opgevuld. Hierdoor ontstaat dus ook één geheel.

Waarvoor wordt sinteren gebruikt?
Sinteren wordt als proces op verschillende manieren gebruikt. De toepassing van dit proces is breed. Hieronder staan een aantal voorbeelden waar sinteren wordt toegepast:

  • Sinteren wordt toegepast voor de productie van sinter van ijzererts voor in hoogovens.
  • Sinteren wordt gebruikt voor klinker dit is een onderdeel van cement.
  • Voor het aanbrengen van een anti-oxidatielaagje op metalen wordt sinteren gebruikt. Dit wordt ook wel wervelsinteren genoemd.
  • Voor het bakken van aardewerk past men sinteren toe.
  • Voor Teflon producten kan men kiezen voor het sinterproces.
  • Voor het maken van zeer harde materialen zoals wolfraamcarbide gebruikt men het sinterproces.
  • De productie van “rapid” prototypen kan onder andere doormiddel van sinteren gebeuren.
  • Bij de productie van filters voor pers- en ademluchtcircuits is het eveneens toepasbaar.

Wat is telfon of PTFE en waar wordt deze kunststof voor gebruikt?

Teflon is de merknaam die wordt gebruikt voor polytetrafluorethyleen dit is een kunststof die ook wel wordt aangeduid met de afkorting PTFE. In 1938 heeft de Amerikaans chemicus Roy Plunkett bij toeval polytetrafluorethyleen ontdekt in het Jackson Laboratorium van de firma DuPont. Dit laboratorium staat in de Amerikaanse staat New Jersey. Roy Plunkett gaf de naam Teflon aan de stof polytetrafluorethyleen en vroeg in het jaar 1938 octrooi op deze stof aan. Op 4 februari 1941 werd het octrooi toegekend en in 1949 werd teflon geïntroduceerd als commercieel product.

Wat is Teflon precies?
Teflon is polytetrafluorethyleen, dit woord maakt duidelijk om wat voor soort kunststof het gaat. Dit is namelijk een etheenpolymeer. In dit etheenpolymeer zijn alle waterstofatomen vervangen zijn door fluor (halogeenalkeen). Het etheenpolymeer is zeer lang en behoort tot de grootse moleculen ter wereld. PTFE behoort tot de thermoplasten dit houdt in dat deze kunststof door verhitting vloeibaar wordt.

Ondanks dat laat PTFE zich niet verwerken op een thermoplastische manier. PTFE wordt in poedervorm bij een kamertemperatuur in een matrijs geperst. Daarna wordt de kunststof in een oven gesinterd. Dit sinteren houdt in dat poeder wordt verhit tot het moment dat ze net niet in vloeibare vorm overgaan. De poederkorrels krijgen meer contactpunten tijdens het sinteren. Daardoor hechten de korrels goed aan elkaar en ontstaat er een stevig materiaal.

Eigenschappen van Teflon of PTFE
De kunststof PTFE heeft een aantal bijzondere eigenschappen. Allereerst heeft deze kunststof het laagste wrijvingscoëfficiënt. Als PTFE aan temperaturen boven de 260 graden Celsius wordt blootgesteld gaat de kwaliteit van het materiaal omlaag. Bij temperaturen boven de 350 graden Celsius gaat de stof ontleden. De stoffen die daarbij vrijkomen zijn gasvormig en zijn schadelijk voor vogels. Bij mensen kunnen de schadelijke dampen griepklachten zoals koorts, hoofdpijn en rillingen veroorzaken. Dit wordt ook wel Teflonkoorts genoemd of polymeer-rookkoorts. Dit kan onder andere gebeuren als men zogenoemde Tefal-pannen gebruikt met een Teflon antiaanbaklaag. Op internet is verschillende berichtgeving te vinden over de giftigheid van Teflon of Tefal-pannen. Voor en tegenstanders van Teflon als antiaanbaklaag beweren onderzoeksresultaten te hebben waarmee de schadelijke effecten van Teflon kunnen worden aangetoond of juist worden ontkracht. Omdat er geen duidelijkheid is over de schadelijke effecten kan men uit voorzorg beter eerst zelf op onderzoek gaan voordat men besluit om te koken met pannen die een antiaanbaklaag bevatten die bestaat uit Teflon.

Toepassingen van PTFE
De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) deed in 1959 onderzoek naar PTFE en keurde de kunststof goed. Hierdoor werd het materiaal toegepast in verschillende soorten voedselbereidingsapparatuur. Teflon wordt onder andere gebruikt als antiaanbaklaag voor pannen. Maar kan ook in andere materialen worden verwerkt die voor voedselbereiding  gebruikt worden gebruikt.

Ook in elektrische installaties wordt Teflon gebruikt als isolatiemateriaal. PTFE heeft namelijk een hoge soortelijke weerstand (1020 Ohm meter). Daarnaast is deze kunststof ook goed bestand tegen hoge temperaturen en bevat deze een lage wrijvingsweerstand. Door deze eigenschappen is het geschikt als isolator van bekabeling in specialistische installaties waarbij hoge eisen worden gesteld aan het materiaal zoals bij vliegtuigen of militaire installaties.

Bij hoogspanningsinstallaties kan Teflon worden toegepast als isolator. In de ruimtevaart wordt PTFE onder meer toegepast als hittebestendig materiaal in een hitteschild. Ook in de coating van ruimtepakken wordt het gebruikt.

Teflontape is een bekend materiaal dat wordt gebruikt voor het afdichten van schroefdraden bij gasleidingen. Hierbij wordt de Teflontape eerst om het schroefdraad heen gewikkeld (tegendraads) en daarna wordt de koppeling bevestigd. De Teflontape zorgt dan voor optimale afdichting.

Het lage wrijvingscoëfficiënt maakt PTFE ook geschikt als materiaal voor computermuizen. In vloeibare vorm zoals druppels of spray wordt Teflon wel gebruikt als smeermiddel. Ook hier is het lage wrijvingscoëfficiënt een belangrijk voordeel.