聚四氟乙烯是如何发明的

在聚合物合成领域,虽然对各种卤代乙烯的聚合进行了一些研究,但没有迹象表明四氟乙烯可以聚合成聚合物。早在1935年前,普遍认为在加成聚合中,单体分子必须含有未取代的亚甲基。在1936 ~ 1940期间,法国、英国和德国的专利介绍了含氟且被至少另一个卤原子取代的乙烯单体(如二氟氯乙烯和三氟氯乙烯)的聚合。这些专利中的一些指出,在没有其它卤素原子的情况下,很难聚合氟乙烯。当时有一种误解,认为乙烯分子中的四个氢全部被卤素取代后就不能进行聚合。如果不是Plunket的偶然发现和上述错误观念占据了高分子研究领域,恐怕聚四氟乙烯的发明会晚好几年。

普兰科特是美国杜邦公司杰克逊实验室的化学家。1938年夏天,普伦基特正在研究含氯氟烃(彩色ETFE)的制备。在此期间,为了解决一个实际问题,他对四氟乙烯的来源产生了兴趣。当时,四氟乙烯只能在实验室少量制备,但他需要多达100磅。在真实的房间里做了少量的准备后,他进行了中试,生产出来的四氟乙烯储存在钢瓶里,放在冷库里干冰制冷。Plunket的下一项工作是研究四氟乙烯与其他化学物质的反应,以合成新的化合物。有一天,在助手的配合下,Plunket从一个小钢瓶(约含2磅四氟乙烯)中蒸发出四氯乙烯,并将瓶子放在台秤上。瓶中的四氟乙烯气体通过流量计流向反应器,与其他化学物质发生反应。实验开始后,助手看到四氟乙烯的流动已经停止,并呼吁普朗基特的注意。普兰科特检查了圆筒的重量,发现圆筒里还有很多东西。他以为是四氟乙烯,就把阀门完全打开,用电线把阀门连接起来,但是没有气体逸出。他又摇了摇圆筒,感觉里面有一些固体的东西在晃动。于是他拆下阀门,从圆筒里倒出一些白色粉末。然后,他用钢锯锯圆筒,得到了相当多的白色粉末。普兰科特明白了:四氯乙烯已经聚合了,这种白色粉末就是聚合物。于是他很快鉴定出了这种白色粉末,并确定了制造方法。1941年,PTFE通过专利首次在Plunket公开。