生活中的含氟塑料——不粘锅涂层PTFE

　　文/ 宁豪

　　锅具的进化史，犹如一部人类烹饪智慧的编年史，从简陋的石器到耐用的铁器，每一次材质的飞跃都引领着烹饪技艺的革新。进入20 世纪，不粘锅的问世更是烹饪史上的一次重大革命，它以独特的不粘涂层技术，极大地提升了烹饪的便捷性与健康性。而在这背后，特氟龙（PTFE）涂层作为不粘锅的核心材料，凭借其卓越的性能，迅速成为市场的宠儿。

　　不粘锅涂层PTFE 的历史

　　PTFE，聚四氟乙烯的简称，其传奇故事起源于20 世纪中叶的美国杜邦公司。化学家罗伊·普朗克特在一次实验中的意外发现，赋予了这种材料独特的特性：高度的耐酸碱性、极低的摩擦系数，以及完美符合不粘涂层需求的所有特性。1954 年，杜邦公司正式为PTFE 注册了“Teflon”商标，并推出了带有PTFE 涂层的不粘锅，引发了全球烹饪界的革命。PTFE 涂层以其光滑的表面，有效防止了食物在烹饪过程中的粘附，极大地简化了烹饪后的清洁工作。

　　走进PTFE

　　PTFE 作为一种高性能的含氟塑料，其物理特性同样令人瞩目。它拥有较高的密度（2.14~2.20g/cm³），几乎不吸水，能够在极宽的温度范围（-250~260℃）内长期连续使用而不受影响。更为神奇的是，PTFE 几乎不溶于任何已知溶剂，甚至在高温下的王水也无法对其造成侵蚀，因此被誉为“塑料王”。因此使用不粘锅去烹调一些酸性食物，是不会有腐蚀，更不会释放出有毒物质。尽管PTFE 的强度中等，硬度较低，在长时间应力作用下可能会产生变形，但其断裂伸长率较高，展现出良好的韧性。不粘锅的表面涂层主要由PTFE 构成，PTFE 材料以其卓越的防粘性、耐高温性和化学稳定性，使得不粘锅在烹饪过程中能够有效防止食物粘连，让食物在烹饪过程中轻松滑动，避免粘锅现象的发生，从而保证了食物的完整性和美观度。同时易于清洁，使得烹饪后的清洁工作变得异常简单快捷。

　　PTFE 涂层的毒性探讨

　　关于PTFE涂层的毒性问题，一直是消费者关注的焦点。值得注意的是，PTFE在高温条件下可能会分解产生有毒气体，因此在使用不粘锅时，应避免长时间高温加热或空烧，以确保使用安全。虽然PTFE在正常使用条件下是安全的，但在极端高温下，如长时间的高温干烧或过度加热（通常超过300℃），它可能会分解产生全氟异丁烯等有害气体。这些气体在密闭或通风不良的环境中可能对人体健康造成潜在威胁。因此，在使用不粘锅时，应严格遵守使用说明，避免高温干烧或过度加热，以确保烹饪过程的安全与健康。

　　PTFE 的应用

　　PTFE 不仅在日常生活中以不粘锅等形式为人熟知，更在多个关键工业领域展现了其卓越的多功能性。通常会用作工程塑料或涂料，可制成PTFE管、棒、带、板、薄膜等，在工业、日常生活等领域均有广泛应用，有“塑料王”的美称。随着5G 建设发展，PTFE 作为介电常数最低的高分子材料之—，信号在该材料的传输中也具备优良的完整性，因此PTFE 可用于5G 基站的元器件制造，并广泛应用于汽车、消费电子、移动通信、智能家居、航空行业等行业。

　　如在石油化工、制药行业领域，PTFE 是许多关键设备如反应釜、储罐和输送管道的优秀的密封材料。PTFE 凭借优异的防腐蚀性能和耐化学性能，防止物料泄漏，确保生产过程的连续性和安全性。在电力行业中，PTFE 主要用于发电机、汽轮机和水轮机等关键设备的密封；在汽车行业，它则用于发动机、变速器等部件的密封；在航空航天领域，PTFE 更是凭借其耐高温、耐高压等特性，成为制造发动机、燃料系统等关键部位密封件的理想选择。同时，随着科技的不断发展，PTFE 在环保领域和建筑领域也展现出了新的应用前景。

　　根据PTFE 制备方法分类

　　PTFE 悬浮法树脂：悬浮法PTFE 主要用于制造机械工业用的密封圈、垫片等，以及化工设备用的泵、阀、管配件和设备衬里等另外还制造电绝缘零件、薄膜等。

　　PTFE 分散法树脂：分散法PTFE 主要用于制造耐腐蚀、耐高温、高介电电线电缆。在化工方面，主要用于制造丝扣密封生料带、管道衬里等。PTFE 浓缩分散液：PTFE 浓缩分散液主要用作食品、纺织、印染、造纸等工业中的防粘涂层以及浸渍玻璃布、石棉等。此外还可以用于玻璃纤维及多孔材料。

　　PTFE 行业动态

　　2017-2022 年，中国PTFE 市场规模年复合增长率约为10%，从2017 年的36 亿元增长到2022 年的58 亿元。随着高端应用需求的增加，PTFE 行业正在向高端产品转型，未来高端市场前景广阔。预计到2027 年，中国PTFE 行业市场规模将以15% 的年复合增长率增加至120 亿元。

　　当前PTFE 行业集中度高，竞争十分激烈。国外PTFE 生产商主要包括美国杜邦、法国阿科玛、日本大金、欧洲索尔维等。中国PTFE 生产起步较晚，但随着生产技术上的突破，中低端产能逐年上升，全球产能占比从1995 年的8％增长至2022 年的 53%。中国PTFE行业集中度较高，主要由14家企业生产，并且超过60％产能集中于中昊晨光、浙江巨化、山东东岳三大龙头企业。随着政府规范行业发展、提高行业准入门槛与质量标准，新兴企业较难得到发展，但行业向高端化转型要求龙头企业加大科研投入，率先实现产业升级，竞争较为激烈。

　　近年来，中国PTFE 行业发展趋于成熟，中低端产品领域发展迅速，整体PTFE 行业集中较高，第一梯队以东岳高分子、中吴晨光和巨化股份为代表，占据超过60% 的产能，第二梯队以梅兰化工和理文化工等区域性企业为代表，在各自的经营区域拥有不错的市场份额，截至目前，梅兰化工和建文化工市场占有率分别达到5.32% 和8.88%。

　　中国PTFE 行业曾经历自目扩张阶段，大部分中小企业低端PTFE 产品产能过利，缺乏核心竞争力。截至2022 年底，中国PTFE 产能利用率仅约为50%，这意味着有一半的PTFE 产能处于闲置状态，2019-2021 年受环保整治和中国经济形势下行影响，PTFE 开工率出现下降。伴随行业需求回暖，2023 年开工率上升至67% 左右。中国PTFE 形成了低端产能过剩出口，高端产品依赖进口的局面。中国PTFE 低端产品价格在4 万元/ 吨左右，高端产品价格在6 万元/ 吨以上。然而，大部分高端PTFE 产品仍依赖进口。PTFE 龙头企业应抓住发展机遇，加速布局高端PTFE 产能，实现技术突破，随着中国5G、半导体、新能源等新兴产业的高速发展、技术不断突破、世界PTFE 产能向拥有资源优势的中国转移，本土龙头企业抓住产业转移的机遇以及凭借自身的技术积累，在高端PTFE 领域实现突破。