フッ素樹脂の性質と分類

フッ素樹脂（フッそじゅし、fluorocarbon polymers）とは、分子内にフッ素原子を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂の総称です。卓越した耐熱性や耐薬品性、そして極めて低い摩擦係数を持つことが大きな特徴であり、エンジニアリングプラスチックとして広く利用されています。

歴史と発見

最初に見出されたフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンは、1938年にロイ・プランケット博士によって偶発的な重合反応から発見されました。その後、第二次世界大戦中のアメリカ合衆国において、マンハッタン計画におけるウラン235の濃縮工程で、フッ素やフッ化水素酸に耐えるライニング素材として開発が進められ、戦後に工業化されました。

主な特徴

フッ素樹脂は化学薬品に対する優れた耐久性や高い電気絶縁性を備えています。表面の摩擦係数は既知の物質の中でも極めて低く、高温環境下でも安定して不燃性を保ちます。そのため、工業分野だけでなく身の回りでも広く応用されています。

一方で、代表的なポリテトラフルオロエチレンは260 ℃の耐熱性を持つ反面、熱可塑性を示さず加工性が低いという課題があります。そのため、加圧成形焼成法や押出し成形法を用いて成形されます。

分類

成形性を高めたり用途を広げたりするために、さまざまなフッ素樹脂や共重合体が開発されています。

• 完全フッ素化樹脂：ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）など
• 部分フッ素化樹脂：ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ポリフッ化ビニル（PVF）など
• フッ素樹脂共重合体：ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（PFA）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（FEP）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ETFE）など