Антипригарная поверхность разработана для снижения способности других материалов прилипать к ней. Антипригарная кухонная посуда является распространенным применением, где антипригарное покрытие позволяет пище подрумяниваться, не прилипая к сковороде. Антипригарное покрытие часто используется для обозначения поверхностей, покрытых политетрафторэтиленом (ПТФЭ), известным брендом которого является Teflon. В двадцать первом веке другие покрытия были проданы как антипригарные, такие как анодированный алюминий, кремний, эмалированный чугун и закаленная кухонная посуда.
Типы
Приправа
Посуду из чугуна, углеродистой стали, нержавеющей стали и литого алюминия можно приправлять перед приготовлением, нанося на поверхность жир и нагревая его для полимеризации. Это дает сухое, твердое, гладкое, гидрофобное покрытие, которое не прилипает, когда пища готовится с небольшим количеством масла или жира.
Фторполимер
Современные антипригарные сковороды изготавливаются с использованием покрытия из тефлона (политетрафторэтилена или ПТФЭ). ПТФЭ был изобретен по счастливой случайности Роем Планкеттом в 1938 году, когда он работал на совместном предприятии компании DuPont. Было обнаружено, что вещество обладает несколькими уникальными свойствами, включая очень хорошую коррозионную стойкость и самый низкий коэффициент трения среди всех когда-либо произведенных веществ. ПТФЭ впервые был использован для изготовления уплотнений, устойчивых к газу гексафторида урана, который использовался при разработке атомной бомбы во время Второй мировой войны, и считался военной тайной. Dupont зарегистрировал торговую марку Teflon в 1944 году и вскоре начал планировать послевоенное коммерческое использование нового продукта.
К 1951 году компания Dupont разработала возможности применения тефлона в промышленном производстве хлеба и печенья; однако компания избегала рынка потребительской посуды из-за потенциальных проблем, связанных с выделением токсичных газов, если кастрюли на плите перегревались в недостаточно вентилируемых помещениях. Во время работы в DuPont выпускника инженерной школы Тандон Нью-Йоркского университета Джона Гилберта попросили оценить недавно разработанный материал под названием тефлон. Его эксперименты с использованием фторированного полимера в качестве поверхностного покрытия для кастрюль и сковородок помогли совершить революцию в производстве посуды с антипригарным покрытием.
Несколько лет спустя французский инженер начал покрывать свои рыболовные снасти тефлоном, чтобы предотвратить запутывание. Его жена Колетт предложила использовать тот же метод для покрытия своих кастрюль. Идея оказалась успешной, и в 1954 году на этот процесс был выдан французский патент. В 1956 году была основана компания Tefal для производства антипригарных кастрюль.
ПТФЭ (тефлон)
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) — это синтетический фторполимер, используемый в различных областях, включая антипригарные покрытия. Тефлон — это марка ПТФЭ, часто используемая как общее название для ПТФЭ. Металлическая подложка шероховатая с помощью абразивной струйной обработки, затем иногда на нее напыляется электродуговое напыление нержавеющей сталью. Неровная поверхность способствует адгезии ПТФЭ, а также противостоит истиранию ПТФЭ. Затем напыляется или накатывается от одного до семи слоев ПТФЭ, причем большее количество слоев и напыление лучше. Количество и толщина слоев, а также качество материала определяют качество антипригарного покрытия. Покрытия более высокого качества более долговечны, реже отслаиваются и расслаиваются и дольше сохраняют свои антипригарные свойства. Любое покрытие на основе ПТФЭ быстро теряет свои антипригарные свойства при перегреве; все производители рекомендуют поддерживать температуру ниже, как правило, 260 °C (500 °F).
Посуда, используемая со сковородами с покрытием ПТФЭ, может поцарапать покрытие, если сама посуда тверже покрытия; этого можно избежать, используя неметаллические (обычно пластиковые или деревянные) инструменты для приготовления пищи.
Проблемы со здоровьем
Когда кастрюли перегреваются выше примерно 260°C (500°F), покрытие ПТФЭ начинает диссоциировать, выделяя плавиковую кислоту и различные фторорганические соединения, которые могут вызывать полимерную лихорадку у людей и быть смертельными для птиц. Высказывались опасения относительно возможных негативных последствий использования кастрюль с покрытием ПТФЭ.
Ранее при переработке ПТФЭ в качестве эмульгатора использовалась ПФОК; однако ПФОК является стойким органическим загрязнителем и представляет опасность как для окружающей среды, так и для здоровья человека, поэтому в настоящее время ее использование при переработке ПТФЭ постепенно прекращается.
В настоящее время ПФОК заменена продуктом GenX, производимым дочерней компанией DuPont — компанией Chemours, которая, по всей видимости, вызывает те же проблемы со здоровьем, что и ныне запрещенная ПФОК.
Кулинарное использование и ограничения
При использовании других типов сковородок требуется немного масла или жира, чтобы горячая пища не прилипала к поверхности сковороды. Еда не имеет такой тенденции прилипать к антипригарной поверхности; Сковороды можно использовать с меньшим количеством масла или вообще без него, и их легче чистить, поскольку остатки не прилипают к поверхности.
По словам писателя Тони Поломбо, сковороды с не антипригарным покрытием лучше подходят для приготовления подливки, поскольку к ним прилипает фонд (карамелизированный жир, который остается на сковороде во время приготовления мяса), и его можно превратить в подливку, деглазируя их — растворяя в жидкости.
Керамика
Не все антипригарные сковороды используют тефлон; стали доступны и другие антипригарные покрытия. Например, смесь титана и керамики можно нанести на поверхность сковороды пескоструйным методом, а затем обжечь при температуре 2000 °C (3630 °F) для получения антипригарного керамического покрытия.
Керамические антипригарные сковороды используют отделку из кремния (диоксида кремния) для предотвращения прилипания. Она наносится с помощью золь-гель процесса без использования ПФАС. Слой покрытия керамических антипригарных сковород начинает разрушаться при температуре около 370 °C (700 °F). Слой покрытия посуды из ПТФЭ начинает разрушаться при нагревании до 426 °C (800 °F).
Поскольку Агентство по охране окружающей среды вводит более строгие ограничения на использование ПФАС, некоторые компании добровольно заменяют посуду из ПТФЭ на керамическую.
Супергидрофобный
Супергидрофобное покрытие — это тонкий поверхностный слой, который отталкивает воду. Он изготовлен из супергидрофобных (ультрагидрофобных) материалов. Капли, ударяющиеся о такое покрытие, могут полностью отскочить. Вообще говоря, супергидрофобные покрытия изготавливаются из композитных материалов, где один компонент обеспечивает шероховатость, а другой — низкую поверхностную энергию.
Поверхность, пропитанная жидкостью
Пропитанная жидкостью поверхность состоит из двух отдельных слоев. Первый представляет собой высокотекстурированную или пористую подложку с элементами, расположенными достаточно близко друг к другу, чтобы стабильно удерживать второй слой, который представляет собой пропитывающую жидкость, заполняющую промежутки между элементами. Жидкость должна иметь поверхностную энергию, хорошо соответствующую подложке, чтобы образовать стабильную пленку. Эти поверхности биоимитируют плотоядное венесуэльское кувшинковое растение, которое использует микромасштабные волоски для создания водной горки, заставляющей муравьев скользить и погибать. Скользкие поверхности находят применение в коммерческих продуктах, противообрастающих поверхностях, противообледенительных и устойчивых к биопленке медицинских устройствах.