TEFLON

TEFLON.

Historia de PTFE

Tetrafluoretileno / politetrafluoroetileno (PTFE)

La historia de PTFE comenzó 06 de abril 1938, en el Laboratorio Jackson DuPont en Nueva Jersey. Químico DuPont, el Dr. Roy J. Plunkett, estaba trabajando con gases relacionados con Freón ^®, otro producto refrigerantes DuPont. Al examinar una muestra congelada, comprimido de tetrafluoretileno, él y sus colaboradores descubrieron que la muestra había polimerizado espontáneamente en forma de un sólido blanco, ceroso para formar politetrafluoroetileno (PTFE). 

PTFE es inerte a prácticamente todos los productos químicos y se considera el material más resbaladizo en existencia. Estas propiedades han convertido en una de las tecnologías más valiosos y versátiles jamás inventado, lo que contribuye a los avances significativos en áreas como la aeroespacial, comunicaciones, electrónica, procesos industriales y la arquitectura.

 PTFE se ha convertido en un producto de la casa familiar, reconocido en todo el mundo para las superiores propiedades antiadherentes asociados con su uso como un recubrimiento sobre utensilios de cocina y como un suelo y mancha repelente para tejidos y productos textiles. 

La marca Teflón ® fue acuñado por DuPont y registrada en el año 1945, los primeros productos se vende comercialmente bajo el principio de marca en 1946. Aplicaciones y productos innovadores rápidamente una bola de nieve. Hoy en día, la familia de los fluoropolímeros de Teflón ® de DuPont se compone de: PTFE, la resina original; FEP, introducida en 1960; Tefzel ® ETFE en 1970, y PFA, en 1972.

La invención de PTFE se ha descrito como "un ejemplo de serendipia, un destello de genio, un accidente afortunado. Incluso una mezcla de las tres cosas". Cualesquiera que sean las circunstancias exactas del descubrimiento, una cosa es cierta: PTFE revolucionó la industria del plástico y, a su vez, dio a luz a aplicaciones ilimitadas en beneficio de la humanidad. 

Dr. Roy Plunkett (1911-1994) ha sido reconocida en todo el mundo por las comunidades científicas, académicas y cívicas. Fue incluido en el Salón de la Fama de plásticos en 1973, y, en 1985, en el Salón de Inventores Nacionales de la Fama de unirse a científicos tan destacados e innovadores como Thomas Edison, Pasteur Louis y los hermanos Wright. 

La fórmula química y nombre científico del monómero. 

·         Tetrafluoroeteno.

·         CF2=CF2.

Punto de fusión.

Su punto de fusión varía entre 260 ° C (FEP) y 327 ° C (PTFE), en función del polímero Teflón específico que se está discutiendo.

Proceso de obtención.

Para la obtención partimos de un agente clorante, en este caso clorigaseoso y lo hacemos reaccionar con metano a una temperatura de 450°C mediante la acción de la luz se van a formar radicales de cloro se unirá el metano para formar triclorometano.

Después el tricloremetano hace reaccionar con fluoruro de hidrogeno para dar HCLF2 y bajo un calentamiento a 800°C, reacción por lo tanto endotérmica (todas las anteriores son exotérmicas) obtenemos el monómero de tetrafluoretileno y ácido clorhídrico.

Por ultimo seria la polimerización radicalaria de monómeros de tetrafluoretileno hasta obtener el PTFE o teflón.

Características y propiedades.

"Es termoplástico, se funde a una temperatura próxima a la temperatura al rojo, y hierve lejos. Se quema sin dejar residuos, los productos de vidrio decompositive etch "También observó que era insoluble en agua fría y caliente, acetona, Freón 113, éter, éter de petróleo, alcohol, piridina, tolueno acetato de etilo, ácido sulfúrico concentrado, ácido acético glacial. , nitrobenceno, alcohol isoanyl, orto diclorobenceno, hidróxido de sodio, y ácido nítrico concentrado.

Otras pruebas demostraron que la sustancia no char o fundido cuando se expone a un soldador o un arco eléctrico. Humedad no causó que se pudra ni se hincha, la exposición prolongada a la luz solar no lo degrada, y que era impermeable al moho y los hongos. 23

Comportamiento frente a agentes externos.

• ·         Resistencia a los agentes químicos. Absolutamente inerte.
• ·         No hay agente químico que lo ataque.
• ·         Resistencia a los solventes.
• ·         Es insoluble en cualquier solvente hasta los 300 ºC.
• ·         Resistencia a los agentes atmosféricos y a la luz.
• ·         Absolutamente inerte.
• ·   Resistencia a las radiaciones Las radiaciones tienden a provocar la rotura de la molécula de P.T.F.E., especialmente en presencia del oxígeno.
• ·       Permeabilidad a los gases Las características de permeabilidad son similares al resto de los materiales plásticos.

Propiedades eléctricas.

• ·   Rigidez dieléctrica: Varía con el espesor y disminuye con el aumento de frecuencia. Queda prácticamente constante hasta los 300 ºC
• ·      Constante dieléctrica: Posee valores muy bajos y que permanecen constantes hasta los 300 ºC.

Propiedades físicas y químicas.

• ·         Forma: polvo
• ·         Color: blanco
• ·         Olor: ninguno(a)
• ·         Punto/intervalo de fusión: 327 - 342 °C
• ·         Punto de inflamación: no aplicable
• ·         Temperatura de ignición: 530 - 550 °C , Método: ASTM D 1929
• ·         Temperatura de auto inflamación: 520 - 560 °C , Método: ASTM D 1929
• ·         Límites inferiores de explosividad/ Límites de inflamabilidad inferior: no aplicable
• ·         Límites superiores de explosividad/ Limites de inflamabilidad superior: no aplicable
• ·         Densidad: 2,14 - 2,20 g/cm3  
• ·         Solubilidad: insoluble 
• ·         Solubilidad en agua: insoluble

Propiedades térmicas.

• ·         Estabilidad térmica: Es uno de los materiales plásticos térmicamente más estables. A 260 ºC no existe descomposición apreciable. A 327 ºC el P.T.F.E. Toma un aspecto amorfo gelatinoso, sin fundir, conservando todavía sus formas geométricas.
• ·         Dilatación: El coeficiente de dilatación es lineal, y varía con la temperatura.
• ·         Conductividad térmica: El coeficiente de conductividad térmica es relativamente bajo, por lo que puede considerarse al P.T.F.E. un buen aislante. El agregado de cargas aumenta la conductividad térmica.
• ·         Puntos de transición: La disposición de las moléculas del PTFE (estructura cristalina) varía con la variación de temperatura. Existen diferentes puntos de transición pero los más importantes se producen a los 19 º C, que corresponde a la modificación de algunas propiedades físicas, y a los 327 º C que corresponde a la desaparición de la estructura cristalina: el PTFE adquiere un aspecto amorfo pero conserva su forma geométrica.
• ·         Calor específico: el calor específico aumenta conjuntamente con la temperatura.

Propiedades físico – mecánicas.

• ·         Resistencia a la tracción y compresión: Conserva sus valores en un amplio rango de temperaturas, y puede ser usado en servicio continuo hasta los 260 ºC, mientras que a -270 ºC conserva todavía una cierta plasticidad a la compresión.
• ·         Resistencia a la flexión: El P.T.F.E. es relativamente flexible y no se rompe.
• ·         El coeficiente de flexión es de:

Ø  2000 N / mm2 a - 80 º C

Ø  350 a 650 N / mm2 a 23 ° C

Ø  200 N / mm2 a 260 º C

• ·         Memoria plástica: Si a un trozo de P.T.F.E. Se lo somete a deformaciones de tracción y compresión por debajo del límite de rotura, parte de estas deformaciones permanece, creando tensiones que se pueden eliminar por calentamiento. Esta propiedad se denomina “memoria plástica”.
• ·         Fricción: Posee el coeficiente de fricción más bajo conocido entre todos los materiales sólidos. Se puede ubicar entre 0,04 y 0,15, dependiendo del agregado de cargas.
• ·         Desgaste: Depende de las condiciones de la otra superficie de rozamiento, y está en función de las velocidades y las cargas.

Propiedades de la superficie.

·         La constitución molecular del P.T.F.E. le confiere una elevada anti adhesividad, por lo cual su superficie resulta difícilmente humectable. El ángulo de contacto con el agua es de 110 º, y líquidos con una tensión superficial superior a 20 dinas/cm no mojan al P.T.F.E.

·         Posee también una alta resistencia, tanto a la humedad, como al paso del tiempo y a los rayos ultravioleta (UV). Del mismo modo su anti adherencia lo convierte en un material impermeable y de fácil de limpieza.

·         PTFE es inerte a prácticamente todos los productos químicos y es considerado el material más resbaladizo que existe.

·         Presenta una alta resistencia al ozono, a los ácidos y bases concentradas o diluidas, a los hidrocarburos y a los disolventes orgánicos.

·         Presenta una alta resistencia al ozono, a los ácidos y bases concentradas o diluidas, a los hidrocarburos y a los disolventes orgánicos.

Principales productos y marcas.

Principales líneas de productos incluyen los refrigerantes Suva ®, Teflon ® y Tefzel ® resinas de fluoropolímero, SilverStone ® acabados antiadherentes, Tedlar ® película de polivinilo fluoruro, Formacel ® agentes espumantes, agentes de limpieza Vertrel ®, propulsores DYMEL ®, Zyron electrónico ® gases y productos Nafion ® membrana.

Solubilidad.

Es insoluble en agua fría y caliente, acetona, Freon 113, éter, éter de petróleo, alcohol, piridina, tolueno acetato de etilo, ácido sulfúrico concentrado, ácido acético glacial. , nitrobenceno, alcohol isoanyl, orto diclorobenceno, hidróxido de sodio, y ácido nítrico concentrado. Otras pruebas demostraron que la sustancia no char o fundido cuando se expone a un soldador o un arco eléctrico. Humedad no causó que se pudra ni se hincha, la exposición prolongada a la luz solar no lo degrada, y que era impermeable al moho y los hongos.

Prueba de combustión.

• ·         No arde.
• ·         No produce olor.
• ·         No se quema.
• ·         Se deforma
• ·         No gotea.

Usos y aplicaciones.

En revestimientos de aviones, cohetes y naves espaciales debido a las grandes diferencias de temperatura que es capaz de soportar.

El Teflón debido a su fricción baja, se utiliza para los usos donde está necesaria la acción de desplazamiento de piezas: cojinetes, bujes, engranajes, placas de deslizamiento, etc.

Como recubrimiento de balas perforantes. El teflón no tiene efecto en la capacidad de perforación del proyectil, sino que reduce el rozamiento con el interior del arma para disminuir su desgaste.

En Odontología como aislante, separador y mantenedor del espacio interproximal durante procedimientos de estética o reconstrucciones con resinas compuestas o composite.

En estructuras y elementos sometidos a ambientes corrosivos, así como en mangueras y conductos por los que circulan productos químicos. 

En utensilios de cocina, como sartenes y ollas por su capacidad de rozamiento baja, así son fáciles de limpiar y mantiene un grado menor de toxicidad.    

En pinturas y barnices.

En electrónica, como revestimiento de cables o dieléctrico de condensadores por su gran capacidad aislante y resistencia a la temperatura. 26

Los condensadores con dieléctrico de teflón se utilizan en equipos amplificadores de sonido de alta calidad. Son los que producen menores distorsiones de audiofrecuencias. Un poco menos eficientes, les siguen los de poliester metalizado (MKP).

En medicina, aprovechando que no reacciona con sustancias o tejidos y es flexible y antiadherente se utiliza para prótesis, creación de tejidos artificiales y vasos sanguíneos, en incluso operaciones estéticas (body piercing).

Como hilo para coser productos expuestos continuamente a los agentes atmosféricos o químicos. 

El Teflón  se utiliza para recubrir telas de fibra de vidrio para estructuras permanentes arquitectónicos como el Pontiac Silverdome de Detroit, Michigan, y el Orange Bowl en la Universidad de Syracuse en Syracuse, Nueva York.

Como fibra, el Teflón  se utiliza para la fabricación de calcetines que reducen la fricción y ampollas. Estos son especialmente importantes para los diabéticos, personas con problemas circulatorios, las necesidades de geriatría, la obesidad y la piel sensible. Se hacen Calcetines Confort y fueron aprobadas recientemente por los EE.UU. Food and Drug Administration.

A partir de Apolo, la NASA utiliza Teflón tela y cubiertos de Teflón fibras en trajes de su espacio.

En la industria se emplea en elementos articulados, ya que su capacidad antifricción permite eliminar el uso de lubricantes como el Krytox. 

Teflón ® es utilizado en muchas aplicaciones para la fabricación de chips de computadoras, ya que es muy inerte y no reactivo. Se utiliza en filtros para mantener el aire limpio, en portadores de chips, y prácticamente todos los tubos y tuberías en la industria de semiconductores. DuPont.