Politetrafluoroetilè

editor — Tue, 09 Apr 2013 11:18:44 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Poli-tetrafluoroetilè

Nomenclatura:

PTFE

Composició química:

(CF₂-CF₂)_n

Primeres matèries:

Tetrafluoroetilè; diclormetà; cloroform, àcid fluorhídric; clor i metà.

El PTFE està format en la seva totalitat per cadenes de macromolècules sense ramificar, amb un grau de polimerització força elevat. Els enllaços F-C són tan forts que és molt dfícil trencar-los. Per altra banda, l'estructura molecular és completament simètrica. A causa del diàmetre dels àtoms de fluor, aquests creen impediments estèrics entre ells, de manera que s'han d'orientar en l'espai en forma d'espiral. Així, els àtoms de fluor envolten completament els àtoms de carboni que queden a l'interior de l'espiral.

D'aquesta estructura deriva les propietats més importants del tefló; es tracta doncs, d'un plàstic semicristal·lí, no polar, amb un grau de cristal·linitat molt elevat.

Es tracta d'un plàstic especial que només es destina a utilitzar-se a elevades temperatures. El polímer que conté fins a un 40% de materials additius es denomina compost de PTFE.

Propietats generals

Densitat:

2.14 - 2.2 g/cm³

Cristal·linitat:

Elevada, aproximadament del 95%.

Preu:

10.1 - 11.5 €/kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

0.4 - 0.552 GPa

Coeficient de Poisson:

0.44 - 0.46

Resistència mecànica a compressió:

16.5 - 27.5 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

20 - 30 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.32 - 1.8 MPa·m^1/2

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	5.9 - 6.5 HV

Observacions:

Presenta una resistència mecànica baixa a causa de les forces intermoleculars febles del polímer. Té poca rigidesa.

Propietats elèctriques

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.1 - 2.24

Observacions:

És un bon aïllant elèctric. És molt resistent a les corrents parasitàries.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

107 - 123 ºC

Temperatura de fusió:

315 - 339 ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.242 - 0.261 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.01e3 - 1.05e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic. Té una elevada dilatació tèrmica. Quan s'escalfa a 19 ºC, el PTFE pateix una reordenació del seu esquelet cristal·lí.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.31 - 1.35

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-263) - (-253) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

250 - 271 ºC

Mecanització:

Mitjà.

Soldabilitat:

És un polímer soldable.

Formabilitat:

Bona

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

Presenta poca adherència amb altres materials a causa de les poques forces superficials que existeixen en el polímer, fent-lo un excel·lent antiadhesiu. Si s'escalfa a 400 ºC es descomposa donant lloc a vapors nocius.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids forts i febles.

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis forts i febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt bona resistència als dissolvents orgànics.

Absorció d’aigua:

Pràcticament no absorbeix humitat.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material no inflamable. La seva resistència a la radiació UV és bona. És idoni per a treballar amb HF. Únicament es pot atacar amb metalls alcalins fosos i amb fluor. Resisteix els ambients externs i la tensofisuració.

Obtenció

Observacions:

L'obtenció del tetrafluoroetilè es produeix a través d'una reacció radicalària en la que s'empren com a iniciadors del mecanisme peròxids solubles en aigua. Aquest polimeritza en fase aquosa, entre 20 i 80 ºC de temperatura i elevada pressió, pel procediment de suspensió o emulsió. Utilitzant radiació energètica també es pot generar l'excitació que provoca la polimerització.

La polimerització en discontinu es realitza de manera que primerament s'introdueixen les dissolucions aquoses dels iniciadors i auxiliars, i després es carrega el monòmer de tetrafluoroetilè a pressió amb agitació continua. Al llarg del procés es continua addicionant monòmer aconseguint així mantenir la pressió constant. Es tracta d'una reacció fortament exotèrmica i per tant cal eliminar la calor de reacció generada per agitació i refrigeració intensa; de no fer-se així es produiria una descomposició explosiva de la mescla reaccionant. Quan la reacció finalitza, es filtra, renta i s'asseca el producte, obtenint-se un plàstic en pols amb un tamany de partícula gran. Aquesta pols es pot processar directament o moldre-la fins que adquireixi un tamany de partícula més petita.

La polimerització per emulsió es pot fer en continu o en discontinu. En aquesta primer es diposita la dissolució aquosa dels iniciadors acompanyada d'agents emulsionants especials. Seguidament es produeix una dispersió de PTFE que resulta en grans majoritàriament esfèrics. Després es concentra la dispersió fins a un 60% de sòlid mitjançant precipitació parcial amb sals o bé amb electrodecantació en presència d'agents dispersants.

Per a fabricar PTFE d'emulsió en forma de pols granulada, el plàstic es separa de la dissolució aquosa per precipitació amb sals per coagulació en presència de dissolvents orgànics solubles en aigua, per agitació o per ebullició. Seguidament es filtra, es renta i s'asseca. Depenent del procés i de la temperatura, es poden obtenir diferents tamanys de partícula. Dins del polímer obtingut queda retingut l'agent emulsionant, que té efectes lubricants i facilita el processat posterior.

Conformació

Observacions:

El PTFE no es pot conformar pels procediments habituals d'emmotllat com es fa amb la resta de termoplàstics; aixó es deu a que té una temperatura d'estovament molt alta i a que el material fos té una viscositat extremadament alta. Per a emmotllar-lo cal que aquest es trobi en forma de pols, en dispersió o en pasta. Es pot transformar mitjançant un premsat en fred, sinterització en fred, sinterització a pressió i la sinterització amb pressió posterior per a obtenir blocs o peces.

En el cas de voler obtenir vares, cintes o tubs, el tefló es pot coextruïr amb pistó que compacta i sinteritza la pols i les pastes. Per a obtenir recobriments, les dispersions de tefló es polvoritzen o s'apliquen per immersió o impregnació. El PTFE només es pot enganxar després d'haver-se sotmés a un atac químic; unir-lo requerix una soldadura-premsat a temperatures entre 370 i 390 ºC.

Al escalfar el PTFE i la resta de plàstics fluorats a temperatures superiors a 350 ºC, aquests es descomposen amb facilitat desprenent gasos molt agresius i tòxics, fonamentalment en forma d'àcid fluorhídric. Per tant, al conformar-lo a aquestes temperatures s'han de complir les normes de seguretat laboral.

Els additius que normalment s'addicionen són el grafit, el disulfur de molibdè, pols de bronze o de coure, fibres de vidre o de carboni, alúmina hidratada, pissarra mòlta i mica, però també s'empran amb freqüència polímers d'altes prestacions.

Reciclatge

Observacions:

El tefló és un material reciclable

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per a plàstics en general.

Aplicacions

Observacions:

El tetrafluoroetilè s'empra per crear varetes, blocs, planxes, tubs, tubs flexibles retràctils i/o aïllants, làmines, cintes i fibres. Amb ell es fabriquen peces electroaïllants, peces de commutadors d'alta tensió, aïllants de cables i fils, juntes, elements d'expansió, revestiments de dipòsits, aparells químics, vàlvules, bombes, cossos de rebliment, aparells de laboratori químic, recobriments de superfícies repel.lents, cintes transportadores, en la indústria d'adhesius, en l'alimentària, en la soldadura de plàstics, per a rebliments antiadhesius de paelles, motlles de forner, planxes de planxar,...

Al igual que altres polímers fluorats, el PTFE també s'empra com a additiu per a altres termoplàstics, especialment en aquells que estan reforçats amb fibra de vidre, amb la finalitat de millorar el lliscament i la resistència al desgast.

Imatges:

Descripció:

Les paelles antiadherents i els nuclis magnètics estan fets amb tefló, així com la cinta de tefló i el vas

Español

CMEmaterials - Fluoroplàstics

Politetrafluoroetilè

Pestanyes verticals