Avantages du polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE), également connu sous le nom de téflon, est souvent appelé le « roi des plastiques ». C'est un composé de haut poids moléculaire formé par polymérisation du tétrafluoroéthylène. Le PTFE a une excellente stabilité chimique, une résistance à la corrosion (l'un des meilleurs matériaux pour la résistance à la corrosion, à l'exception du sodium fondu et du fluor liquide, il peut résister à tous les autres produits chimiques sans aucun changement, même lorsqu'il est bouilli dans de l'eau régale), des propriétés d'étanchéité, un pouvoir lubrifiant élevé, propriétés antiadhésives, isolation électrique et bonne résistance au vieillissement et à la température (peut fonctionner à long terme à des températures allant de -180°C à +250°C). Le PTFE lui-même n'est pas toxique pour l'homme, mais l'une des matières premières utilisées dans sa production, l'acide perfluorooctanoïque (PFOA), est considérée comme ayant des effets cancérigènes potentiels.

Température : -20°C à 250°C (-4°F à +482°F), permettant des changements rapides de température ou une alternance de fonctionnement chaud et froid.

Pression : -0,1 à 6,4 Mpa (vide complet jusqu'à 64 kgf/cm2).

Le développement du PTFE a résolu de nombreux problèmes dans les industries chimique, pétrolière et pharmaceutique chinoises. Les joints, joints et rondelles en PTFE sont fabriqués par moulage de résine PTFE polymérisée en suspension. Comparé à d’autres plastiques, le PTFE présente une excellente résistance chimique. Il est largement utilisé comme matériau d’étanchéité et de remplissage.

Le PTFE est utilisé comme plastique technique et peut être transformé en tuyaux, tiges, rubans, feuilles et films. Il est couramment utilisé dans les pipelines, conteneurs, pompes, vannes résistants à la corrosion, ainsi que dans les équipements radar, les appareils de communication haute fréquence et les équipements radio. Les dispersions de PTFE peuvent être utilisées comme liquides d'imprégnation d'isolation pour divers matériaux et comme revêtements anticorrosion pour le métal, le verre et la céramique. Divers anneaux, joints et garnitures en PTFE sont largement utilisés dans divers types de joints de bride de pipeline résistants à la corrosion. De plus, le PTFE peut être utilisé pour le tréfilage et les fibres de PTFE, également connues sous le nom de fibres de fluorocarbone ou fibres de téflon, sont utilisées dans diverses applications.

Actuellement, divers produits en PTFE jouent un rôle crucial dans l'économie nationale chinoise, notamment dans les secteurs de la chimie, des machines, de l'électronique, des appareils électriques, de l'armée, de l'aérospatiale, de la protection de l'environnement et des ponts.

Le PTFE est utilisé dans des industries telles que la chimie, la pétrochimie, le raffinage du pétrole, le chlore-alcali, la production d'acide, les engrais phosphatés, les produits pharmaceutiques, les pesticides, les fibres chimiques, la teinture et la finition, la cokéfaction, le gaz, la synthèse organique, la métallurgie non ferreuse, l'acier, l'atome. l'énergie et la production de produits de haute pureté (tels que l'électrolyse à membrane ionique). Il est également utilisé dans le transport et la manutention de matériaux visqueux et dans les secteurs de transformation des aliments et des boissons ayant des exigences sanitaires strictes.

Avantages du PTFE :

• Résistance aux hautes températures : peut fonctionner à des températures allant jusqu'à 250°C.
• Résistance aux basses températures : Conserve une bonne ténacité mécanique même à -196°C, avec un taux d'allongement de 5%.
• Résistance à la corrosion : résistant à la plupart des produits chimiques et solvants, présentant une inertie et une résistance aux acides forts, aux bases fortes, à l’eau et à divers solvants organiques.
• Résistance aux intempéries : possède la meilleure résistance au vieillissement parmi les plastiques.
• Pouvoir lubrifiant élevé : coefficient de frottement le plus bas parmi les matériaux solides.
• Non adhésif : tension superficielle la plus faible parmi les matériaux solides, n'adhère à aucune substance.
• Non toxique : physiologiquement inerte, peut être implanté dans le corps humain sous forme de vaisseaux sanguins et d'organes artificiels sans effets indésirables.

Le polytétrafluoroéthylène a un poids moléculaire relativement important, allant de plusieurs centaines de milliers à plus de dix millions (par rapport au polyéthylène, qui est de l'ordre de plusieurs milliers). Il a une cristallinité de 90 à 95 % et une température de fusion de 327 à 342°C. Les unités CF2 dans la molécule de PTFE sont disposées en zigzag. En raison de la taille légèrement plus grande des atomes de fluor comparés, les unités CF2 adjacentes ne peuvent pas être complètement trans mais forment une chaîne torsadée, avec des atomes de fluor couvrant presque toute la surface de la chaîne polymère. Cette structure moléculaire explique les différentes propriétés du PTFE. À des températures inférieures à 19°C, il forme une hélice 13/6, et à 19°C, il subit une transition de phase, ouvrant légèrement les molécules pour former une hélice 15/7.

Bien que la rupture des liaisons carbone-carbone et carbone-fluor dans les perfluorocarbures nécessite une absorption d'énergie de 346,94 et 484,88 kJ/mol, respectivement, seulement 171,38 kJ d'énergie sont nécessaires pour dépolymériser une mole de PTFE en tétrafluoroéthylène. Lors de la décomposition à haute température, le PTFE se dépolymérise principalement en tétrafluoroéthylène. Les taux de perte de poids du PTFE à 260, 370 et 420°C sont respectivement de 1×10-4, 4×10-3 et 9×10-2 par heure. Par conséquent, le PTFE peut être utilisé à des températures allant jusqu'à 260°C pendant une période prolongée. Cependant, il convient d'être prudent en raison des sous-produits toxiques, tels que le fluor gazeux et le perfluoroisobutène, produits lors de la décomposition à haute température, et le contact direct avec des flammes nues doit être évité.