Ventajas del politetrafluoroetileno (PTFE)

Al politetrafluoroetileno (PTFE), también conocido como teflón, a menudo se le conoce como el "rey de los plásticos". Es un compuesto de alto peso molecular formado al polimerizar tetrafluoroetileno. El PTFE tiene una excelente estabilidad química, resistencia a la corrosión (uno de los mejores materiales para la resistencia a la corrosión, excepto el sodio fundido y el flúor líquido, puede soportar todos los demás productos químicos sin ningún cambio, incluso cuando se hierve en agua regia), propiedades de sellado, alta lubricidad, propiedades antiadherentes, aislamiento eléctrico y buena resistencia al envejecimiento y a la temperatura (puede funcionar a largo plazo en temperaturas que oscilan entre -180°C y +250°C). El PTFE en sí no es tóxico para los humanos, pero se considera que una de las materias primas utilizadas en su producción, el ácido perfluorooctanoico (PFOA), tiene efectos cancerígenos potenciales.

Temperatura: -20 °C a 250 °C (-4 °F a +482 °F), lo que permite cambios rápidos de temperatura o alternar operaciones de frío y calor.

Presión: -0,1 a 6,4 Mpa (vacío total a 64 kgf/cm2).

El desarrollo del PTFE ha resuelto muchos problemas en las industrias química, petrolera y farmacéutica de China. Los sellos, juntas y arandelas de PTFE se fabrican moldeando resina de PTFE polimerizada en suspensión. Comparado con otros plásticos, el PTFE tiene una excelente resistencia química. Es ampliamente utilizado como material de sellado y relleno.

El PTFE se utiliza como plástico de ingeniería y se puede fabricar en tuberías, varillas, cintas, láminas y películas. Se utiliza comúnmente en tuberías, contenedores, bombas y válvulas resistentes a la corrosión, así como en equipos de radar, dispositivos de comunicación de alta frecuencia y equipos de radio. Las dispersiones de PTFE se pueden utilizar como líquidos de impregnación aislante para diversos materiales y como recubrimientos anticorrosivos para metal, vidrio y cerámica. Varios anillos, juntas y empaquetaduras de PTFE se utilizan ampliamente en varios tipos de sellos de bridas de tuberías resistentes a la corrosión. Además, el PTFE se puede utilizar para trefilado y las fibras de PTFE, también conocidas como fibras de fluorocarbono o fibras de teflón, se utilizan en diversas aplicaciones.

Actualmente, varios productos de PTFE desempeñan un papel crucial en la economía nacional de China, incluidos los sectores químico, de maquinaria, electrónica, electrodomésticos, militar, aeroespacial, de protección ambiental y de puentes.

El PTFE se utiliza en industrias como la química, petroquímica, refinación de petróleo, cloro-álcali, producción de ácido, fertilizantes fosfatados, productos farmacéuticos, pesticidas, fibras químicas, teñido y acabado, coque, gas, síntesis orgánica, metalurgia no ferrosa, acero, atómica. energía y la producción de productos de alta pureza (como la electrólisis de membrana iónica). También se utiliza en el transporte y manipulación de materiales viscosos y en sectores de procesamiento de alimentos y bebidas con estrictos requisitos sanitarios.

Ventajas del PTFE:

• Resistencia a altas temperaturas: Puede funcionar a temperaturas de hasta 250°C.
• Resistencia a bajas temperaturas: conserva una buena tenacidad mecánica incluso a -196 °C, con una tasa de alargamiento del 5 %.
• Resistencia a la corrosión: Resistente a la mayoría de los productos químicos y disolventes, presenta inercia y resistencia a ácidos fuertes, bases fuertes, agua y diversos disolventes orgánicos.
• Resistencia a la intemperie: Tiene la mejor resistencia al envejecimiento entre los plásticos.
• Alta lubricidad: coeficiente de fricción más bajo entre los materiales sólidos.
• No adhesivo: La tensión superficial más baja entre los materiales sólidos, no se adhiere a ninguna sustancia.
• No tóxico: Fisiológicamente inerte, puede implantarse en el cuerpo humano como vasos sanguíneos y órganos artificiales sin reacciones adversas.

El politetrafluoroetileno tiene un peso molecular relativamente grande, que oscila entre varios cientos de miles y más de diez millones (en comparación con el polietileno, que está en el rango de miles). Tiene una cristalinidad del 90-95% y una temperatura de fusión de 327-342°C. Las unidades de CF2 en la molécula de PTFE están dispuestas en zigzag. Debido al tamaño ligeramente mayor de los átomos de flúor en comparación, las unidades CF2 adyacentes no pueden sino formar completamente una cadena retorcida, cubriendo los átomos de flúor casi toda la superficie de la cadena polimérica. Esta estructura molecular explica las diversas propiedades del PTFE. A temperaturas inferiores a 19°C, forma una hélice de 13/6, y a 19°C, sufre una transición de fase, abriendo ligeramente las moléculas para formar una hélice de 15/7.

Aunque romper los enlaces carbono-carbono y los enlaces carbono-flúor en los perfluorocarbonos requiere una absorción de energía de 346,94 y 484,88 kJ/mol, respectivamente, sólo se requieren 171,38 kJ de energía para despolimerizar un mol de PTFE en tetrafluoroetileno. Durante la descomposición a alta temperatura, el PTFE se despolimeriza principalmente en tetrafluoroetileno. Las tasas de pérdida de peso del PTFE a 260, 370 y 420°C son 1×10-4, 4×10-3 y 9×10-2 por hora, respectivamente. Por lo tanto, el PTFE se puede utilizar a temperaturas de hasta 260 °C durante un período prolongado. Sin embargo, se debe tener precaución debido a los subproductos tóxicos, como el gas flúor y el perfluoroisobuteno, que se producen durante la descomposición a alta temperatura, y se debe evitar el contacto directo con llamas abiertas.