El material teflón o PTFE (politetrafluoretileno) fue descubierto por Plunkett en 1938 y Dupont lo registró con el nombre de teflon. Esta compañía comenzó a comercializarlo y producirlo a gran escala en 1950 y sigue siendo líder en la producción de fluoropolímeros en la actualidad. De hecho sigue siendo muy habitual denominar a esta familia de productos con el nombre del material teflón, si bien existen otra importante cantidad de suministradores distintos a Dupont.
El material teflón (PTFE) es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor. La fórmula química del monómero, tetrafluoretileno, TFE, es CF2=CF2. La fórmula del polímero se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Monómero de tetrafluoretileno
La polimerización cientos de veces de este monómero produce el polímero conocido como politetrafluoretileno, PTFE.
La estructura del polímero se aprecia en la imagen tridimensional del mismo (Figura 2):
Figura 2. Estructura lineal del teflón (PTFE)
La estructura atómica de los enlaces covalentes de C-C y C-F que resultan extremadamente fuertes les confieren excelentes cualidades. La estructura lineal del polímero, conjuntamente con la disposición de los átomos de flúor protegidos por los átomos de carbono, producen su inercia y estabilidad química.
El teflón (PTFE) no se disuelve en ningún solvente, el flúor es el responsable de su bajísima energía superficial y su bajo coeficiente de fricción. De igual modo la molécula es considerada inerte desde el punto de vista eléctrico o sin polaridad.
La molécula de teflón (PTFE) tiene un alto peso molecular y un elevado punto de fusión entre 320 °C a 342 °C. Su estructura alineada le confiere una alta cristalinidad y ello se traduce en un alto punto de fusión, como se ha dicho. Por otro lado, su alta viscosidad a la temperatura de fusión, impide la formación de un film o una superficie continua para la unión y su comportamiento es más parecido a la sinterización de los metales, es decir, por contacto puntual, entre moléculas.
El teflón (PTFE) no puede ser procesado por los procedimientos de fabricación usuales de los termoplásticos debido a su elevada viscosidad, del orden de seis veces más que estos polímeros.
La cristalinidad del PTFE alcanza el 90% después de la sinterización probablemente debido al alto peso molecular del polímero. En cualquier caso es bien conocido que si después de la polimerización se produce un enfriamiento rápido el nivel de cristalinidad disminuye de forma severa. A la temperatura de 19 °C se produce una transición debido a que se realiza suavemente un efecto de “desenrollar” la disposición helicoidal de las moléculas del polímero. Esta transición afecta muy ligeramente a la densidad del polímero en estado cristalino. En estado amorfo no se aprecia dicha disminución. A partir de la temperatura de fusión que se alcanza a los 327 °C el polímero incrementa su volumen el 30 %.
Las propiedades mecánicas a temperatura ambiente del teflón son similares a las de un polietileno de media densidad.
La superficie es suave y deslizante y posee una muy baja tensión superficial del orden de γ = 18 mN/m. Únicamente pueden ser mojados por líquidos con tensiones superficiales inferiores al valor citado.
Debido a la alta inercia química la mayoría de los productos químicos y solventes no reaccionan con el teflón (PTFE). Los gases y vapores se difunden a través del mismo de forma más lenta que en otros polímeros. El mayor grado de cristalinidad influye de forma negativa pues disminuye la tasa de permeabilidad.
El teflón es excepcionalmente estable tanto en aire como en atmósferas inertes sin degradación ni descomposición hasta 440°C. Por ello se puede utilizar de forma continua hasta los 260 °C reteniendo sus propiedades mecánicas hasta un 50% tras 20 000 horas.
Posee la mayor resistencia química de todos los polímeros conocidos, es resistente a los ácidos inorgánicos conocidos como el ácido nítrico, ácido sulfúrico y el agua regia. Es atacado por algunos metales alcalinos fundidos como el sodio y por el flúor en condiciones extremas de temperatura y presión. Es insoluble en todos los solventes conocidos.
Teflón es una marca registrada de la compañía E.I dupont de Nemours (DuPont)
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