El 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 estructura atómica de los enlaces covalentes de C-C y C-F extremadamente fuertes les confieren las excelentes cualidades de estos materiales. Algunas de las propiedades del teflon son debidas a la estructura lineal del polímero, conjuntamente con la disposición de los átomos de flúor protegidos por los átomos de carbono. Esta configuración produce su inercia y estabilidad química.
Otra de las propiedades del teflon (PTFE) es que 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.
También entre las propiedades del teflon podemos indicar que la molécula de 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 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 del teflon desde el punto de vista mecánico a temperatura ambiente son similares a las de un polietileno de media densidad.
Otro ámbito de interés son las propiedades del teflon desde el punto de vista superficial. El teflon 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.
Desde el punto de vista térmico las propiedades del teflon muestran que 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.
(*) TEFLON es una marca registrada de la compañía E.I dupont de Nemours (DuPont)
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