Vantaggi del politetrafluoroetilene (PTFE)

Il politetrafluoroetilene (PTFE), noto anche come Teflon, viene spesso definito il "re della plastica". È un composto ad alto peso molecolare formato polimerizzando il tetrafluoroetilene. Il PTFE ha un'eccellente stabilità chimica, resistenza alla corrosione (uno dei migliori materiali per resistenza alla corrosione, ad eccezione del sodio fuso e del fluoro liquido, può resistere a tutti gli altri prodotti chimici senza alcun cambiamento, anche se bollito in acqua regia), proprietà sigillanti, elevato potere lubrificante, proprietà antiaderenti, isolamento elettrico e buona resistenza all'invecchiamento e alla temperatura (può funzionare a lungo a temperature comprese tra -180°C e +250°C). Il PTFE stesso non è tossico per l'uomo, ma una delle materie prime utilizzate nella sua produzione, l'acido perfluoroottanoico (PFOA), è considerato potenzialmente cancerogeno.

Temperatura: da -20°C a 250°C (da -4°F a +482°F), consentendo rapidi cambiamenti di temperatura o alternando operazioni a caldo e freddo.

Pressione: da -0,1 a 6,4 Mpa (vuoto totale fino a 64 kgf/cm2).

Lo sviluppo del PTFE ha risolto molti problemi dell'industria chimica, petrolifera e farmaceutica cinese. Le guarnizioni, le guarnizioni e le rondelle in PTFE sono realizzate mediante stampaggio di resina PTFE polimerizzata in sospensione. Rispetto ad altre materie plastiche, il PTFE ha un'eccellente resistenza chimica. È ampiamente utilizzato come materiale sigillante e di riempimento.

Il PTFE è utilizzato come materiale plastico tecnico e può essere trasformato in tubi, barre, nastri, fogli e pellicole. È utilizzato in tubazioni, contenitori, pompe, valvole resistenti alla corrosione, nonché in apparecchiature radar, dispositivi di ad alta frequenza e apparecchiature radio. Le dispersioni di PTFE possono essere utilizzate come liquidi impregnanti isolanti per vari materiali e come rivestimenti anticorrosivi per metallo, vetro e ceramica. Vari anelli, guarnizioni e baderne in PTFE sono ampiamente utilizzati in vari tipi di guarnizioni per flange di tubazioni resistenti alla corrosione. Inoltre, il PTFE può essere utilizzato per la trafilatura e le fibre di PTFE, note anche come fibre di fluorocarburo o fibre di Teflon, vengono utilizzate in varie applicazioni.

Attualmente, vari prodotti in PTFE svolgono un ruolo cruciale nell'economia nazionale cinese, compresi i settori chimico, dei macchinari, dell'elettronica, degli elettrodomestici, militare, aerospaziale, della protezione ambientale e dei ponti.

Il PTFE è utilizzato in settori quali quello chimico, petrolchimico, della raffinazione del petrolio, dei cloro-alcali, della produzione di acidi, dei fertilizzanti fosfatici, dei prodotti farmaceutici, dei pesticidi, delle fibre chimiche, della tintura e della finitura, della cokeria, del gas, della sintesi organica, della metallurgia non ferrosa, dell'acciaio, dell'atomo. energia e la produzione di prodotti di elevata purezza (come l'elettrolisi della membrana ionica). Viene utilizzato anche nel trasporto e nella movimentazione di materiali viscosi e nei settori della lavorazione di alimenti e bevande con severi requisiti sanitari.

Vantaggi del PTFE:

• Resistenza alle alte temperature: può funzionare a temperature fino a 250°C.
• Resistenza alle basse temperature: Mantiene una buona tenacità meccanica anche a -196°C, con un tasso di allungamento del 5%.
• Resistenza alla corrosione: resistente alla maggior parte dei prodotti chimici e solventi, mostrando inerzia e resistenza agli acidi forti, alle basi forti, all'acqua e a vari solventi organici.
• Resistenza agli agenti atmosferici: Ha la migliore resistenza all'invecchiamento tra le plastiche.
• Elevato potere lubrificante: coefficiente di attrito più basso tra i materiali solidi.
• Non adesivo: tensione superficiale più bassa tra i materiali solidi, non aderisce a nessuna sostanza.
• Non tossico: fisiologicamente inerte, può essere impiantato nel corpo umano come vasi sanguigni e organi artificiali senza reazioni avverse.

Il politetrafluoroetilene ha un peso molecolare relativamente grande, che va da diverse centinaia di migliaia a oltre dieci milioni (rispetto al polietilene, che è nell'ordine delle migliaia). Ha una cristallinità del 90-95% e una temperatura di fusione di 327-342°C. Le unità CF2 nella molecola del PTFE sono disposte a zigzag. A causa della dimensione leggermente maggiore degli atomi di fluoro rispetto, le unità CF2 adiacenti non possono essere completamente formate ma formano una catena attorcigliata, con gli atomi di fluoro che coprono quasi l'intera superficie della catena polimerica. Questa struttura molecolare spiega le varie proprietà del PTFE. A temperature inferiori a 19°C forma un'elica 13/6 e a 19°C subisce una transizione di fase, aprendo leggermente le molecole per formare un'elica 15/7.

Sebbene la rottura dei legami carbonio-carbonio e dei legami carbonio-fluoro nei perfluorocarburi richieda un assorbimento di energia rispettivamente di 346,94 e 484,88 kJ/mol, sono necessari solo 171,38 kJ di energia per depolimerizzare una mole di PTFE in tetrafluoroetilene. Durante la decomposizione ad alta temperatura, il PTFE si depolimerizza principalmente in tetrafluoroetilene. I tassi di perdita di peso del PTFE a 260, 370 e 420°C sono rispettivamente 1×10-4, 4×10-3 e 9×10-2 all'ora. Pertanto, il PTFE può essere utilizzato a temperature fino a 260°C per un periodo prolungato. Tuttavia, è necessario prestare attenzione a causa dei sottoprodotti tossici, come gas di fluoro e perfluoroisobutene, prodotti durante la decomposizione ad alta temperatura, e deve essere evitato il contatto diretto con fiamme libere.