Teflon

Chimic este PTFE (politetrafluoreten) - un polimer al tetrafluoretenului.
Polytetrafluoretenul (prescurtat PTFE; uneori numit și Polytetrafluoreten) este un polimer al tetrafluoretenului, care a fost sintetizat pentru prima dată de chimistul Roy J. Plunkett la compania DuPont. Polytetrafluoretenul este cunoscut mai ales sub denumirea comercială Teflon (sau Teflon). Alte denumiri comerciale folosite pentru Polytetrafluoreten sunt Dyneon™ PTFE (anterior Hostaflon™) și Gore-Tex™ (membrane PTFE).

PTFE aparține grupului polihalogenoolefinelor, precum și PCTFE — poli(trifluoromonocloreten). Este un termoplast, deși are anumite proprietăți care sunt mai tipice pentru reaktoplaste. Temperatura de topire a PTFE este de aproximativ 327 °C, însă proprietățile sale se modifică deja la 260 °C, iar la temperaturi peste 350 °C are loc degradarea.

Istoria

Model 3D al unei părți a moleculei PTFE.
În ciuda afirmației frecvent utilizate, dar incorecte, că PTFE a fost creat ca un material pentru zboruri spațiale, care au început abia în anul 1957, istoria sa începe de fapt în anul 1938. În acea perioadă, Roy J. Plunkett a creat accidental PTFE, experimentând cu tetrafluoretenul ca mediu de răcire. Plunkett a uitat să pună butele cu tetrafluoreten (TFE) în frig noaptea. Până a doua zi, gazul din butele s-a transformat parțial într-o substanță solidă albă – PTFE – prin polimerizare. Procesul industrial de fabricare a PTFE poartă încă numele descoperitorului său. Acesta constă în polimerizarea tetrafluoretenului la presiune ridicată în prezența inițiatorilor (peroxizi). În anul 1941, compania DuPont a obținut brevetul pentru producerea PTFE, iar în anul 1944 Teflon a devenit o marcă înregistrată.

Prima utilizare practică a PTFE a avut loc în anul 1943 – protecția împotriva coroziunii în producția bombei atomice. Stratul său pe centrifughe și conducte proteja materialul împotriva gazului foarte coroziv fluorură de uraniu (UF6). Ulterior, chimistul francez Marc Grégoire a aplicat un strat de Teflon pe un undiță de pescuit, care s-a deșurubat mai repede. Exact atunci, soția sa Colette a avut ideea în anul 1954 că Teflon ar putea fi folosit ca suprafață pe tigăi și tăvi.

Proprietăți

Teflonul este folosit ca suprafață pe tăvi și alte ustensile de bucătărie.
PTFE se remarcă prin mai multe proprietăți excepționale:

PTFE este aproape nereactiv. Acizi puternici, cum ar fi regia regis, nu reacționează deloc cu PTFE. Acest lucru se datorează legăturilor foarte puternice dintre atomii de carbon și fluor, deoarece fluorul este elementul cu cea mai mare electronegativitate (x = 4,0) și formează cu carbonul (x = 2,5) o legătură foarte polară și stabilă. Până în prezent, cunoaștem doar câteva compuși care pot afecta chimic PTFE – de exemplu, sodiul topit sau fluorul.
PTFE are un coeficient foarte scăzut de frecare la alunecare (f(oțel–teflon) = 0,04). Două suprafețe PTFE alunecă una pe alta la fel de bine ca două suprafețe de gheață. În plus, acest coeficient este aproape același pentru starea statică și cea dinamică, deci trecerea unui obiect din repaus în mișcare este foarte ușoară.
Pe o suprafață realizată din PTFE aproape nimic nu se lipsește, deoarece are o tensiune superficială extrem de mare față de alte materiale.
Densitate: 2,1–2,3 g/cm³, Duritate Shore D 55 până la D 60
Rezistență ridicată la temperaturi ridicate, la toți acizii, bazele, alcoolii, cetonele, uleiurile etc. PTFE poate fi utilizat la temperaturi de până la 260 °C fără modificări ale proprietăților (la 400 °C are loc piróliza, generând produse toxice, cum ar fi fluoroformul COF2). PTFE este rezistent la îngheț până la −200 °C; fiziologic complet indiferent.
Un coeficient ridicat de dilatație termică, o tranziție de fază de la rețeaua cristalină triclinică la cea hexagonală la 19 °C, însoțită de o schimbare de volum.
Nenflamabil, în raze puternice se degradează cu formare de fluorură de hidrogen, gazele rezultate sunt toxice și pot provoca la om ceea ce se numește „febra teflonului”.
Indice de refracție de aproximativ 1,34 – doar ușor diferit de cel al apei (1,333).