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CINTA TEFLÓN

 

 

TEFLÓN- ANTIADHERENTE

 

 

USO DE TEFLÓN

 

 

PROTECTOR DE TELAS

 

 

 

PELIGROS DEL TEFLÓN

 

USOS Y APLICACIONES

Debido a las múltiples características físicas y químicas que posee el teflón, con el transcurso de los años se ha convertido en un material de amplias aplicaciones domésticas, industriales y aeroespaciales.

Entre las más conocidas, como ya se mencionó anteriormente, se encuentran la fabricación de cacerolas, sartenes, moldes para hornear y otros utensilios de cocina. La industria mecánica lo emplea en la producción de engranajes y diferentes mecanismos autolubricados. La industria automotriz, por su parte, lo utiliza para fabricar diferentes tipos de mangueras, sistemas de airbag, frenos, filtros de aceite, así como en las escobillas de los limpiaparabrisas para eliminar el molesto chirrido que producen sobre el cristal cuando cae una llovizna.

El teflón tiene también amplia aplicación en la industria eléctrica y electrónica por su gran resistencia dieléctrica a las altas frecuencias de la corriente alterna, su bajo factor de disipación de calor y su alta resistencia superficial. En la práctica se emplea en el aislamiento externo o forro de alambres y cables eléctricos, como dieléctrico para separar las chapas de capacitores o condensadores variables de los radiorreceptores, en la fabricación de semiconductores y, en general, como material aislante de la electricidad.

En medicina se emplea en la fabricación de diferentes tipos de prótesis y vasos sanguíneos, pues al ser un material inerte el organismo no lo rechaza. En óptica se utiliza en el tratamiento de las lentes para proporcionarle cualidades antiestáticas que evitan la atracción del polvo y las suciedades, minimizando así la necesidad de limpiarlas constantemente.

• En revestimientos de aviones, cohetes y naves espaciales debido a las grandes diferencias de temperatura que es capaz de soporta.En medicina, aprovechando que no reacciona con sustancias o tejidos y es flexible y antiadherente se utiliza para prótesis, creación de tejidos artificiales y vasos sanguíneos, en incluso operaciones estéticas (body piercing).
• En electrónica, como revestimiento de cables o dieléctrico de condensadores por su gran capacidad aislante y resistencia a la temperatura.
• En pinturas y barnices.
• En estructuras y elementos sometidos a ambientes corrosivos, así como en mangueras y conductos por los que circulan productos químicos.
   
• Como recubrimiento de balas perforantes.

    

                              

    

NOMBRES COMERCIALES

Politetrafluoretileno (PTFE), vendido por DuPont bajo el nombre comercial de Teflón-PTFE.



Perfluoroalcoxy (PFA), vendido por DuPont bajo el nombre comercial de Teflón-PFA.

PRODUCCIÓN Y CONSUMO

Tiene el gran inconveniente de su bajísima resistencia a la comprensión, que en muchos casos lo hace inservible por el excesivo tamaño de los casquillos y soportes;
Su densidad 2,4 es muy elevada lo que unido a su precio, también elevado, lo hacen un producto caro por volumen utilizado.
Si se compara, por ejemplo, con el POLIETILENO prensado HD-500 que tiene una densidad 0,9 y un precio 7 veces menor, llegaremos a la conclusión de que este último producto es 19 veces más barato que el POLITETRAFLUOROETILENO (P.T.F.E.).
Evidentemente, el HD-500 no reúne todas las ventajas juntas del POLITETRAFLUOROETILENO (P.T.F.E.),
pero si dos de ellas : resistencia química y bajo coeficiente de rozamiento.
Si la temperatura no es elevada (max.lOOoC), el HD-500 sustituye totalmente al POLITETRAFLUOROETILENO (P.T.F.E.), lo que indica las grandes ventajas económicas de conocer los productos y saber sus limitaciones y diferencias importantes.
Actualmente existe un derivado del POLITETRAFLUOROETILENO (P.T.F.E.) con Fluor incorporado también
que se conoce como P.V.D.F.
El P.V.D.F. tiene unas características algo más bajas que el POLITETRAFLUOROETILENO (P.T.F.E.),
pero permite la soldadura para poder fabricar recipientes y cubetas impermeables.

PRUEBA DE COMBUSTIÓN

Es capaz de soportar temperaturas desde -270ºC (3 K) hasta 300 ºC (573 K).

 

A 260 ºC no existe descomposición apreciable. A 327 ºC el P.T.F.E. Toma un aspecto amorfo gelatinoso, sin fundir, conservando todavía sus formas geométricas.

 

·         No arde.

·         No produce olor.

·         No se quema.

·         Se deforma

·         No gotea.

 

IDENTIFICACIÓN POR SOLUBILIDAD

Temperatura de autoinflamación : 520 - 560 °C , Método: ASTM D 1929

Límites inferior de explosividad/ Límites de inflamabilidad inferior : no aplicable
Límites superior de explosividad/ Limites de inflamabilidad superior: no aplicable
Densidad : 2,14 - 2,20 g/cm3
Solubilidad : insoluble
Solubilidad en agua : insoluble.

PUNTO DE FUSIÓN

El comportamiento del teflón resulta ser excelente dentro de un amplio rango de variación de temperaturas extremas. Ese rango se mueve entre los 260 ºC (alta temperatura) hasta los –240 ºC (temperatura muy baja o de criogenización), sin que se alteren sus propiedades físicas. Por otra parte, su punto de fusión inicial es de aproximadamente 342 ºC.

 

 

VISTA TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL

A 260 ºC no existe descomposición apreciable.

A 327 ºC el P.T.F.E. Toma un aspecto amorfo gelatinoso, sin fundir, conservando todavía sus formas geométricas.
VISTA TRANSVERSAL

VISTA LONGITUDINAL

PROPIEDADES QUIMICAS

La virtud principal de este material es que es prácticamente inerte, no reacciona con otras sustancias químicas excepto en situaciones muy especiales. Esto se debe básicamente a la protección de los átomos de flúor sobre la cadena carbonada. Esa propiedad lo hace muy resistente frente al ataque de infinidad de productos químicos; por esa razón presenta una alta resistencia al ozono, a los ácidos y bases concentradas o diluidas, a los hidrocarburos y a los disolventes orgánicos.

 

Esta carencia de reactividad hace que su toxicidad sea prácticamente nula, y es ,de hecho, el material con el coeficiente de rozamiento más bajo conocido. Otra cualidad característica es su impermeabilidad, manteniendo además sus cualidades en ambientes húmedos.

 

                   

PROPIEDADES FISICAS

El teflón posee un bajo coeficiente de fricción, inferior a 0,1.

 

Además de sus propiedades antiadherentes y su bajo coeficiente de fricción, el teflón posee también una alta resistencia, tanto a la humedad, como al paso del tiempo y a los rayos ultravioleta (UV). Del mismo modo su antiadherencia lo convierte en un material impermeable y de fácil de limpieza.

 

El comportamiento del teflón resulta ser excelente dentro de un amplio rango de variación de temperaturas extremas. Ese rango se mueve entre los 260 ºC (alta temperatura) hasta los –240 ºC (temperatura muy baja o de criogenización), sin que se alteren sus propiedades físicas. Por otra parte, su punto de fusión inicial es de aproximadamente 342 ºC.

 

Es también un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, no se altera por la acción de la luz y escapaz de soportar temperaturas desde -270ºC (3 K) hasta 300 ºC (573 K). Su cualidad más conocida es la antiadherencia.

                                           

OBTENCIÓN

Para la obtención del teflón partimos de un agente clorante en este caso cloro gaseoso y lo hacemos reaccionar con metano a una temperatura de 450ºC , mediante la acción de la luz se van aformar radicales de Cl que se unirán al metano para formar triclorometano.

En un segundo paso el triclorometano se hace reaccionar con fluoruro de hidrógeno para dar

HClF2 y bajo un calentamiento a 800ºC , reacción por lo tanto endotérmica (todas las anteriores son exotérmicas) , obtenemos el monómero de tetrafluoroetileno y ácido clorhídrico.

El último paso seria la polimerización radicalaria del monómero de tetrafluoroetileno hasta obtener el PTFE o Teflón.

 

             

HISTORIA

El creador fue Roy J. Plunkett (1910-1994), nacido en Ohio, graduado y doctor en química. Fue contratado en 1936 (año de su doctorado) por la empresa DuPont, en la que permaneció toda su vida laboral. Fue en 1938, mientras trabajaba en el desarrollo de sustancias refrigerantes, cuando realizó el hallazgo. Plunket estaba buscando la manera de producir cantidades de tetrafluoroetileno (TFE) suficientes como para poder utilizarlas industrialmente.

 

Tras construir una planta piloto y obtener las cantidades necesarias pasó a realizar distintas pruebas con el TFE obtenido. Colocaba el TFE en cilindros refrigerados con CO₂ sólido (nieve carbónica). Con la colaboración de su ayudante, Jack Rebok, estaba un día vaporizando el contenido de un cilindro de TFE que contenía unas dos libras de gas. Según se vaporizaba el gas pasaba por unos medidores de flujo y entraba en una cámara donde el TFE reaccionaba con otros productos químicos. Aquel día, poco después de comenzar el experimento, Jack Rebok avisó a Plunkett de que algo no funcionaba bien. El flujo de TFE se había detenido, pero el cilindro seguía conteniendo masa.

 

Al desmontar la válvula y abrir el cilindro encontraron en su interior una sustancia blanca en forma de polvo. Parecía que el TFE se había polimerizado dando lugar a este polvo. Al caracterizarlo, Plunkett descubrió que era inerte a todos los disolventes, ácidos y bases disponibles. La DuPont se interesó por el descubrimiento de su científico e incluyó el PTFE dentro de su sección de polímeros. Hoy, la marca Teflon® es registrada por E.I. du Pont de Nemours and Company y conocida mundialmente.

Aquí un fragmento de sus notas.

"Para la solución de uno de mis problemas, estaba interesado en la producción de tetrafluoroetileno (TFE o Freon 1114). Hasta entonces el TFE solo había sido sintetizado en pequeñas cantidades en estudios de laboratorio. Yo quería disponer de unas 100 libras de este material. Después de unos cuantos experimentos de laboratorio, yo había diseñado una planta piloto para la producción de la cantidad de TFE deseada desde diclorotetrafluoroetano. El TFE fue colocado en cilindros y guardado en una caja refrigerada con CO₂ sólido (nieve carbónica). [para ] la investigación que estaba desarrollando necesitaba hacer reaccionar el TFE con otros reactivos químicos para producir nuevos compuestos. Un día, con la ayuda de mi ayudante Jack Rebok estaba vaporizando TFE desde un pequeño cilindro que contenía aproximadamente 2 libras de TFE. El TFE gaseoso que emergía desde un cilindro situado en el plato de una balanza era pasado por uno medidores de flujo e introducido en la cámara de reacción donde el TFE reaccionaba con otros productos químicos. Ese día en particular, poco después de que el experimento comenzara, mi ayudante me avisó de que el flujo de TFE se había detenido. Comprobé el peso del cilindro y me encontré con que contenía una gran cantidad de material de lo que yo creía que era TFE. Abrí la válvula completamente e hice pasar un alambre por la válvula de apertura, pero el gas no salía. Cuando sacudí el cilindro y me di cuenta de que material sólido dentro, quité la válvula y así pudo salir el polvo blanco del cilindro. Finalmente, con la ayuda de una sierra el cilindro fue abierto y salió una gran cantidad de polvo blanco. Enseguida fue obvio para mí que el TFE había polimerizado y que el polvo blanco era un polímero de TFE. Siguiendo este descubrimiento, inmediatamente inicié los pasos necesarios para caracterizar el polvo blanco y determinar la forma por la que pudo formarse. En unas pocas semanas, las pruebas de laboratorio mostraron que el polímero era inerte a todos los disolventes, bases y ácidos disponibles. Mientras me daba cuenta de que el PTFE (politetrafluoroetileno) era un material inusual, no sabía que hacer con él. Sin embargo fui afortunado por estar asociado con una compañía que tenía un gran interés en los polímeros y que mantenía varios científicos e ingenieros trabajando en el campo de la química de los polímeros. Por tanto, pregunté a algunos de mis asociados en el Central Research Department [en Wilmington, Delaware] acerca de cómo caracterizar y estudiar el nuevo polímero. En seguida desarrollaron técnica de laboratorio para la fabricación y uso del PTFE. Las evaluaciones técnicas y económicas sobre los costes de producción para el desarrollo de procesos de producción comercial y para los procedimientos de fabricación de productos útiles fueron tan desalentadores que fue difícil justificar el inicio del desarrollo."

 

INTRODUCCIÓN

El 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, tetrafluoroeteno, es CF₂=CF₂. La fórmula del polímero se muestra en la figura.

Bajo el nombre de Teflon, también llamado Teflón en algunas regiones, la multinacional DuPont comercializa este y otros cuatro polímeros de semejante estructura molecular y propiedades. Entre ellos están la resina PFA (perfluoroalcóxido) y el copolímero FEP (Propileno Etileno Flurionado), llamados Teflon-PFA y Teflon-FEP respectivamente. En la siguiente figura se muestra la fórmula del PFA (perfluoroalcóxido):

 

Tanto el PFA como el FEP comparten las propiedades características del PTFE, ofreciendo una mayor facilidad de manipulación en su aplicación industrial.