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PTFE/Teflon

I polimeri fluorurati possiedono prestazioni straordinarie, compensate però dall’alto costo. Vengono quindi utilizzati quando...

Maggiori dettagli

I polimeri fluorurati possiedono prestazioni straordinarie, compensate però dall’alto costo. Vengono quindi utilizzati quando i requisiti applicativi non possono essere soddisfatti da altri tecnopolimeri,per esempio in ambienti chimicamente aggressivi o in presenza di temperature elevate. La principale caratteristica dei polimeri fluorurati risiede nel fatto che gran parte dei legami chimici presenti è di tipo C-F (Carbonio-Fluoro). Ne consegue che le molecole sono molto stabili, in grado di sopportare alti livelli di sollecitazione termica ed aggressione chimica, più di quanto riescano altri polimeri, questi materiali, infatti, sono utilizzati quando nessun altro polimero è in grado di soddisfare requisiti applicativi di severità da alta fino ad estrema. Il capostipite dei polimeri fluorurati è il politetrafluoroetilene (PTFE), la cui scoperta risale al 6 aprile1938, fu una scoperta del tutto casuale, si stavano compiendo esperimenti sui refrigeranti fluorurati. Le caratteristiche del nuovo polimero dimostrarono che si era in presenza di un materiale con proprietà alquanto singolari: non veniva praticamente aggredito da alcun reagente chimico, la sua superficie era talmente scivolosa che nessun materiale era in grado di aderirvi, era assolutamente idrofobo. Non degradava se esposto alla luce e possedeva un punto di fusione assai elevato; contrariamente alle resine termoplastiche note, inoltre, il polimero non fluiva con temperatura superiori al punto di fusione. Si intuì subito che il nuovo materiale poteva avere considerevoli possibilità applicative; in breve tempo si capì che poteva essere trasformato nella forma desiderata mediante una tecnologia concettualmente simile a quella della lavorazione delle polveri metallurgiche: ottenendo cioè dei blocchi per sinterizzazione che potevano poi essere lavorati all’utensile. Nacque così il Teflon (marchio registrato DuPont), commercializzato a partire dagli anni ’40 e ancora oggi uno dei polimeri di maggior successo applicativo. Caratteristiche da primato I PTFE sono di fatto materiali “high tech” ad altissime prestazioni. Le principali caratteristiche dei fluoropolimeri possono essere così riassunte:
- Bassa adesione: l’energia superficiale è molto bassa, quindi offrono eccellenti prestazioni contro il bagnamento e l’adesione di sostanze estranee.
- Resistenza ambientale: sono trasparenti ai raggi UV, estremamente resistenti all’ossidazione e mantengono le loro proprietà anche a temperature molto basse; i fluoropolimeri, inoltre, sono resistenti all’attacco dei microorganismi e assolutamente non biodegradabili.
- Assenza di contaminanti: sono intrinsecamente puri e, quindi, non danno luogo a inquinamento chimico.
- Resistenza alla corrosione: resistono agli aggressivi chimici in un ampio intervallo di temperatura.
- Resistenza al calore: tra i polimeri fluorurati vi sono tipi che offrono una temperatura di servizio in continuo di 260°C, con punte più elevate per brevi periodi.

LE SUE PRINCIPALI CARATTERISTICHE

Proprietà termiche:

ll PTFE ha un basso coefficiente di trasmissione termica pertanto considerato isolante termico, non è infiammabile ed è stabile per tempi indeterminatamente lunghi fino a 260″C.

Proprietà chimiche:

ll PTFE è inerte nei confronti di praticamente tutti i reagenti chimici noti. Esso viene attaccato solo dai metalli alcalini allo stato elementare, dal clorotrifluoruro e dal fluoro elementare ad alta temperatura e pressione, ll PTFE è insolubile in qualsiasi solvente a temperature fino a 300°C. Solo a temperature prossime al punto di fusione cristallino alcuni olii altamente fluorurati possono rigonfiarlo e scioglierlo.

Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche del PTFE sono I’antiadesività ed il basso coefficiente d’attrito, in particolare con carichi abbastanza elevati. L’allungamento a rottura è superiore al 100%. Il ritiro in seguito alla lavorazione è elevato. Controllo dimensionale. Per il controllo dimensionale dei manufatti in PTFE occorre impiegare idonee tecniche, suggerite dalla natura del prodotto. L’esistenza del punto di transizione intorno a 20°C rende necessaria I’ adozione di particolari precauzioni qualora si richiedano tolleranze molto ristrette; in questi casi sarà opportuno fissare delle procedure standard di controllo.

Proprietà elettriche:


ll PTFE possiede ottime qualità dielettriche in un ampio campo di temperature e di frequenze. Essendo I’ assorbimento d’acqua praticamente nullo, le caratteristiche si mantengono invariate anche dopo prolungata esposizione agli agenti atmosferici. La rigidità dielettrica non è praticamente influenzata dalla temperatura di esercizio.

Applicazioni Tipiche:

Settore meccanico per la produzione di guarnizioni soggette a sollecitazioni statiche e dinamiche, pistoni e altre parti di macchine, rivestimenti e incamiciature ed ingranaggi ottenuti da semilavorati quali tubi, barre forate, tondi pieni e lastre.

PTFE CARICATI:

Le proprietà del PTFE possono essere ulteriormente migliorate con aggiunta di specifici e speciali aditivi. Si ricorre in tali casi ai tipi cosiddetti “caricati” in cui le caratteristiche sopra citate del PTEE vengono modificate mediante l’introduzione nel polimero di opportune polveri additivanti:
tra queste citeremo fibre di vetro, carbone, grafite, bisolfuro di molibdeno, bronzo, polvere di ceramica ed anche miscele di due o più delle predette cariche.

Queste cariche addizionali possono :

- aumentare la resistenza alla compressione
- aumentare la resistenza all’usura
- ridurre il coefficiente di dilatazione termica
- variare la resistività di volume e la resistenza superficiale
- aumentare la durezza.