El Teflón es una sustancia antiadherente, descubierta casualmente por el estadounidense Roy Plunkett en 1938.
Hay una leyenda que cuenta que el Teflón fue inventado en el programa espacial de los Estados Unidos, pero es totalmente falsa. Su historia es más bien curiosa.
Roy Plunkett era un químico que trabajaba en los laboratorios de investigación de la compañía Du Pont en Nueva Jersey. A fines de la década de los treintas, los científicos de la empresa estaban trabajando para crear nuevos tipos de Freón, el gas utilizado por los refrigeradores para extraer el calor.
En ese entonces, los Freones eran vistos como químicos no tóxicos, no reactivos, seguros y muy útiles para hacer refrigerantes. Hoy en día sabemos que los Freones pueden reaccionar en la alta atmósfera, destruyendo la capa de ozono. A Plunkett se le había encargado que encontrara un nuevo refrigerante de ese tipo.
Un día, estaba mezclando una cantidad de Freón con alguna otra sustancia y suponía que de la mezcla obtendría un gas. A la mañana siguiente, su ayudante Jack abrió la válvula del cilindro que contenía la mezcla, pero no salió ningún gas.
Llamó a Plunkett y éste pesó el cilindro, en el que definitivamente había algo, puesto que pesaba más que un envaseTeflón vacío. Al abrirlo, se encontró con un polvo blanco grasiento. Intrigado, realizó las pruebas habituales y observó que se trataba de un material inerte, es decir, que nada reaccionaba con él, de manera que no lo afectaban el calor, la electricidad ni los ácidos, además de ser sumamente resbaladizo. Había cometido un error, pero en cambio había descubierto el Teflón.
Se trataba de uno de los primeros plásticos. Como el Nylon, otro producto desarrollado por la Du Pont, el Teflón es un polímero, con una de las más largas cadenas de moléculas conocidas. La diferencia es que el Nylon fue desarrollado por un grupo de investigadores que se tardaron años en lograr su objetivo, con base en un arduo trabajo y una gran determinación y, en cambio, el Teflón fue descubierto casualmente por Plunkett, quien sin embargo tuvo el mérito de haber analizado la extraña e inesperada sustancia, en vez de simplemente tirarla.
Dadas sus características únicas, la Du Pont se dio cuenta de que el Teflón era una sustancia con muchas posibilidades. Se consideró tan especial, que se mantuvo en secreto durante algunos años. Tuvo su primer uso práctico cuando los ingenieros que trabajaban en el Proyecto Manhattan, el programa para desarrollar la bomba atómica, necesitaron proteger unas juntas de hexafluoruro de Uranio, el material altamente tóxico y corrosivo que usaban para crear el isótopo de Uranio. El Teflón resultó perfecto, por ser un material no reactivo.
El nombre Teflón se registró como marca de fábrica en 1945 en los Estados Unidos y en 1954 en el Reino Unido. Su descubridor, Plunkett, no recibió los derechos de la patente, perteneciente a la empresa Du Pont
OBTENCION
Partimos de un agente clorante en este caso cloro gaseoso y lo hacemos reaccionar con metano a una temperatura de 450º C, mediante la acción de la luz se van a formar radicales de Cl que se unirán al metano para formar ticlorometano.
En un segundo paso el ticlorometano se hace reaccionar con fluoruro de hidrogeno para dar HClF2 y bajo un calentamiento a 800º C, reacción por lo tanto endotérmica (todas las anteriores son exotérmicas), obtenemos el monómero de tetrafluoretileno y ácido clorhídrico. El último paso sería la polimerización radicalaria del monómero de tetrafluoretileno hasta obtener PTFE o Teflón.
ESTRUCTURA QUIMICA
PROPIEDADES
Teflón, es el politetrafluoretileno (PTFE), una resina resistente al calor y a los agentes químicos.
Más conocido como TEFLON es un producto blanco que se obtiene por extrusión o por moldeo, sinterizando posteriormente el producto en hornos de convección.
El fabricado por moldeo es siempre superior en calidad y características al extruÍdo.
El TEFLON reune tres características importantes que lo hacen casi único, y que son:
- Su alta temperatura de utilización 260°C.
- Su aguante a casi todos los productos químicos.
- Su bajo coeficiente de rozamiento.
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 TEFLON.
Evidentemente, el HD-500 no reúne todas las ventajas juntas del TEFLON, 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 TEFLON, lo que indica las grandes ventajas económicas de conocer los productos y saber sus limitaciones y diferencias importantes.
Actualmente existe un derivado del TEFLON con Fluor incorporado también
que se conoce como P.V.D.F.
P.V.D.F. tiene unas características algo más bajas que el TEFLON,
pero permite la soldadura para poder fabricar recipientes y cubetas impermeables.
Propiedades
|
Teflón TFE Virgen
|
Fibra de Vidrio 25%
|
Grafíto
|
Bronce, 60%
|
 Gravedad específica |
2.18
|
2.24
|
2.16
|
3.74
|
| Resistencia a la tensión Kg/cm² (psi) |
280
(4,000) |
175
(2,500) |
210
(3,000) |
140
(2,000) |
| Coeficiente de conductividad térmica Kcal/m hr °C (BTU/hr/ft2/°F/in) |
0.21
(1.7) |
0.39
(3.12) |
0.39
(3.12) |
0.4
(3.25) |
| Módulo de Plastodeformación, (2) Kg/cm (psi x 103) |
2
(28) |
2.1
(30) |
3.5
(50) |
6.3
(90) |
| Dureza Durómetro Shore "D" |
51
|
57
|
61
|
70
|
| Impacto izod. Cm Kg/cm (ft/Ib/in) |
15.5
(2.9) |
12.1
(2.2) |
14.3
(2.6) |
11
(2.0) |
| Factor de desgaste (3) (cm (3) min./Kg m h) 10-8 (in. (3) min./ft ib hf) 10-10 |
2.95
(2,500) |
15.4
(13) |
60
(50) |
(6)
7 |
| Estática, carga de 35Kg/cm² (500 fpm) |
0.05-
0.08 |
0.10-
.013 |
0.08-
0.10 |
0.08-
0.10 |
| Dinámica, PV = 5000 (105) 15m/min. (50 fpm) |
0.01
|
0.17-
0.24 |
0.15-
0.18 |
0.15-
0.22 |
Propiedades
|
Unidades
|
Norma ASTM
|
Teflón Puro
|
|
gr/cm²
|
D - 792
|
2.16
|
|
Shore
|
D - 785
D - 2240 |
D - 55
|
|
Kg cm/cm
|
D - 256
|
16
|
|
Kg/cm²
|
281
| |
|
Kv/mm
|
D - 149
|
55
|
|
Kg/cm²
|
D - 638
D - 695 |
46
|
|
%
|
0
| |
|
°C
|
260
|
TIPOS DE TEFLON
El teflón virgen
La estructura molecular del Teflón está constituida por átomos de carbón y flúor. La unión de estos átomos produce uno de los materiales plásticos más resistentes a temperaturas extremas, el Teflón también se caracteriza por ser absolutamente inerte a casi todos los agentes químicos e insoluble en cualquier solvente.
- Tiene uno de los coeficientes de fricción más bajos de cualquier material sólido.
- Alto nivel de comportamiento en aplicaciones mecánicas.
- Energía de superficie sumamente baja en estado sólido.
- Superficie excelente con capacidad de no – adhesión y no húmeda.
- Puede ser utilizado en temperaturas continuas de hasta 260º C.
- Retiene sus propiedades después de la exposición a temperaturas altas.
- Cuando se expone a los químicos, no se degrada.
- Es inerte a los ácidos minerales fuertes, bases inorgánicas, agentes oxidantes inorgánicos y a las mezclas de estos compuestos.
- Predomina como material aislante.
- Sus propiedades son relativamente inafectables por muy extremas que sean las condiciones de desgaste.
- Mantiene sus propiedades después de un largo periodo de trabajo, incluso a temperaturas elevadas y en la presencia de aceites, solventes, rayos ultravioleta, agentes oxidantes y otros agentes del medio ambiente.
Teflón con fibra de vidrio
El agregado de fibra de vidrio al Teflón mejora las características al desgaste, pero tiene escasa resistencia contra productos alcalinos y es fácilmente atacado por el ácido fluorhídrico.
Propiedades del teflón con fibra de vidrio
- Aumento de fuerza compresiva.
- Aumento de rigidez.
- Aumento de resistencia al desgaste.
- Reducción de fluidez en frío.
- Resistencia a solvente orgánico.
Principales Aplicaciones del teflón con fibra de vidrio
Las princpales aplicaciones del teflón con fibra de vidrio:
- Cojinetes
- Anillos en V
- Juntas
- Asientos para válvula
- Oring’s
- Anillos de refuerzo
- Sellos hidráulicos
Teflón con bronce
La combinación de bronce con Teflón tiene las mejores características de resistencia al desgaste y buena conductividad térmica, pero posee baja resistencia química y reducidas propiedades eléctricas.
Propiedades de teflón con bronce
- Aumento de fuerza compresiva.
- Aumento de dureza.
- Aumento de resistencia de desgaste.
- Mejoramiento de conductividad térmica.
- Reducción de fluidez en frío.
Principales Aplicaciones del teflón con bronce
Las principales aplicaciones del teflón con bronce son:
- Bujes y cojinetes en equipos mecánicos
- Rodillos en la industria textil
- Empaquetadura hidráulica
- Rótulas
- Bujes
Teflón con bisulfuro de molibdeno
Se agrega para mejorar el coeficiente de fricción, tiene resistencia al desgaste, buena elasticidad, baja reacción a los químicos, varían sus propiedades eléctricas.
Propiedades del bisulfuro de molibdeno
- Es utilizado en sellos dinámicos anillos de sello, anillo para pistón
- Bujes donde existan condiciones de humedad alta
- Cojinetes para bombas sumergidas en ácidos
- Máquinas envasadoras de alimentos
Teflón con carbón
El carbón mejora en grado considerable las características de desgaste y deformación por carga, aumenta la conductividad térmica y deja prácticamente inalterable la resistencia química pero se modifican sustancialmente las propiedades eléctricas.
Propiedades del teflón con carbón
- Aumento de fuerza compresiva
- Aumento de dureza
- Aumento de resistencia al desgaste
- Mejoramiento de conductividad térmica
- Propiedades buenas de operación sin agregarle lubricantes
- Reducción del coeficiente de fricción
- Mejoramiento de propiedades corredizas
Principales aplicaciones de teflón con carbón
- Bujes y cojinetes en equipos mecánicos
- Rodillos en la industria textil
- Empaquetadura hidráulica
- Rótulas
- Bujes
- Asientos para válvula
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