Índice
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Introducción
Síntesis
Estructura
Propiedades
Aplicaciones
Introducción
Cronología
Hasta 1945
2ª Guerra Mundial
Roy J. Plunkett (1910-1994)
Polvo blanco
1938
Comercialización
Desde 1947
*Resistente al del
calorPTFE
*Inerte a ácidos y bases fuertes
(TEFLON®)
¿?
POLITETRAFLUOROETILENO
(PTFE)
Algoflon®, Fluon®, Tetran®…
¿Qué es el PTFE?
Polímero
Carbono y flúor
Propiedades
espectaculares
Gran cantidad de
aplicaciones
Estructura del PTFE
Estructura helicoidal
Enlaces covalentes
r C-C = 0.441 A
r C-F = 1.632 A
Técnicas de determinación
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•
•
Difracción de rayos X
Microscopía electrónica
Cromatografía de permeación de gel (GPC)
Análisis térmico
Ángulos de contacto
Difracción de rayos X
• Fundamento: atenuación
de la radiación incidente
debido a la absorción o la
difracción de la misma por
el material irradiado.
• Fenómenos de
interferencia  Difracción
• ley de Bragg
nλ = 2 d hkl sen θ
Microscopía electrónica
•
Dos tipos diferentes de información:
a) Imágenes directas de la estructura de secciones muy
delgadas de material (100 – 200 A)
b) Diagramas de difracción de electrones orientados.
λ = 2 dθ
•
¿Cómo se produce un haz de electrones?
 Emisión termoiónica
Cromatografía de permeación de gel
(GPC)
Análisis térmico
• Análisis térmico diferencial (DTA) y
Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
• Termogravimetría (TG) y termogravimetría
derivada (DTG)
Análisis térmico diferencial y
Calorimetría diferencial de barrido
• El DTA es una técnica en la cual se mide la
diferencia de temperatura entre la muestra y
un material de referencia inerte, en función
de la temperatura.
• La DSC es una técnica de análisis térmico
usada para medir cambios en los flujos de
calor asociadas a transformaciones de fase.
DTA
DSC
Tg  Temperatura de transición vitrea
Tm  Temperatura de fusión
Tc  Temperatura de cristalización
Termogravimetría y
termogravimetría derivada
• La TG es una técnica en la cual el peso de
una muestra se mide continuamente en
función de la temperatura
• La DTG es una forma de expresar los
resultados de TG por medio de la primera
derivada de la curva en función de la
temperatura o el tiempo.
TG
Ángulos de contacto
• Energía libre de superficie  fenómenos de
adsorción, mojabilidad y adhesión
• En un sólido no es posible la determinación
directa de su energía de superficie (falta de
movilidad de sus moléculas)  medidas de
ángulo de contacto
• Técnicas
Método de la gota o burbuja
(sessile drop)
• Se basa en la medida
del ángulo formado
entre una gota de
líquido depositada en
una superficie sólida
perfectamente lisa
• Cuanto mayor es el
ángulo menor es la
interacción entre el
líquido y el sólido
Síntesis
• Obtención del monómero (TFE)
• Polimerización
Obtención del monómero (TFE)
CaSO4 + 2 HF
CaF2 + H2SO4
UV
CH4 + 3 Cl2
CHCl3 + 2HF
2 CHClF2
450ºC
SbF3
D
800ºC
CHCl3 + 3 HCl
CHClF2 + 2 HCl
CF2=CF2 + 2 HCl
Tetrafluoroetileno
Polimerización
• Etapas
• Condiciones de polimerización
Etapas
• Iniciación
• Propagación
• Terminación
Iniciación
Formación de un radical libre
• Iniciadores
• Proceso
Iniciadores
Peróxido de Benzoilo  BPO
2,2'-azo-bis-isobutirilnitrilo  AIBN
Proceso
Propagación
Crecimiento de la molécula
Terminación
• Favorable
• Desfavorable
Favorable
El acoplamiento genera moléculas de PTFE
sin problemas
Desfavorable
Desproporción
• Algo problemática
• Muy problemática
Algo problemática
Dobles enlaces finales
Muy problemática
Ramificación
Condiciones de polimerización
Suspensión coloidal en medio acuoso
Dependiendo de:
-Agente dispersante (surfactante)  distintas cantidades
-Ágitación  distinta intensidad y tiempo
PTFE en distintas formas:
-Polvo fino
-Forma granular
-Dispersión
Propiedades
Las propiedades de cualquier material dependen de:
• Composición química y enlace
Propiedades del PTFE
• Estructura molecular
• Procesado
Composición química y enlace
• Los enlaces “C-C” y “C-F” son enlaces covalentes
muy estables
Estructura molecular
• Dibujo 3D
Propiedades del PTFE
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Propiedades físicas
Inercia química
Propiedades térmicas
Propiedades eléctricas
Diagrama de OO.MM.
LUMO
DE
HOMO
Propiedades físicas
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Baja energía superficial  gran antiadherencia
Su superficie no se moja ni en agua ni en aceite
Resistencia a disolventes
Impermeabilidad al agua
Resistencia a disolventes
• Es insoluble en casi todos los disolventes hasta una
temperatura de 300ºC
• Los hidrocarburos fluorados le causan cierto
hinchazón, aunque el proceso es reversible.
• Algunos aceites fluorados a partir de los 300ºC
presentan cierto efecto de disolución.
F
F
F
C
F
F
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F
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C
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F
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C
C
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C
C
C
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F
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F
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C
F
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C
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F
C
C
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H
H
O
F
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F
C
C
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F
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C
F
F
F
F
Inercia química
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Resistencia a agentes químicos
Resistencia al fuego
Resistencia a las radiaciones
Resistencia a agentes atmosféricos
Resistencia a agentes químicos
• Es prácticamente inerte para casi todos los
elementos y compuestos conocidos.
• Solamente es atacado por metales alcalinos
en estado elemental, por el trifluoruro de
cloro y por el flúor en estado elemental a
altas temperaturas y presiones.
Resistencia al fuego
• Es incombustible y no inflamable.
• Ante un incremento de la temperatura y la
presión y en presencia de oxígeno se
descompone en contaminantes peligrosos.
Resistencia a las radiaciones
• Presenta una buena resistencia frente a los
rayos UV motivada por los enlaces fuertes
“C-F”  Diagrama OO.MM.
• Las radiaciones de alta energía rompen la
molécula de PTFE, especialmente en
presencia de oxígeno.
 Diagrama OO.MM.
Diagrama de OO.MM.
LUMO
DE
HOMO
Diagrama de OO.MM.
LUMO
DE
HOMO
Propiedades térmicas
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•
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•
Estabilidad térmica
Puntos de transición
Dilatación
Capacidad calorífica y conductividad
térmica
• Calor específico, punto de fusión y rango de
temperaturas de utilización
Estabilidad térmica
• Uno de los materiales
plásticos con mayor
estabilidad térmica.
• A partir de los 400ºC
muestra una apreciable
descomposición física.
Puntos de transición
Dilatación
• El coeficiente de
dilatación varía con la
temperatura.
• También varía en
relación con la
dirección de
compresión.
Capacidad calorífica y
conductividad térmica
• Su capacidad calorífica es relativamente
elevada (1050 J/Kg-K).
• Su coeficiente de conductividad térmica no
varía con la variación de la temperatura. Es
relativamente bajo (0,25W/m-K).
• Por ello se considera un buen aislante.
• La mezcla y agregado con otros materiales
aumenta su conductividad térmica.
Calor específico, punto de fusión
y rango de temperatura
• El calor específico aumenta con la
temperatura.
• Su punto de fusión es 327ºC.
• El rango de temperaturas de utilización
oscila entre los –200ºC y +260ºC.
Propiedades eléctricas
• Es un aislante excelente debido a la baja
polarizabilidad del flúor y un buen
dieléctrico.
Aplicaciones del PTFE
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Para fontanería
Para barras, tubos, placas y láminas
Automoción
Bandas industriales
Ollas y sartenes antiadherentes
Telas y mallas de teflón
Mangueras recubiertas de PTFE
Otras aplicaciones
Para fontanería
• Evitar las fugas en
las uniones entre
roscas
• Formato de cinta
para cubrir la rosca
Para barras, tubos, placas y
láminas
• Material de alta
tecnología para
ser utilizado en
condiciones
extremas.
• Aplicaciones en
todo tipo de
industria
Automoción
• Material
autolubricante
• Alta duración sin
mantenimiento
Bandas industriales
Bandas industriales
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• Empaque y embalaje
• En la elaboración de tortillas y pastas como la
pizza (alimentos precocidos).
• Cocción y refrigeración de masa para elaborar pan
Cocción y tratamiento de carne, pescado, frutas y verduras
Estampado en prendas de vestir
Fabricación de tapetes y alfombras
Fabricación de productos especiales de madera
Selladores y barreras anticontaminantes
Secado en papel, cartón, serigrafía, impresos, metal,
cristal, madera, plástico y textil
Ollas y sartenes antiadherentes
• Evitar que la
comida se pegue
• Proporciona una
textura fina al
alimento.
Telas y mallas de teflón
• Mallas y telas
con
características
de resistencia
tanto mecánica
como química.
Mangueras recubiertas de PTFE
• Diseñada para
aplicaciones totales de
flujo donde se requiere
una máxima flexibilidad
y peso mínimo.
• Fácil de manipular y
resiste la abrasión y el
ataque químico
Otras aplicaciones
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Placas selladoras
Agitadores
Dosificadores
Rodillos Textiles
Matrices de Inyección
Rodillos antiadherentes
Descargar

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