Pe scurt despre invenție: Acoperirea cu Teflon ® a fost descoperită accidental în 1938 de Dr. Roy Plunkett, un tânăr chimist de la DuPont, care făcea atunci experimente cu gaze frigorifice. Acest material alunecos care nu se lipește de nimic este PTFE (politetrafluoretilena), căruia DuPont i-a dat mai târziu denumirea de Teflon®.
Teflon ® este o marcă înregistrată și poate fi utilizată numai de Chemours.
Teflon® și șansa
În aprilie 1938, Dr. Roy Plunkett, chimist la compania americană DuPont, a folosit tetrafluoretilena (C2F4) ca intermediar pentru a produce un nou agent frigorific. Cele 45 de kilograme de gaz, fierbinți la minus 76 de grade Celsius, au fost depozitate în câteva zeci de butelii mici de oțel. Mai târziu, când au deschis robinetul de închidere, una dintre sticle părea să fie goală… Din sticlă nu a ieșit nici un gaz. Supapa a fost scoasă. S-a dovedit că pe pereții sticlei s-a depus pulbere albă din tetrafluoretilenă. Pentru a colecta praful, sticla a fost tăiată în jumătate. S-a determinat că compoziția chimică a pulberii albe a fost identică cu cea a gazului tetrafluoretilen. În timpul depozitării, indiferent de intențiile cercetătorilor, s-a format poli(tetrafluoretilenă) sau PTFE pe scurt.
Plunkett nu credea că tetrafluoretilena ar putea polimeriza în timpul depozitării, deoarece polimerizarea unui monomer similar, clorură de vinil, necesita un catalizator, un inițiator radical. Polimerizarea spontană a fost, de asemenea, surprinzătoare, deoarece cercetătorii studiau clorofluorocarburile (freoni) tocmai datorită stabilității lor ridicate.
Poli(tetrafluoretilena) a fost numită Teflon®. Acest polimer termoplastic are o structură foarte cristalină. Dintre toate materialele plastice, are cea mai mare rezistență chimică: nu are solvenți. Este rezistent atat la frig cat si la caldura: poate fi folosit continuu de la minus 269 grade Celsius pana la plus 260 grade Celsius. Cel mai puțin inflamabil plastic. Îndeplinește cele mai stricte cerințe alimentare și medicale și poate fi chiar încorporat în organismele vii.
Niciun material nu se lipeste de el, chiar si la temperaturi mai ridicate. De aceea putem coace în tavi metalice acoperite cu Teflon® fără a folosi grăsime. Nu poate fi turnat folosind metode tradiționale de prelucrare a plasticului: densitatea sa este mai mare (2,3 grame/centimetru cub) decât cea a maselor plastice, iar prețul său este mult mai mare.
Datorită posibilităților speciale de aplicare, peste 50 de mii de tone de Teflon® sunt produse în întreaga lume în fiecare an.
Teflon® este produsul polimerizării radicalice a tetrafluoretilenei. Are o greutate moleculară medie mare (0,5-1 milion), este 90% cristalin și se topește la 341 de grade Celsius. Interesant este că polimerul care este topit și apoi răcit se topește la 327 de grade Celsius a doua oară. Este stabil peste această temperatură, dar vâscozitatea topiturii este atât de mare (1011 poise la 380 de grade Celsius) încât nu poate fi procesată în mod obișnuit (prin extrudare sau turnare prin injecție). Materialul, constând din particule poroase de diferite forme, care ies din reactoarele de polimerizare în suspensie este filtrat, uscat și măcinat în funcție de cerințe. Granulele tipice de PTFE constau din particule cu un diametru de 400-800 micrometri. Din acest material măcinat se creează forma dorită prin presare la temperaturi scăzute, iar apoi semifabricatul este sinterizat într-un cuptor (tratat termic la 380 de grade Celsius, sub presiune, timp îndelungat). Acesta este modul în care particulele formează un material solid, fără pori, care umple complet spațiul. Acesta poate fi apoi modelat folosind procedee cunoscute din industria metalurgică (găurire, strunjire, frezare etc.).
Teflon® este potrivit pentru realizarea de acoperiri și fibre sub formă de dispersie apoasă. Dispersia brută este mai întâi stabilizată cu agenți tensioactivi și apoi concentrată până la un conținut de substanță uscată de 50-60 la sută. Se aplică pe suprafața dorită într-o varietate de moduri: Se sufla cu un propulsor, se aplică cu un lichid, materialul care trebuie acoperit este scufundat în ea sau într-un câmp electric, care creează acoperirea.
Firul de Teflon® poate fi extras și dintr-o dispersie apoasă. În acest caz, dispersia este amestecată cu un material plastic care formează matrice, cum ar fi viscoza. Polimerul auxiliar care asigură matricea este îndepărtat din fascicul de fibre prin încălzire, apoi fibrele sunt sinterizate și întinse în continuare.