Desde el primer descubrimiento del polímero de PTFE, los científicos se han esforzado por desarrollar nuevos materiales que tengan todos los buenos atributos, pero que sean más económicos y puedan procesarse mediante técnicas convencionales de procesamiento en fusión. El PTFE tiene que ser prensado en frío y sinterizado. 

Orígenes

El PTFE o Politetrafluoroetileno es el fluoropolímero original, fue descubierto accidentalmente en el año de 1938 por el Dr. Roy Plunkett de la compañía Dupont, quien se encontraba experimentando con tetrafluoroetileno (TFE) para la síntesis de nuevos refrigerantes, el “accidente” básicamente consistió en que, una mañana, al comprobar la presión en un cilindro de gas TFE que había dejado la noche anterior para utilizarlo en un experimento, descubrió que no había gas, verificando detectó que tampoco había fugas en la válvula y que el cilindro no había perdido peso, retirando la válvula y agitando el cilindro descubrió que el recipiente ahora contenía una sustancia blanca pastosa, que, básicamente, era el primer polímero de TFE.

Características

En la actualidad, el único material cuyas propiedades químicas, térmicas y eléctricas coinciden con las del PTFE es el PFA o perfluoroalcoxi, sin embargo su costo es mayor que el del PTFE.. Los intentos por buscar sustancias similares han generado toda una familia de materiales, algunos de los cuales han sido aceptados exitosamente en la industria. Esta familia de fluoropolímeros se divide en dos grupos:

  1.  Materiales totalmente fluorados o perfluoropolímeros.
  2.  Materiales parcialmente fluorados que contienen hidrógeno y/o cloro

El grupo de materiales totalmente fluorados posee moléculas formadas casi completamente que son los átomos de carbono y flúor, sus características son:

  • Una excelente resistencia química
  • Excelentes propiedades eléctricas
  • Manejo de buenos rangos de temperatura de servicio
  • Baja fricción,

Sin embargo, mecánicamente son débiles y difíciles de procesar, lo que los hace más costosos. Dentro de este grupo de materiales totalmente fluorados se encuentran:

  • PTFE
  • PFA
  • FEP (etileno propileno-fluorado).

Los materiales parcialmente fluorados tienen estructuras moleculares donde un número significativo de átomos de flúor que se encuentran en el PTFE se reemplazan por átomos de cloro y/o hidrógeno, esto mejora su resistencia mecánica y su forma de procesamiento, en general son más baratos que los materiales totalmente fluorados y en la mayoría de los casos se procesan con mayor facilidad mediante técnicas termoplásticas convencionales.

Los materiales parcialmente fluorados tienen algunas limitaciones (sobre todo si se comparan con los materiales totalmente fluorados) como son, menor resistencia química, lo que conlleva a ciertas limitaciones en procesos industriales, y rangos de temperatura de servicio menores.
Dentro de este grupo se encuentran:

  • PVDF (fluoruro de poli-vinilideno)
  • ETFE (Copolímero de etileno-tetrafluoretileno)
  • PP (Polipropileno)
Recubrimientos (PVDF, PTFE y PP)
Recubrimientos (PVDF, PTFE y PP)

TABLA 1. ESPECIFICACIONES DE TEMPERATURA DE FLUOROPOLÍMEROS

FluoropolímeroRangos de temperatura
PTFE (politetrafluoroetileno)-20 a 500 °F (-29 a 260 °C)
PFA (perfluoroalcoxi)-20 a 500 °F (-29 a 260 °C)
PVDF (fluoruro de poli vinilideno)0 a 275 °F (-18 a 135 °C)
ETFE (copolímero de etileno tetrafluoroetileno)-20 a 300 °F (-29 a 149 °C)
PP (Polipropileno)0 a 225 °F (-18 a 107 °C)
FEP (etileno propileno fluorado)-20 a 300 °F (-29 a 149 °C)

Especificaciones de temperatura, de conformidad con ASTM F1545

Referencia

-Ariawan, Alfonsius, Ebnesajjad, Sina and Hatzikiriajos, Savvas. Properties of Polytetrafluoroethylene (PTFE) Paste
Extrudates. Polymer Engineering and Science. June 2002, Vol. 42.


-Sperati, Carleton A. Physical Constants of Fluoropolymers. Parkersburg. Dupont, 1981.