Politetrafluoroetilene
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Il politetrafluoroetilene (PTFE), normalmente più conosciuto attraverso le sue denominazioni commerciali Teflon, Fluon, Algoflon, Hostaflon, è il polimero del tetrafluoroetene.
È una materia plastica liscia al tatto e resistente alle alte temperature (fino a 200°C e oltre), usata nell'industria per ricoprire superfici sottoposte ad alte temperature alle quali si richiede una "antiaderenza" e una buona inerzia chimica.
Le padelle da cucina definite "antiaderenti", sono appunto ricoperte all'interno di uno strato di PTFE (Teflon).
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[modifica] Storia
Scoperto casualmente all'interno di una bombola di tetrafluoroetene occlusa, fu immediatamente notata la sua elevata resistenza agli agenti chimici più aggressivi. Fu l'americana Du Pont a produrlo per prima in un suo impianto pilota per fornirne alcune quantità all'esercito statunitense impegnato nella costruzione della prima bomba atomica.
In Italia la produzione industriale del PTFE iniziò nel 1954 ad opera della Montecatini, che lo commercializzò con il nome di Algoflon.
[modifica] Sintesi
La polimerizzazione avviene in presenza un opportuno catalizzatore - spesso un ossidante quale l'acqua ossigenata, un persolfato o un perossido organico - in condizioni di temperatura e pressione che dipendono dal catalizzatore scelto.
- CF2=CF2 --> ...-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-...
La reazione può essere condotta sia in massa che in sospensione o in emulsione acquosa. La polimerizzazione è una reazione fortemente esotermica, si accompagna cioè ad un grande sviluppo di calore; sono quindi necessari accorgimenti per controllare la temperatura della reazione e impedirle di raggiungere livelli troppo elevati, oltre i quali la reazione diventa esplosiva.
[modifica] Proprietà
Il PTFE presenta una serie interessante di caratteristiche peculiari che lo avevano portato ad essere considerato materiale strategico fino agli anni settanta. Le caratteristiche principali sono:
- la completa inerzia chimica per cui non viene aggredito dalla quasi totalità dei composti chimici - fanno eccezione i metalli alcalini allo stato fuso, il fluoro ad alta pressione e alcuni composti fluorurati in particolari condizioni di temperatura - e soprattutto non modifica i fluidi con il quale viene posto in contatto, ad esempio i fluidi ultrapuri per l'industria elettronica
- la completa insolubilità in acqua e in qualsiasi solvente organico
- ottime qualità elettriche (65 KV/mm di rigidità dielettrica)
- ottime qualità di resistenza al fuoco: non propaga la fiamma
- ottime proprietà di scorrevolezza superficiale: il coefficiente di attrito risulta il più basso tra i prodotti industriali
- antiaderenza: la superficie non è incollabile (l'angolo di contatto risulta essere 127°), non è noto alcun adesivo capace di incollare il PTFE
Queste caratteristiche assumono ulteriore importanza se si considera che si mantengono praticamente inalterate in un campo di temperature comprese tra i -80°C e i 250°C.
Il PTFE è un polimero termoplastico, ovvero può essere fuso e solidificato più volte. A temperatura ambiente la sua struttura è cristallina, scaldato a 327°C si trasforma in una resina amorfa semiliquida, facilmente modellabile per iniezione o estrusione.
A circa 500°C si decompone liberando una gamma di gas fluorurati tossici.
IL PTFE non presenta alcun rischio di tossicità finché viene mantenuto a temperature inferiori ai 200°C, non richiede pertanto accorgimenti particolari per il suo impiego quotidiano. Vanno invece prese precauzioni durante le fasi di lavorazione e stampaggio.
[modifica] Applicazioni
Le notevoli caratteristiche del PTFE ne hanno fatto uno dei materiali più utilizzati in campo tecnico. Nell'industria chimica è utilizzato per la realizzazione di guarnizioni e parti destinate al contatto con agenti corrosivi (ad esempio l'acido solforico concentrato).
Un film di teflon viene usato nei laboratori chimici per garantire la tenuta dei giunti di vetro smerigliato, senza il rischio di incorrere nell'eventuale difficile distacco delle parti.
Nell'industria elettrica è un utile materiale isolante.
Un recente studio [1] dell'EPA (Ente americano per la protezione dell'ambiente) ha mostrato gli effetti cancerogeni dell'acido perfluoroottanoico (PFOA), un possibile prodotto di ossidazione del PTFE, mettendo in allarme gli utilizzatori di padelle anti-aderenti.
Tale prodotto può però prodursi solo a temperature di circa 300-400 °C, temperature che nel semplice uso domestico non vengono raggiunte. A titolo precauzionale, è comunque bene verificare che lo strato di teflon della padella sia integro.
