Máquina de extrusão: O que é PTFE (politetrafluoroetileno)?

Máquina de estrusão de PTFE
O politetrafluoroetileno (PTFE) é um fluoropolímero multifuncional de alto desempenho, composto por átomos de carbono e flúor. O PTFE é um desses fluoropolímeros cuja descoberta revolucionou para sempre o grupo dos fluoropolímeros e abriu caminho para uma ampla variedade de aplicações.
Uma das aplicações comuns do PTFE inclui revestimentos antiaderentes para utensílios de cozinha. Devido à sua natureza não reativa e à força da ligação carbono-flúor, ele é comumente usado na fabricação de tubos e recipientes para produtos químicos reativos e corrosivos.

Como é fabricado o PTFE?

O processo de fabricação do PTFE é muito semelhante ao de qualquer outro polímero. Ele é produzido por meio da tecnologia de polimerização por radicais livres em meio aquoso, utilizando a polimerização por adição de TFE em um processo intermitente.
A estrutura química do PTFE é a mesma do polietileno; a única diferença principal é que os átomos de hidrogênio são completamente substituídos por flúor. No entanto, os métodos de preparação do PTFE são diferentes.PEe PTFE são muito diferentes.
Devido ao tamanho grande dos átomos de flúor, eles formam uma camada uniforme e contínua ao redor da ligação carbono-carbono, conferindo à molécula boa resistência química, inércia elétrica e estabilidade.

História interessante do PTFE –

Assim como muitas outras grandes descobertas, o PTFE foi descoberto por acidente. Roy J. Plunkett o descobriu em 1938 enquanto trabalhava para a DuPont em Nova Jersey. O objetivo inicial de Plunkett era criar um novo refrigerante clorofluorocarbono. No entanto, o gás tetrafluoroetileno no cilindro de pressão parou de fluir antes que o peso do cilindro atingisse o sinal de "vazio".
Mas quando Plunkett mediu a quantidade de gás usada pesando as garrafas, ele começou a se interessar pela origem do peso e acabou decidindo desmontá-las.
Ele descobriu que o interior da garrafa era revestido por um material branco, ceroso e liso. Mais tarde, esse material foi denominado perfluoroetileno polimerizado, e o ferro presente no recipiente atuava como catalisador.
O novo material foi patenteado pela Kinetic Chemical Company em 1941 como um novo plástico fluorado, e a marca registrada Teflon foi registrada em 1945. Em 1961, a primeira panela revestida com PTFE fabricada nos Estados Unidos foi comercializada com o nome de "The Happy Pan". Desde então, os utensílios de cozinha antiaderentes se tornaram um dos produtos domésticos mais comuns, produzidos por milhares de fabricantes em todo o mundo.

Características e propriedades do PTFE –

O PTFE apresenta-se em três formas principais: grânulos, dispersões aquosas e pós finos.
Os grânulos de PTFE são produzidos por polimerização em suspensão em meio aquoso com pouco ou nenhum dispersante. São utilizados principalmente em métodos de compressão, prensagem isostática e extrusão por êmbolo.
As dispersões aquosas de PTFE utilizam a mesma polimerização aquosa, porém com maior quantidade de dispersante e mistura. Essas dispersões são usadas principalmente em revestimentos e métodos de moldagem de filmes.
O PTFE em pó fino é produzido por polimerização em emulsão controlada de pequenas partículas brancas. Os pós finos de PTFE podem ser processados ​​em flocos por extrusão de pasta ou com a adição de aditivos para melhorar a resistência ao desgaste.
Outras propriedades notáveis ​​do PTFE incluem excelente resistência a altas e baixas temperaturas, isolamento elétrico, inércia química, baixo coeficiente de atrito (0.08 estático e 0.01 dinâmico) e propriedades antiaderentes em uma ampla faixa de temperatura (de -260 a 260 °C).
O PTFE é um dos materiais mais confiáveis ​​em termos de resistência química. Ele só será atacado por metais alcalinos fundidos, haletos orgânicos como o trifluoreto de cloro (ClF3) e o difluoreto de oxigênio (OF2), e flúor gasoso em altas temperaturas.
O PTFE também possui propriedades mecânicas impressionantes, mas não tão boas quanto outros plásticos de engenharia à temperatura ambiente. A adição de cargas tem se mostrado um método eficaz para superar esse obstáculo. Dentro de sua faixa de temperatura normal, o PTFE exibe diversas propriedades mecânicas úteis. Essas propriedades também são afetadas por variáveis ​​de processamento, como temperatura de sinterização, pressão da pré-forma, taxa de resfriamento, etc. Propriedades do polímero, como massa molar, tamanho de partícula e distribuição do tamanho de partícula, podem afetar negativamente as propriedades mecânicas.
O PTFE possui excelentes propriedades de isolamento elétrico, baixa constante dielétrica e alta tensão de isolamento suportável. A baixíssima constante dielétrica (2.0) resulta da complexa estrutura simétrica da macromolécula.
Os materiais de PTFE também apresentam boas propriedades térmicas, sem degradação significativa abaixo de 440 °C.
Também está sujeito à degradação atmosférica e ao ataque da radiação, a partir de uma dose de 0.02 Mrad.
Os materiais tradicionais de PTFE também apresentam algumas desvantagens. A seguir, algumas delas:
Sensível ao desgaste e à flacidez
Não pode ser processado por métodos de usinagem em estado fundido, e os métodos adequados muitas vezes podem ser não convencionais e complexos.
Dificuldades de adesão
Grande variação dimensional próxima à temperatura de transição vítrea.
Baixa resistência à radiação
Corrosivo e propenso a produzir vapores tóxicos.

Vantagens da adição de cargas –
O material de enchimento/aditivo é fundamental para aumentar a porosidade do composto de PTFE e, portanto, afeta as propriedades elétricas – ele reduz a rigidez dielétrica, ao mesmo tempo que aumenta a constante dielétrica e o fator de dissipação.
Os materiais de enchimento podem melhorar o desempenho do PTFE em altas e baixas temperaturas.
A alteração nas propriedades químicas depende, em grande medida, do tipo de aditivo utilizado. Em geral, também produz resultados positivos.

Formulários -
Geralmente, os termoplásticos fluorados são usados ​​em aplicações de alto desempenho que exigem alta resistência à temperatura, alta pureza, baixa temperatura de fusão, inércia química, propriedades antiaderentes e autolubrificantes. A seguir, alguns dos usos mais comuns do PTFE:
Engenharia – rolamentos, superfícies antiaderentes, sedes de válvulas, bujões, conexões, válvulas e peças de bombas.
Medicina – Remendos cardíacos, enxertos cardiovasculares, substituições de ligamentos.
Indústria química – revestimento de bombas, diafragmas, impulsores, trocadores de calor, autoclaves, reatores, tanques de armazenamento, contêineres, etc.
Automotivo – retentores de haste de válvula, retentores de eixo, juntas, anéis de vedação, revestimentos de mangueira de combustível, direção hidráulica, transmissões, etc.
Elétrica e eletrônica – placas de circuito impresso flexíveis, isolamento elétrico, etc.

Melhor tecnologia para processamento de PTFE –
A estrutura rígida da cadeia polimérica do PTFE torna seu processamento por métodos convencionais, como moldagem por injeção e extrusão, extremamente difícil. Além disso, sua viscosidade extremamente alta no estado fundido e sua alta temperatura de fusão também contribuem para esse problema. A tecnologia de processamento ideal para metalurgia do pó é a mais adequada para o PTFE.
Sinterização, moldagem por compressão, prensagem, estampagem ou extrusão de pasta, estampagem a quente, usinagem e extrusão de pós pré-sinterizados em máquinas especiais.
A extrusão de pasta mistura PTFE com hidrocarbonetos usados ​​na fabricação de fitas, tubos e isolamento de fios. Os hidrocarbonetos evaporam antes da sinterização das peças.
Faixa de operação: -200°C a 260°C.

Perguntas frequentes -
1. O PTFE causa câncer?
Foi demonstrado que o PTFE é tóxico para a saúde humana por conter uma substância cancerígena chamada PFOA. No entanto, não há motivo para preocupação, pois os revestimentos antiaderentes de PTFE não contêm mais essa substância.
2. Para que serve o tubo de PTFE?
Máquina de extrusão de tubos/chapas de plástico: Os tubos de PTFE são mais comumente usados ​​como tubos de laboratório, onde a resistência química e a pureza são de extrema importância. O PTFE possui um coeficiente de atrito extremamente baixo e é conhecido por ser uma das substâncias mais "escorregadias" que existem.
3. Que tipo de plástico é o PTFE?
O PTFE é um polímero termoplástico, um fluoropolímero constituído por átomos de carbono e flúor.
4. Qual a utilidade da folha de PTFE?
A folha de PTFE é utilizada em diversas aplicações, como juntas encapsuladas e gaxetas. Possui excelente resistência a gases, água, produtos químicos, combustíveis e óleos.