Fluoropolímeros: La opción premier para plásticos resistentes a químicos

¿Buscas un grupo de plásticos excepcionalmente resistentes a químicos? Conoce los fluoropolímeros. Estos plásticos basados en fluorocarbono están compuestos por múltiples enlaces carbono-flúor fuertes. Este enlace carbono-flúor, llamado 'C-F' para abreviar, es uno de los enlaces simples más fuertes conocidos por la ciencia. La multitud de enlaces C-F en los fluoropolímeros da a estos plásticos una resistencia extraordinaria a solventes, ácidos y bases.

Los fluoropolímeros fueron descubiertos fortuitamente en 1938 cuando Roy Plunkett en DuPont experimentaba con gas tetrafluoroetileno. Accidentalmente creó PTFE (politetrafluoroetileno), conocido comúnmente como Teflón®. Desde ese día afortunado, se han desarrollado muchos fluoropolímeros, incluyendo PVDF (polivinilideno difluoruro); ETFE (polietileno tetrafluoroetileno); FEP (etileno propileno fluorado); PFA (perfluoroalcoxi); ECTFE (etileno clorotrifluoroetileno) y PCTFE (politriclorotrifluoroetileno).

Incluso los no expertos en plásticos probablemente han visto Teflón® en acción, incluso sin darse cuenta, ya que el material se usa comúnmente para recubrir utensilios de cocina antiadherentes. Con alta resistencia al calor, excelente resistencia química y coeficiente de fricción muy bajo, este plástico es muy adecuado para ese propósito. (Aunque el Teflón® es un material impresionante, aconsejo no excederse con los utensilios de cocina. Como el autor ha experimentado personalmente, espátulas y cucharas de Teflón® se funden si se dejan sobre llama abierta. Pero esa es otra historia...) Pero hay mucho más en la historia de los fluoropolímeros que ollas y sartenes.

Los fluoroplásticos son resistentes a una extensa lista de químicos a temperaturas entre 20 °C/68 °F y 100 °C/212 °F, incluyendo:

Algunos químicos específicos que los fluoropolímeros pueden resistir incluyen:

Y hay muchos más. La excepcional resistencia química de los fluoropolímeros los hace ideales para muchas aplicaciones de ingeniería diferentes, incluyendo:

Los fluoropolímeros también tienen un coeficiente de fricción muy bajo, lo que los hace naturalmente muy resbaladizos. De hecho, se dice que el PFA es el único material al que un gecko no puede adherirse. Debido a su bajo coeficiente de fricción, se sabe que los fluoropolímeros son difíciles de pegar. Incluso existe una pintura fluoropolimérica diseñada para hacer que los insectos se deslicen de las superficies. Esta resbaladiza y no porosidad hace que los fluoropolímeros sean naturalmente antimicrobianos y una buena opción para aplicaciones médicas.

Además, los fluoropolímeros son hidrofóbicos en el sentido de que ni el agua ni sustancias que contienen agua pueden mojarlos. También tienen una clasificación de inflamabilidad UL94 V-0, por lo que son autoextinguibles. Los fluoropolímeros también tienen excelentes propiedades dieléctricas, lo que los convierte en excelentes aislantes.

Los fluoropolímeros también son conocidos por servicio continuo en temperaturas extremas. El PFA funciona hasta 260 °C/500 °F mientras que el FEP soporta 200 °C/393 °F. El ETFE tiene valores de 150 °C/302 °F. Muchos fluoropolímeros pueden soportar temperaturas criogénicas. El PTFE soporta temperaturas de -240 °C/-400 °F a 260 °C/500 °F. El ECTFE también tiene excelentes propiedades criogénicas y funciona bien entre -76 °C/-105 °F a 150 °C/302 °F, mientras que el PVDF soporta temperaturas de -30 °C/-22 °F a 150 °C/302 °F. El PCTFE funciona bien en un rango de -240 °C/-400 °F a 204 °C/400 °F.

El lado negativo de los fluoropolímeros es que no son tan resistentes. Con una resistencia a la tracción de 7.800 psi/53,8 MPa, el PCTFE es uno de los más fuertes junto con el ECTFE que también tiene una RTU de 7.800 psi/53,8 MPa. El ETFE sigue con 7.500 psi/51,7 MPa. El PVDF tiene una resistencia última a la tracción de 4.000-6.000 psi/27,6-41,4 MPa y el PFA valores de 4.300 psi/24 MPa. La resistencia última a la tracción del PTFE es 2.500-4.000 psi/17,2-27,6 MPa mientras que el FEP es 3.000 psi/20,7 MPa. Pero si se requiere extrema resistencia química, resbaladiza o baja inflamabilidad y la resistencia a la tracción no es un problema, asegúrate de revisar los fluoropolímeros.

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