Téflon

Chimiquement, le téflon est le polytétrafluoroéthylène - un polymère du tétrafluoroéthylène.
Le polytétrafluoroéthylène (abrégé PTFE ; parfois aussi polytétrafluoroéthylène) est un polymère du tétrafluoroéthylène, qui a été préparé pour la première fois par le chimiste Roy J. Plunkett chez DuPont. Le polytétrafluoroéthylène est surtout connu sous son nom commercial téflon (ou téflon). D'autres noms commerciaux utilisés pour le polytétrafluoroéthylène sont Dyneon™ PTFE (anciennement Hostaflon™) et Gore-Tex™ (membranes PTFE).

Le PTFE appartient au groupe des polyhalogénoléfines, qui incluent également, par exemple, le PCTFE - polytrifluoromonochloroéthylène. Il s'agit d'un thermoplastique, bien qu'il possède certaines propriétés typiques des rétoplastiques. La température de fusion du PTFE est d'environ 327 °C, mais ses propriétés changent déjà à 260 °C. Au-delà de 350 °C, il commence à se dégrader.

Histoire

Modèle 3D d'une partie de la molécule de PTFE.
Malgré la fausse idée répandue selon laquelle le PTFE a été développé comme matériau pour les vols spatiaux, qui ont commencé en 1957, son histoire remonte à 1938. À cette époque, le PTFE a été découvert par hasard par Roy J. Plunkett, qui expérimentait avec le tétrafluoroéthylène comme fluide frigorigène. Plunkett avait oublié de placer les bouteilles sous pression contenant du tétrafluoroéthylène (TFE) dans le froid pendant la nuit. Le lendemain, une partie du gaz s'était polymérisée en une substance blanche et solide - PTFE. Le procédé industriel de fabrication du PTFE porte encore aujourd'hui le nom de son inventeur. Il consiste à polymériser le tétrafluoroéthylène sous haute pression en présence d'initiateurs (comme les peroxydes). En 1941, la société DuPont a obtenu le brevet de fabrication du PTFE, et en 1944, Teflon est devenu une marque déposée.

La première utilisation pratique du PTFE a eu lieu en 1943 - pour la protection contre la corrosion lors de la fabrication de la bombe atomique. Sa couche appliquée sur les centrifugeuses et les tuyaux protégeait le matériel contre le fluorure d'uranium (UF6), un gaz très corrosif. Plus tard, le chimiste français Marc Grégoire a appliqué une couche de téflon sur une canne à pêche, ce qui a rendu le dévidage plus rapide. C'est précisément sa femme Colette qui, en 1954, a eu l'idée d'utiliser le téflon comme revêtement pour les casseroles et les poêles.

Propriétés

Le téflon est utilisé comme revêtement des poêles et d'autres ustensiles de cuisine.
Le PTFE se distingue par plusieurs propriétés exceptionnelles :

Le PTFE est presque non réactif. Les acides forts, comme l'acide aqua regia, ne réagissent pas du tout avec le PTFE. La cause en est les liaisons très fortes entre les atomes de carbone et de fluor, car le fluor est l'élément le plus électronégatif (x = 4,0) et forme avec le carbone (x = 2,5) une liaison très polaire et stable. Jusqu'à présent, seules quelques substances chimiques sont capables de nuire au PTFE - par exemple, le sodium fondu ou le fluor.
Le PTFE a un coefficient de frottement glissant extrêmement faible (f(acier-téflon) = 0,04). Deux surfaces en PTFE glissent l'une sur l'autre aussi bien que deux surfaces en glace. En outre, ce coefficient est presque identique pour l'état statique et dynamique, ce qui rend le passage d'un corps du repos au mouvement très facile.
Presque rien ne s'attache à la surface faite de PTFE, car elle a une tension superficielle extrêmement élevée par rapport aux autres matériaux.
Densité : 2,1–2,3 g/cm³, Dureté Shore D 55 à D 60
Résistance élevée aux températures élevées, aux acides, aux bases, aux alcools, aux cétones, aux huiles, etc. Le PTFE peut être utilisé jusqu'à 260 °C sans altération de ses propriétés (à 400 °C, il se dégrade par pyrolyse en produits toxiques, comme le fluoroformyl COF2). Le PTFE est résistant au froid jusqu'à −200 °C ; il est physiologiquement complètement indifférent.
Coefficient de dilatation thermique élevé, transition de phase de la maille cristalline triclinaire à la maille hexagonale à 19 °C accompagnée d'une modification du volume.
Inflammable, sous rayonnement intense se dégrade avec formation d'acide fluorhydrique, les fumées sont toxiques et peuvent provoquer chez l'homme ce qu'on appelle la "fièvre téflon".
Indice de réfraction d'environ 1,34 - très proche de celui de l'eau (1,333).