Teflón consulta PDF

Preview

Summary

consulta acerca de la composición química del teflón , así como su uso en los diferentes campos de la industria...

Description

Teflón, es el politetrafluoretileno (PTFE), una resina resistente al calor y a los agentes químicos. Más conocido como TEFLON es un producto blanco que se obtiene por extrusión o por moldeo, sinterizando posteriormente el producto en hornos de convección. El fabricado por moldeo es siempre superior en calidad y características al extruÍdo. Teflón es el nombre comercial registrado por la transnacional norteamericana DuPont™ para identificar un tipo de polímero fluorado, de nombre químico "politetrafluoroetileno" o "PTFE", formado por una sucesión de moléculas compuestas por dos átomos de flúor (F) y uno de carbono (C), que lo convierten en un material inerte y antiadherente.

El Teflón® constituye un material plástico similar al polietileno, pero con una estructura atómica diferente, pues en lugar de combinar átomos de carbono (C) y de hidrógeno (H), estos últimos se sustituyen por átomos de flúor (F). Moléculas de teflón® o politetrafluoroetileno (PTFE), compuesta por una cadena de dos átomos de flúor (F) por uno carbono (C), para crear un polímero fluorado.

Los átomos de flúor que forman parte de la estructura atómica del teflón® (CF2–CF2)n crean una barrera prácticamente impenetrable al ataque de otras moléculas de diferente composición química, impidiendo que reaccionen con el carbono (C). La fuerte fuerza de cohesión que se establece entre el flúor y el carbono convierten al teflón en un material inerte al que, prácticamente, ninguna otra molécula diferente se le adhiere, excepto otras moléculas iguales de teflón.

A.- Representación gráfica de la estructura química fundamental

de las moléculas de polietileno comparadas con las de Teflón®. Cada molécula de polietileno se compone de un átomo de carbono y dos de hidrógeno (CH2). B.- Estructura de las moléculas de Teflón® (politetrafluoretileno o PTFE) compuesta por un átomo de carbono y dos de flúor (CF2).

El TEFLON reúne tres características importantes que lo hacen casi único, y que son: - Su alta temperatura de utilización 260°C. - Su aguante a casi todos los productos químicos. - Su bajo coeficiente de rozamiento. Tiene el gran inconveniente de su bajísima resistencia a la comprensión, que en muchos casos lo hace inservible por el excesivo tamaño de los casquillos y soportes; Su densidad 2,4 es muy elevada lo que unido a su precio, también elevado, lo hacen un producto caro por volumen utilizado. Si se compara, por ejemplo, con el POLIETILENO prensado HD-500 que tiene una densidad 0,9 y un precio 7 veces menor, llegaremos a la conclusión de que este último producto es 19 veces más barato que el TEFLON. Evidentemente, el HD-500 no reúne todas las ventajas juntas del TEFLON, pero si dos de ellas : resistencia química y bajo coeficiente de rozamiento. Si la temperatura no es elevada (max.lOOoC), el HD-500 sustituye totalmente al TEFLON, lo que indica las grandes ventajas económicas de conocer los productos y saber sus limitaciones y diferencias importantes. Actualmente existe un derivado del TEFLON con Fluor incorporado también que se conoce como P.V.D.F. P.V.D.F. tiene unas características algo más bajas que el TEFLON, pero permite la soldadura para poder fabricar recipientes y cubetas impermeables. CARACTERISTICAS DISTINTIVAS:

Teflón TFE Fibra de Grafíto Vidrio 25% Virgen

Bronce, 60%

Gravedad específica

2.18

2.24

2.16

3.74

Resistencia a la tensión

280 (4,000)

175 (2,500)

210 (3,000)

140 (2,000)

0.39 (3.12)

0.39 (3.12)

0.4 (3.25)

2.1

3.5

6.3

Propiedades

Kg/cm²

(psi)

Coeficiente de conductividad térmica Kcal/m 0.21 (1.7) hr °C (BTU/hr/ft2/°F/in) Módulo de

2

Plastodeformación, (psi x 103)

(2) Kg/cm

(28)

(30)

(50)

(90)

Dureza Durómetro Shore "D"

51

57

61

70

Impacto izod. Cm

15.5 (2.9)

12.1 (2.2)

14.3 (2.6)

11 (2.0)

2.95 (2,500)

15.4 (13)

60 (50)

(6) 7

0.050.08

0.10.013

0.080.10

0.080.10

0.01

0.170.24

0.150.18

0.150.22

Kg/cm

(ft/Ib/in)

Factor de desgaste (3) (cm (3) (3)

min./Kg m h) 10-8 (in. min./ft ib hf) 10-10 Estática, carga de

35Kg/cm²

(500 fpm)

Dinámica, PV = 5000 (105)

15m/min. (50 fpm)

Propiedades

Unidades

Norma ASTM

Teflón Puro

Densidad

gr/cm²

D - 792

2.16

Dureza

Shore

D - 785 D - 2240

D - 55

Resistencia al Impacto

Kg cm/cm

D - 256

16

Resistencia a la Tracción Resistencia Dieléctrica Resistencia a la Compresión

Kg/cm² Kv/mm Kg/cm²

281 D - 149

55

D - 638 D - 695

46

Absorción de Humedad

%

0

T° de trabajo Máxima

°C

260

Molécula del teflón El politetrafluoroetileno, habitualmente conocido por el nombre comercial Teflon, es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor. Como su propio nombre indica es un polímero compuesto por monómeros de tetrafluoroetileno que rompen su doble enlace para unirse.

Fig 1.-Tetrafluoroetileno y su modelo

Fig 2.-Politetrafluoroetileno y su modelo

El teflón se forma por polimerización vinílica de radicales libres. Esta es la técnica más empleada para sintetizar polímeros a partir de monómeros vinílicos, es decir, pequeñas moléculas que contienen dobles enlaces carbono-carbono.

Fig 3.-Reacción de polimerización

Mecanismo de la reacción Para la obtención del teflón partiremos de su monómero, el tetrafluoroetileno, y un iniciador, el peróxido de benzoilo. Este iniciador es una molécula inusual, esto es porque posee la habilidad de escindirse separando el par de electrones del enlace que se rompe. Esto es extraño, dado que siempre que sea posible, los electrones tienden a estar apareados. Cuando ocurre esta escisión, nos quedamos con dos fragmentos llamados fragmentos de iniciador, provenientes de la molécula original, cada uno con un electrón desapareado. Las moléculas como éstas, con electrones desapareados reciben el nombre de radicales libres.

Fig 4.-Iniciador

Pero estos radicales libres están poco tiempo así, los electrones siempre tratan de estar apareados, con lo cual si son capaces de encontrar CUALQUIER electrón con cual aparearse, lo harán. El doble enlace carbono-carbono del monómero de tetrafluoroetileno, tiene un par electrónico susceptible de ser fácilmente atacado por un radical libre. El electrón desapareado, cuando se acerca al par de electrones, trata de captar uno de ellos para aparearse. Este nuevo par electrónico establece un nuevo enlace químico entre el fragmento de iniciador y uno de los carbonos del doble enlace de la molécula de monómero. Este electrón, se asocia al átomo de carbono que no está unido al fragmento de iniciador. Y ésto nos conduce a la misma situación con la que comenzamos, ya que ahora tendremos un nuevo radical libre cuando este electrón desapareado venga a colocarse sobre ese átomo de carbono. El proceso completo, desde la ruptura de la molécula de inicador para generar radicales hasta la reacción del radical con una molécula de monómero, recibe el nombre de etapa de iniciación de la polimerización.

Fig 5.-Final de la etapa de iniciación

Este nuevo radical reacciona con otra molécula de etileno, del mismo modo que lo hizo el fragmento de iniciador. Esta reacción toma lugar una y otra vez, siempre formamos otro radical. El proceso de adicionar más y más moléculas monoméricas a las cadenas en crecimiento, se denomina propagación.

Fig 6.-Propagación Puesto que seguimos regenerando el radical, podemos continuar con el agregado de más y más moléculas de tetrafluoroetileno y constituir una larga cadena del mismo. Las reacciones como éstas que se auto-perpetúan, son denominadas reacciones en cadena. Los radicales son inestables y finalmente van a encontrar una forma de aparearse sin general un nuevo radical. Entonces nuestra pequeña reacción en cadena comenzará a detenerse. Esto sucede de varias maneras. La que buscamos consiste en que se encuentren dos cadenas en crecimiento. Los dos electrones desapareados se unirán para formar un par y se establecerá un nuevo enlace químico que unirá las respectivas cadenas. Esto se llama acoplamiento.

Fig 7.-Finalización por acoplamiento.

Sin embargo, esta no es la única forma en la que puede darse detención de la reacción en cadena, existen otros dos métodos que son más desfavorables. El primero, es por la adicción de un doble enlace en la cadena, y el segundo por una ramificación en un punto intermedio. En las imágenes podemos ver el proceso.

Fig 8.-Finalización por formación de doble enlace.

Fig 9.-Finalización radicalaria.

Bibliografía [ CITATION www \l 12298 ] (s.f.). Obtenido de http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/teflon/paginas%20del %20menu/ESTRUCTURA%20QUIMICA.htm www.eis.uva.es. (s.f.). Obtenido de http://www.eis.uva.es/~macromol/curso1314/teflon/quimica.html...