Politetrafluoretileno
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Representación de la molécula de Politetrafluoretileno.
El politetrafluoretileno (PTFE) es un polímero similar al polietileno, donde los átomos de hidrógeno están sustituidos por flúor.
La fórmula química del monómero es CF2=CF2. Y el polímero tiene la siguiente:
F F
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R - C - C - R
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F F
Abajo la resina PFA (perfluoroalkóxido):
F F F F
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R - C - C - C - C - R
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F F F O
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F - C - F
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F
La virtud principal de este material es que es prácticamente inerte, no reacciona con otras sustancias químicas excepto en situaciones muy especiales. Esto se debe básicamente a la protección de los átomos de flúor sobre la cadena carbonada. Esta carencia de reactividad hace que su toxicidad sea prácticamente nula; de hecho es el material con el coeficiente de rozamiento más bajo conocido. Otra cualidad característica es su impermeabilidad, por lo que mantiene sus cualidades en ambientes húmedos.
Es también un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, no se altera por la acción de la luz y es capaz de soportar temperaturas desde -270ºC (3 K) hasta 300 ºC (573 K). Su cualidad más conocida es la antiadherencia.
El creador fue Roy J. Plunkett (1910–1994), nacido en Ohio, graduado y doctor en química. Fue contratado en 1936 (año de su doctorado) por la empresa DuPont, en la que permaneció toda su vida laboral. Fue en 1938, mientras trabajaba en el desarrollo de sustancias refrigerantes, cuando realizó el hallazgo. Plunket estaba buscando la manera de producir cantidades de tetrafluoroetileno (TFE) suficientes como para poder utilizarlas industrialmente. Tras construir una planta piloto y obtener las cantidades necesarias pasó a realizar distintas pruebas con el TFE obtenido. Colocaba el TFE en cilindros refrigerados con CO2 sólido (nieve carbónica). Con la colaboración de su ayudante, Jack Rebok, estaba un día vaporizando el contenido de un cilindro de TFE que contenía unas dos libras de gas. Según se vaporizaba el gas pasaba por unos medidores de flujo y entraba en una cámara donde el TFE reaccionaba con otros productos químicos. Aquel día, poco después de comenzar el experimento, Jack Rebok avisó a Plunkett de que algo no funcionaba bien. El flujo de TFE se había detenido, pero el cilindro seguía conteniendo masa. Al desmontar la válvula y abrir el cilindro encontraron en su interior una sustancia blanca en forma de polvo. Parecía que el TFE se había polimerizado dando lugar a este polvo. Al caracterizarlo, Plunkett descubrió que era inerte a todos los disolventes, ácidos y bases disponibles. La DuPont se interesó por el descubrimiento de su científico e incluyó el PTFE dentro de su sección de polímeros. Hoy, la marca Teflon® es registrada por E.I. du Pont de Nemours and Company y conocida mundialmente.
Uno de los primeros usos que se dio a este material fue en el Proyecto Manhattan como recubrimiento de válvulas y como sellador en tubos que contenían hexafluoruro de uranio (material altamente radioactivo).
El PTFE tiene múltiples aplicaciones, aunque no se dio salida en un principio (no se empezó a vender hasta 1946):
- En revestimientos de aviones, cohetes y naves espaciales debido a las grandes diferencias de temperatura que es capaz de soportar.
- En la industria se emplea en elementos articulados, ya que su capacidad antifricción permite eliminar el uso de lubricantes como el Krytox.
- En medicina, aprovechando que no reacciona con sustancias o tejidos y es flexible y antiadherente se utiliza para prótesis, creación de tejidos artificiales y vasos sanguíneos…
- En revestimiento de cables y electrónica por su gran capacidad aislante y resistencia a la temperatura.
- En pinturas y barnices.
- En estructuras y elementos sometidos a ambientes corrosivos, así como en mangueras y conductos por los que circulan productos químicos.