Teflon: due soli atomi per molteplici applicazioni

Il politetrafluoroetilene (PTFE), meglio conosciuto con il nome di teflon, è uno dei polimeri maggiormente utilizzati nell’industria dei rivestimenti, con un notevole volume di commercializzazione ogni anno. Ma perchè il teflon riveste un ruolo così di primo piano? Cosa lo rende speciale?

In questo articolo tratteremo le maggiori applicazioni del teflon, partendo dalla sua natura chimica per meglio comprenderne le caratteristiche. Si tratta di un fluoropolimero, costituito da legami C-F (carbonio-fluoro) fortemente polarizzati, che inducono un’alta stabilità nel polimero, accompagnata da un’alta temperatura di fusione e resistenza agli agenti chimici (inerzia chimica). Le catene polimeriche che lo costituiscono sono altamente ordinate, ossia si tratta di un polimero termoplastico a elevata cristallinità, e ne risulta un prodotto ad alto peso molecolare e bassa solubilità.

Il teflon possiede resistenza al calore fino a circa 260°C, ma è utilizzabile anche alle basse temperature. Risulta inoltre estremamente stabile e resistente alla corrosione. Queste sono alcune delle caratteristiche alla base del PTFE che lo rendono insostituibile in molti impieghi e lo vedono, perciò, alla base di molteplici soluzioni ingegneristiche.

Campi di applicazione

Il tetrafluoroetilene trova impiego in diversi campi, dove altri polimeri non resistono, consentendo di ottenere ottimi risultati. Un settore di interesse è l’industria chimica, dove il teflon può essere utilizzato come rivestimento per superfici esposte all’azione di agenti aggressivi. In questi casi, il teflon risulta un valido alleato, grazie all’inerzia chimica che caratterizza la macromolecola, difficilmente attaccabile da solventi. Infatti, poche sostanze riescono ad interagire con il teflon (tra queste ricordiamo alcuni composti alogenati e forti basi di Lewis). Un tipico utilizzo del PTFE in questo campo è come rivestimento di acciai inossidabili, al posto dell’utilizzo di particolari superleghe, spesso più costose. In questo contesto viene anche sfruttato l’ampio range di stabilità del teflon alle diverse temperature di lavoro (tra -200°C e 260°C). Viene pertanto sfruttata la sua resistenza all’invecchiamento atmosferico-ambientale, grazie alla stabilità del suo radicale che gli conferisce una bassissima velocità di ossidazione. Un’applicazione interessante è anche quella nel comparto del packaging (ad esempio macchine di confezionamento), dove il teflon viene adottato per ricoprire superfici che necessitano di un coefficiente di attrito basso e garantire elevata scorrevolezza. In tal senso, questo materiale risulta estremamente valido, per ottenere sistemi di movimentazione con lubrificazione a secco. Anche l’industria aerospaziale sfrutta le eccezionali proprietà del PTFE per sistemi a basso attrito e antigelo. Il teflon, infatti, non assorbe acqua, ha un’elevata rigidità dielettrica (che non risente della temperatura di esercizio) ed è molto resistente all’attacco dell’ozono. Per queste sue caratteristiche viene impiegato per diversi componenti dei satelliti, migliorando la sicurezza del volo e preservandoli nel tempo dalle radiazioni e alle temperature basse. Il teflon viene usato anche nel medicale per la realizzazione di tendini, protesi vascolari e cardiache, grazie al basso coefficiente di attrito, elevata idrofobicità e inerzia chimica. Infine, altri esempi di applicazione del teflon sono cavi, guarnizioni, fasce elastiche, grazie alla sua resistenza chimica e termica, come detto in precedenza, in aggiunta ad elevate proprietà elettriche e dielettriche. In questo ambito diventa rilevante anche il basso assorbimento di umidità, assieme al coefficiente di conducibilità termica poco influenzato dalla temperatura, oltre alle buone proprietà meccaniche di flessione e torsioni. Non meno interessante è la sua non infiammabilità, espressa come LOI al 95% (Limited Oxigen Index).