Le développement improbable et l'utilisation ciblée du Téflon

L’histoire de Teflon^® a commencé le 6 avril 1938, au laboratoire Jackson de DuPont dans le New Jersey. Le Dr Roy J. Plunkett, chimiste chez DuPont, travaillait avec des gaz liés aux frigorigènes Fréon^MD, un autre produit DuPont. Pendant qu’ils inspectaient un échantillon congelé, compressé de tétrafluoroéthylène, lui et ses associés ont découvert que l’échantillon avait polymérisé spontanément en un solide cireux blanc pour former du polytétrafluoroéthylène (PTFE). Le PTFE est un composé de masse moléculaire élevée fait de carbone et de fluor.

Les perfluorocarbones ou PFC sont des organofluorines qui contiennent seulement du carbone et du fluor collés ensemble pour former des liaisons solides de fluor-carbone. La liaison de fluor carbone est considérée comme la plus forte liaison en chimie organique en raison de la stabilité par son caractère ionique partiel; elle constitue la plus forte liaison unique au carbone. Le caractère ionique est le résultat de l’électronégativité du fluor. Il induit des charges partielles sur les atomes de carbone et de fluor, conduisant à l’attraction électrostatique, rendant la liaison courte et forte. Le PTFE est un polymère thermoplastique qui, à la température ambiante, est un solide blanc d'une densité d'environ 2,2 g/cm³ et d'un point de fusion de 327°C. Ses propriétés mécaniques se dégradent au-dessus de 260°C.

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est un polymère synthétique de tétrafluoroéthylène qui est largement utilisé dans les fils, les câbles et les tubes d’aujourd'hui. Le PTFE est inerte à pratiquement tous les produits chimiques, et il est le plus thermiquement stable de tous les composés isolants carbonés. Il est considéré comme le troisième matériel le plus glissant qui existe. En raison de l'inertie chimique du PTFE, il ne peut pas être réticulé comme un élastomère. Il est résistant à la lumière du soleil et à l'humidité. 

Les propriétés électriques du PTFE étant stables sur une large gamme de fréquences et ses températures allant de -90ºC à 250ºC, le PTFE est un standard dans l'industrie de l'aérospatiale / défense depuis de nombreuses années. Les spécifications générales incluent MIL-DTL-16878, MIL-W-22759, MIL-DTL-17 et MIL-DTL-27500. Il est également utilisé pour de nombreuses applications commerciales. Le PTFE est un excellent diélectrique pour les câbles coaxiaux en raison de son faible facteur de dissipation et de sa faible constante diélectrique à basses et hautes fréquences.

Extrusion du PTFE des fils, des câbles et des tuyaux

1. La poudre blanche s'écoulant librement est extrudée à l'aide d'extrusions organiques liquides telles que le naphta qui humidifie la résine et la transforme en un mélange pâteux. Il est ensuite refroidi jusqu'à ce qu’il atteigne la viscosité adéquate pour l’extrusion.
2. Ce mélange en forme de pâte est préformé sous une légère pression dans un tube et extrudé au moyen d'une extrudeuse à piston.
3. À ce stade, l’isolation PTFE ressemble à du fromage à effilocher.
4. Les processus est complété en passant l’isolant et les gaines à travers une tour de frittage au point de cristallisation de 700° F à 750° F. 

Remarque : En raison de la température de traitement élevée, le PTFE doit être extrudé sur un fil argenté ou nickelé.

Propriétés physiques et électriques

• PTFE fonctionne de manière fiable à hautes et basses températures, avec des propriétés électriques exceptionnelle à haute fréquence; la température maximale d’utilisation pour un fil isolé au PTFE est généralement de 200°C pour l’argent et à 260°C dans le cas du nickel.
• Il résiste aux solvants, aux fluides hydrauliques et aux produits chimiques corrosifs.
• La constante diélectrique est faible et stable lorsque la fréquence et la température changent.
• Le faible facteur de dissipation reste inchangé dans un large éventail de fréquences.
• Il possède un faible indice de dégagement de fumée et un faible indice de propagation des flammes, ainsi qu'une excellente flexibilité pour les petits rayons de pliage.
• PTFE présente une excellente résistance aux dommages causés pendant le soudage.
• Il possède un faible coefficient de frottement.

Inconvénients des fils, des câbles et des tubes en PTFE

• C’est de huit à 10 fois plus cher que le PVC.
• Les longueurs peuvent être abrégés en raison du procédé d’extrusion de ram, en général jusqu'à cinq longueurs par bobine.
• Il doit être gravé à l’eau-forte pour terminer dans un connecteur en époxy.
• Le fil gravé a une durée de vie relativement courte.
• Les couleurs des fils gravé sont discrets.
• Il a des propriétés d’écoulement à froid également connu sous le nom de « creep ».

^{Référence  : https://www.chemours.com/Teflon/en_US/assets/downloads/pdf/teflon-introduction-fluropolymers.pdf}

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