El PTFE puede sonar misterioso, pero en realidad es uno de los materiales más versátiles y utilizados en la industria manufacturera. Gracias a los grandes avances de la ciencia y la tecnología modernas, esta sustancia innovadora se utiliza hoy en día en todo el mundo y en todas las industrias.

Y eso es exactamente lo que hace que el PTFE sea tan asombroso. Es un material que se encuentra en casi todo lo que usamos: desde las sartenes antiadherentes hasta los clips de los cinturones de seguridad de los coches, hay muchas posibilidades de que hayamos usado algo que contenga PTFE sin ni siquiera saberlo.

¿De qué está hecho el PTFE?

¿De qué está hecho el PTFE? El PTFE es comúnmente conocido por la marca registrada Teflon®, PTFE significa politetrafluoroetileno. Otras marcas registradas son Fluon, Hostaflon y Polyflon.

El PTFE es un fluoropolímero a base de carbono y flúor, de ahí el elemento "fluoro" del nombre. También es un polímero, lo que significa que su estructura molecular consiste en un patrón repetitivo de partículas grandes y similares. En este caso, las partículas son el compuesto tetrafluoroetileno, cuya fórmula química es C2F4.

Fue descubierto por primera vez en 1938 por la empresa estadounidense DuPont. En la actualidad, la patente del teflón pertenece a The Chemours Company, una empresa química derivada de DuPont. Sin embargo, muchas otras empresas manufactureras e industriales fabrican desde entonces sus propios productos a base de PTFE.

El PTFE es bien conocido por su versátil conjunto de características, que lo hacen muy adecuado para una enorme gama de aplicaciones. Gracias a su falta de reactividad con la mayoría de las sustancias químicas, su punto de fusión considerablemente alto, su estabilidad a temperaturas muy bajas, su resistencia a la corrosión, sus propiedades aislantes, su durabilidad y su superficie resbaladiza y antiadherente, el PTFE tiene una gama de usos prácticamente ilimitada.

Sin embargo, lo más habitual es utilizar el PTFE como revestimiento de otros materiales. Algunos ejemplos comunes son el revestimiento de piezas de maquinaria, materiales de construcción, equipos médicos como catéteres, utensilios de cocina, cableado, equipos de laboratorio y tejidos.

¿Es el PTFE un metal?

El PTFE no es un metal. Una de las propiedades que definen al metal es su conductividad eléctrica, mientras que el PTFE es aislante. Tampoco es caucho, aunque pueda parecerlo. Así que, aunque técnicamente no es un plástico, el PTFE se considera uno por sus propiedades.

Los cauchos, como los plásticos, también son polímeros, pero poseen la propiedad definitoria de la elasticidad. Los cauchos pueden deformarse, pero recuperan su forma original a menos que se rompan por completo. Por otro lado, los plásticos se definen por su plasticidad, lo que significa que su forma puede manipularse fácilmente mediante calor o fuerza. El PTFE pertenece a esta última categoría.

¿Cómo se fabrica el PTFE?

La producción de PTFE puede resumirse en dos etapas principales:

la síntesis del TFE o tetrafluoroetileno, y la polimerización del TFE para convertirlo en PTFE.

Recuerde que PTFE significa politetrafluoroetileno.

He aquí una versión básica y abreviada del proceso de producción:

Este proceso comienza con cuatro componentes clave: fluorita, ácido fluorhídrico, cloroformo y agua. Estos ingredientes, menos el agua, se sintetizan en TFE mediante un proceso llamado pirólisis.

Los tres componentes se colocan en una cámara de reacción química y se calientan a temperaturas lo suficientemente altas como para alterar su composición química.

Una vez creado el TFE, se enfría para evitar una reacción inversa y una descomposición potencialmente explosiva.

A continuación, se convierte en líquido y se mezcla con agua limpia en la cámara de reacción. El hierro se utiliza como catalizador de la reacción. Entonces comenzará la polimerización del TFE en PTFE y se formarán granos sólidos de PTFE.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que esto es sólo un resumen muy básico del proceso de fabricación del PTFE. A menudo hay otros pasos para controlar la forma y las propiedades del producto final, dependiendo del fabricante. De hecho, los distintos fabricantes pueden tener procesos de producción diferentes.

¿Cuáles son los tipos de PTFE?

El PTFE puede rellenarse con otros materiales para alterar ligeramente sus propiedades en función de las necesidades de la aplicación o del producto que se vaya a fabricar. A continuación veremos los tres rellenos más comunes de PTFE:

Carbon filled PTFE

Filling PTFE with carbon generally makes it more robust than PTFE alone. Carbon-filled PTFE offers higher compressive strength, as well as resistance to general deformation, creep and wear. Since carbon is also conductive, filling PTFE with carbon also removes its insulating properties and makes it a better conductor of heat and electricity.

Glass-filled PTFE

Glass-filled PTFE is the most common PTFE, the effects are quite similar to those of carbon filler, as the glass also increases the durability of the PTFE. Filling PTFE with glass also increases the compressive strength and surface pressure resistance and decreases the flexibility. Glass also makes PTFE more chemically resistant. In addition, it maintains or even improves the insulating properties of PTFE.

However, the drawback is that glass-filled PTFE tends to have a much more abrasive surface, which eliminates the smooth and slippery surface of pure PTFE. Glass-filled PTFE also does not increase the conductivity of PTFE as carbon does.

PTFE relleno de cobre

El PTFE relleno de cobre o bronce también es más duradero que el PTFE virgen, aunque no tanto como el PTFE relleno de carbono o vidrio. Pero lo que hace principalmente el relleno de cobre o bronce es aumentar drásticamente la conductividad del material, hasta el punto de que es más un conductor que un aislante. De hecho, el PTFE relleno de bronce puede ser hasta 10 veces más conductor que el PTFE sin relleno. También tiene más resistencia a la fricción que otros rellenos.

Sin embargo, el PTFE relleno de cobre es más reactivo químicamente y, por tanto, más vulnerable a la corrosión que el PTFE normal o el PTFE relleno de vidrio o carbono. Esto se debe principalmente a que el bronce se oxida con facilidad.

Es importante tener en cuenta que los fabricantes suelen ofrecer distintas cantidades de relleno en sus productos de PTFE para satisfacer las necesidades del cliente. Tampoco es raro que los fabricantes rellenen el PTFE con diferentes proporciones mixtas de estos rellenos, con el objetivo de equilibrar sus efectos y lograr la mezcla ideal de propiedades.

¿Cuáles son las propiedades del PTFE?

El PTFE puede utilizarse en numerosas aplicaciones gracias a sus numerosas propiedades deseables como material de fabricación. De hecho, su uso está tan extendido que el PTFE forma parte de proyectos de construcción comunes, como puentes, aparcamientos, supermercados, escuelas, etc.

Veamos primero sus propiedades y limitaciones.

Propiedades y ventajas del PTFE

Características no humectantes

No se fragiliza ni envejece

Material de uso médico, industrial y alimentario

Baja absorción de agua

Bajo coeficiente de fricción y baja constante dieléctrica/factor de disipación

Buena resistencia a la fatiga con poca tensión

Resistente a productos químicos fuertes y corrosivos

Resistente a altas temperaturas y bajas temperaturas

Resistente a la luz y a los rayos UV

Resistente a la intemperie

Gran flexibilidad

Acabado superficial liso tras la fabricación

Limitaciones del PTFE

En comparación con otros materiales poliméricos, no es barato

No es fácil de producir en serie

No se puede cementar ni soldar

Puede ser difícil de unir

Si se somete a suficiente presión, puede cambiar de forma

Aunque puede soportar temperaturas muy altas, se funde a 326˚C

Baja resistencia a la radiación

Sensible a la abrasión y a la fluencia

¿Es seguro el PTFE?

En el pasado surgieron dudas sobre la seguridad del PTFE, sobre todo cuando se utiliza en materiales de cocina como las sartenes antiadherentes. La cuestión se centraba en la sustancia química PFOA o ácido perfluorooctanoico, que se utilizaba en la fabricación de los utensilios de cocina recubiertos de teflón.

Sin embargo, es importante señalar que la mayor parte (si no todo) del PFOA utilizado en la fabricación de productos recubiertos de PTFE desaparece una vez finalizado el proceso de fabricación. Pero, lo que es más importante, los equipos de cocina recubiertos de teflón no contienen PFOA desde 2013, cuando las asociaciones sanitarias plantearon sus preocupaciones. Mientras las sartenes recubiertas de PTFE no se calienten a más de 300 grados Celsius, no se descompondrán lo suficiente como para causar riesgos para la salud o problemas de seguridad.

¿Cuál es la resistencia a la compresión del PTFE relleno de bronce?

La resistencia a la compresión (o resistencia a la compresión) se refiere a la capacidad de un material para soportar cargas que tienden a reducirse de tamaño. Es lo contrario de la resistencia a la tracción. La adición de bronce al PTFE proporciona una mejor estabilidad dimensional y una mayor resistencia a la compresión de 10,5 MPa con una deformación del 1%.

¿Quién inventó el PTFE?

El PTFE fue descubierto accidentalmente en 1938 por Roy J. Plunkett mientras trabajaba para DuPont. Intentaba inventar un gas refrigerante con una base mejor que la disponible en ese momento. Utilizaba clorofluorocarbono y lo dejó toda la noche. Cuando regresó, lo que descubrió en su lugar fue PTFE.