Fluoropolymères : Le Choix Premier pour les Plastiques Résistants aux Produits Chimiques

Cherchez-vous un groupe de plastiques exceptionnellement résistants aux produits chimiques ? Regardez les fluoropolymères. Ces plastiques à base de fluorocarbures sont composés de multiples liaisons carbone-fluorure fortes. Cette liaison carbone-fluorure, appelée « C-F » pour faire court, est l'une des liaisons simples les plus fortes connues de la science. La multitude de liaisons C-F dans les fluoropolymères donne à ces plastiques une résistance extraordinaire aux solvants, acides et bases.

Les fluoropolymères ont été découverts par hasard en 1938 lorsque Roy Plunkett chez DuPont expérimentait avec du gaz tétrafluoroéthylène. Il a accidentellement fabriqué du PTFE (polytétrafluoroéthylène), communément connu sous le nom de Téflon®. Depuis ce jour chanceux, de nombreux fluoropolymères ont été développés, incluant PVDF (polyvinylidène difluorure) ; ETFE (polyéthylène tétrafluoroéthylène) ; FEP (fluoréthylène propylène) ; PFA (perfluoroalcoxy) ; ECTFE (éthylène chlorotrifluoroéthylène) et PCTFE (polychlorotrifluoroéthylène).

Même les non-experts en plastiques ont probablement vu le Téflon® en action, même s'ils ne le réalisent pas, car le matériau est couramment utilisé pour revêtir les ustensiles de cuisine antiadhésifs. Avec une haute résistance à la chaleur, une excellente résistance chimique et un coefficient de frottement très bas, ce plastique est bien adapté à cet usage. (Bien que le Téflon® soit un matériau impressionnant, je vous conseille de ne pas trop en faire avec vos ustensiles. Comme l'auteur l'a personnellement expérimenté, les spatules et cuillères de cuisine en Téflon® fondront si laissées sur flamme nue. Disons, la flamme nue d'une cuisinière à gaz. Mais c'est une histoire pour un autre jour…) Mais il y a bien plus à l'histoire des fluoropolymères que les casseroles et poêles.

Les fluoroplastiques sont résistants à une liste étendue de produits chimiques à des températures entre 20° C/68° F et 212°C/100°F incluant :

Quelques produits chimiques spécifiques que les fluoropolymères peuvent résister incluent :

Et il y en a beaucoup d'autres. La résistance chimique exceptionnelle des fluoropolymères les rend idéaux pour de nombreuses applications d'ingénierie différentes incluant :

Les fluoropolymères ont également un coefficient de frottement très bas les rendant naturellement très glissants. En effet, le PFA est dit être le seul matériau qu'un gecko ne peut pas coller. En raison de leur faible coefficient de frottement, les fluoropolymères sont connus pour être difficiles à coller. Il existe même une peinture fluoropolymère conçue pour faire glisser les insectes hors des surfaces. Cette glissance et non-porosité rendent les fluoropolymères naturellement antimicrobiens et un bon choix pour les applications médicales.

De plus, les fluoropolymères sont hydrophobes en ce que ni l'eau ni les substances contenant de l'eau ne peuvent les mouiller. Ils ont également une classification d'inflammabilité UL94 V-0 donc ils sont auto-extinguibles. Les fluoropolymères ont aussi d'excellentes propriétés diélectriques, en faisant d'excellents isolants.

Les fluoropolymères sont aussi connus pour le service continu à températures extrêmes. Le PFA performe jusqu'à 260°C/500°F tandis que le FEP peut soutenir 200°C/393°F. L'ETFE a des valeurs de 150°C/302°F. Beaucoup de fluoropolymères peuvent résister aux températures cryogéniques. Le PTFE peut supporter des valeurs de température de -240°C/-400°F à 260°C/500°F. L'ECTFE a aussi d'excellentes propriétés cryogéniques et performe bien entre -76°C/-105°F à 150°C/302°F tandis que le PVDF peut supporter des températures de -30°C/-22°F à 150°C/302°F. Le PCTFE performe bien dans une plage de température de -240°C/-400°F à 204°C/400°F.

Le côté négatif des fluoropolymères est qu'ils ne sont pas si résistants. Avec une résistance à la traction de 7800 psi/53,8 MPa le PCTFE est l'un des plus forts avec l'ECTFE qui a aussi un UTI de 7800 psi/53,8 MPa. L'ETFE arrive ensuite à 7500 psi/51,7 MPa. Le PVDF a une résistance à la traction ultime de 4000-6000 psi/27,6-41,4 MPa et le PFA a des valeurs de 4300 psi/24 MPa. La résistance à la traction ultime du PTFE est de 2 500-4 000 psi/17,2-27,6 MPa tandis que le FEP est de 3 000 psi/20,7 MPa. Mais si une résistance chimique extrême, glissance ou faible inflammabilité est requise et que la résistance à la traction n'est pas un problème, assurez-vous de regarder les fluoropolymères.

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