PTFE vs PFOA : la comparaison complète

Cette étude approfondie et informative décrira en détail le PTFE et le PFOA, y compris leurs éléments conduisant à leur caractère distinctif, leurs propriétés chimiques, leurs propriétés physiques, leurs propriétés mécaniques, leurs applications, leurs avantages et leurs limites.

Définition

Le PTFE est un polymère thermoplastique fabriqué à partir de polymérisation du tétrafluoroéthylène et se présente sous forme solide. Par ailleurs, le PFOA est un produit chimique synthétique généré dans le cadre de la fluoropolymères et se présente sous forme liquide.

Éléments constituant le PTFE et le PFOA

Le PTFE et le PFOA sont tous deux constitués d’éléments différents qui les rendent distincts.

Le PTFE est composé des éléments suivants :

• Carbone

Chaque atome de carbone est relié à deux autres atomes de carbone dans un arrangement en forme de longue chaîne d'atomes de carbone.

• Fluor

Le PTFE contient beaucoup d’atomes de fluor.

La chaîne carbonée est enfermée dans une gaine protectrice d'atomes de fluor, ce qui donne une molécule chimiquement inerte, relativement dense, avec des interactions carbone-fluor extrêmement puissantes.

Le PFOA est composé des éléments suivants :

• Oxygène

Le PFOA possède deux atomes d’oxygène liés à des atomes de carbone.

• Fluor

Le PFOA possède dix atomes de fluor liés à des atomes de carbone.

• Carbone

Le PFOA possède huit atomes de carbone.

Propriétés physiques

Voici les propriétés physiques du PTFE :

 

• Lisse et antiadhésif

Le PTFE est connu sous le nom de Téflon ; le fluor qui entoure ses molécules est la clé de sa surface lisse. Grâce à ces atomes de fluor, le Téflon résiste à l'adhérence de pratiquement tous les autres matériaux.

• Apparence

Il est blanc et sous forme solide.

• Densité

La densité du PTFE est d'environ 2200 kg/m³.

• Faible frottement

Le revêtement en fluor sur le PTFE contribue à son faible coefficient de frottement.

• Point de fusion

Il a un point de fusion élevé allant jusqu'à 327 °C

• Isolation électrique

Le PTFE n’est pas facilement poreux à l’énergie électrique et peut supporter des tensions élevées sans se dégrader.

• Hydrophobicité

Le PTFE est un polymère résistant à l'eau.

Voici les propriétés physiques du PFOA :

• Point d'ébullition élevé

Il a un point d'ébullition élevé allant jusqu'à 189°C et peut donc résister à des températures élevées.

• Apparence

Le PFOA n’a pas de couleur distincte et se présente sous forme liquide, mais peut se présenter sous forme gazeuse ou solide dans certaines conditions.

• Hydrophobe

Le PFOA est hautement hydrophobe en raison de la chaîne fluorocarbonée et repousse donc l'eau.

• Point de fusion

Le PFOA a un point de fusion de 67°C

Propriétés chimiques

Les propriétés chimiques du PTFE comprennent :

 

• Résistant à la dégradation

En raison de la présence d’atomes de carbone et de fluor, le PTFE présente une excellente résistance à la dégradation.

• Inertie

Le PTFE est exceptionnellement résistant aux attaques chimiques des bases, des acides et autres produits chimiques corrosifs. La plupart des solvants ne l'affectent pas, et même les acides et bases puissants ne réagissent pas facilement avec lui.

• Réactivité

Le PTFE est généralement un polymère non réactif et ne réagit donc pas avec d’autres composés.

• Résistance chimique

Il est très résistant aux bases, aux acides et aux produits chimiques caustiques qui l'attaquent chimiquement.

Voici les propriétés chimiques du PFOA :

• Bioaccumulation

Le PFOA et ses composés peuvent s'accumuler et sont présents en permanence dans l'eau, le sol, les oiseaux et les poissons.

• Stabilité chimique

La stabilité chimique du PFOA est relativement élevée et il ne réagit donc pas efficacement avec d’autres produits chimiques présents dans l’environnement.

Propriétés mécaniques

Contrairement au PTFE, le PFOA est un produit chimique synthétique. Ses propriétés mécaniques dans les matériaux et autres composés peuvent varier selon le mode de fabrication et le matériau lui-même.

Les propriétés mécaniques suivantes du PTFE comprennent :

• Résistance à la traction

Il a une résistance à la traction élevée d'environ 10 à 43 MPa.

• Élongation

Le PTFE a une extension élevée allant jusqu'à 500%.

• Compressibilité

Ce polymère présente une faible compressibilité en raison de sa structure moléculaire.

Sous des températures très élevées, le PTFE ne peut pas changer de volume et de forme.

• Versatilité

En raison de sa composition moléculaire, il est adaptable et peut fléchir ou se plier sans se déformer.

• Dureté

Ce polymère a une très faible dureté car il est mou.

Avantages

Les avantages du PTFE et du PFOA varient selon leurs propriétés. Voici les avantages du PTFE :

• Lisse et antiadhésif

Le PTFE est très lisse et non collant, il est donc préféré pour les applications antiadhésives telles que les ustensiles de cuisine.

• Résistant aux produits chimiques

Le PTFE est très résistant à l’eau, aux produits chimiques, aux bases, aux acides, aux solvants et à d’autres substances corrosives.

• Isolation électrique

Le PFOA est un excellent isolant électrique car il peut supporter une tension élevée sans dommage et n'est pas facilement autorisé à l'énergie électrique.

• Surface à faible frottement

Le PTFE a un coefficient de frottement très faible et est préféré pour les applications d'ingénierie.

• Résistant aux températures élevées

Le PTFE convient à une utilisation même à des températures élevées car il peut résister jusqu'à 260°C sans dommage.

• Résistant à l'environnement difficile et aux conditions météorologiques

Le PTFE peut résister à des conditions météorologiques extrêmes et est principalement considéré pour les applications extérieures.

Voici les avantages du PFOA :

• Résistant aux températures élevées

Tout comme le PTFE, le PFOA peut résister à des températures élevées sans dommage.

• Avantages de l'antiadhésif

Ce polymère possède de bonnes propriétés antiadhésives et est appliqué dans les équipements de transformation des aliments et les ustensiles de cuisine.

• Résistant aux produits chimiques

Le PFOA est très résistant aux bases, aux acides et à d’autres composés corrosifs.

• Peut résister à des conditions difficiles

Le PFOA est répulsif contre les facteurs environnementaux tels que les rayons UV.

Inconvénients

Bien que le PTFE présente d'excellents avantages qui le rendent adapté à ses applications, il présente également ses limites, notamment les suivantes :

• Limitation des options de couleurs

Le PTFE est blanc et peut donc ne pas convenir s'il est nécessaire dans d'autres options de couleur.

• Coût

Le PTFE est considérablement coûteux et coûteux en raison du traitement et de la fabrication.

• Applications limitées à haute pression

Le PTFE ne convient pas aux applications à haute pression car sa résistance à la compression est relativement faible.

• Difficulté de liaison

Le PTFE a une faible énergie de surface et ne se lie pas rapidement à d’autres matériaux.

• Non décomposable

Le PTFE peut rester très longtemps dans l’environnement sans dommage ni décomposition car il n’est pas biodégradable.

Voici les limites du PFOA expliquées :

• Coût

Comme le PTFE, la difficulté de traitement et de fabrication le rend plus cher et plus coûteux que d’autres matériaux.

• Applications limitées

En raison de ses propriétés et de ses risques environnementaux, le PFOA peut avoir des utilisations limitées par rapport à d’autres matériaux présentant les mêmes avantages.

• Risques pour la santé

Le PFOA peut entraîner des problèmes de santé tels que le cancer et des troubles du système reproducteur et immunitaire.

• Risques environnementaux

Le PFOA et ses composés constituent un risque pour l’environnement car ils sont considérés comme constants dans le sol et l’eau et peuvent contaminer l’environnement.

Applications

Les propriétés mécaniques, physiques et chimiques du PTFE le rendent adapté à diverses applications dans l'industrie.

Voici les applications du PTFE :

• Applications médicales

Le PTFE permet de fabriquer des implants médicaux tels que des patchs cardiaques, des ligaments de remplacement et des vêtements vasculaires.

• Électricité et électronique

Le PTFE permet de fabriquer des composants électriques et électroniques tels que des circuits imprimés, des isolants électriques, des isolants de fils et des pièces semi-conductrices.

• Industrie automobile

Le PTFE est utilisé dans la direction assistée et la transmission, les garnitures des joints de tige de soupape de carburant, les joints, les joints toriques et les joints d'arbre.

• Ingénierie

Le PTFE permet de fabriquer des composants de construction tels que des revêtements de tuyaux, des raccords, des roulements, des sièges et des bouchons, ainsi que des pièces de vannes et de pompes.

• Revêtements antiadhésifs

Le PTFE permet de réaliser des revêtements de surface pour les équipements de transformation des aliments, les ustensiles de cuisson et les ustensiles de cuisine.

Voici les applications du PFOA :

• Mousses anti-incendie

Le PFOA est un sous-produit de la fabrication de mousses anti-incendie utilisées pour éteindre les incendies causés par des liquides inflammables.

• Tapis et textiles

Le PFOA est utilisé dans la fabrication de traitements pour tapis et textiles résistants à la saleté et à l’eau.

• Revêtement antiadhésif

Le PFOA est utilisé dans la fabrication de revêtements antiadhésifs pour les ustensiles de cuisson, les équipements de transformation des aliments et les ustensiles de cuisine.

Conclusion

Le PTFE et le PFOA sont deux composés chimiques différents avec d’autres éléments et utilisations.

Le PTFE est un polymère synthétique, tandis que le PFOA est un composé chimique synthétique qui crée d’autres matériaux.

Ils ont une composition chimique et des propriétés mécaniques, physiques et chimiques distinctes, ce qui les rend uniques pour diverses applications.

Le PTFE est considéré comme un composé sûr et inerte par rapport au PFOA en termes d’environnement et de santé.

Le PTFE est considéré comme une substance bénéfique et adaptable aux multiples applications. Cependant, le PFOA présente des risques pour la santé et l'environnement.

Plus de ressources:

Propriétés du PTFE  -Source : Hansa

PFOA  -Source : Wikipédia

Procédé de fabrication du PTFE – Source : Hansa