O que é material PTFE – O guia definitivo

PTFE é um material versátil fluoropolímero que pode ser encontrado em diversas indústrias devido à sua alta performance. É uma combinação de átomos de flúor e carbono.

Alguns outros nomes deste material:

1. Teflon
2. Politetrafluoroetileno

Elementos-chave em politetrafluoroetileno

O politetrafluoretileno é composto por elementos principais únicos. Abaixo, alguns detalhes:

Estrutura molecular ou química do PTFE.

Estrutura molecular do Teflon [CF₂-CF₂]n pode ser comparado ao do PE ou do polietileno. A principal diferença entre os dois está na substituição de todos os átomos de hidrogênio por flúor.

Ligação

As moléculas de Teflon consistem em ligações CF e CC. Essas energias de ligação são, respectivamente, 4,6-5,0 e 3,3 eV. Outros elementos do Teflon incluem água, ácido fluorídrico, clorofórmio e espatoflúor.

Mais recursos:

• PTFE – Fonte: Wikipédia
• Politetrafluoroetileno – Fonte: Science Direct

História do PTFE

Roy J. Plunkett descobriu o Teflon por acaso em 1938. Isso aconteceu quando ele tentou criar novos gases refrigerantes. Plunkett mediu a garrafa para ter certeza da quantidade de gás que ela consumia.

No entanto, seu interesse atingiu o auge na origem do peso. Então, ele cortou a garrafa em duas.

Ele viu uma substância branca, cerosa, na garrafa, que também era bastante escorregadia. Após análises mais aprofundadas, ele descobriu que se tratava de perfluoroetileno polimerizado.

Em 1941, o material foi patenteado pela Kinetic Chemicals. Eles o patentearam como um novo tipo de plástico fluorado. Mais tarde, em 1945, foi registrado como marca registrada Teflon.

Como Marc Gregoire, um engenheiro francês, já utilizava esse material em seus equipamentos de pesca, decidiu experimentá-lo nos utensílios de cozinha de sua esposa (Colette Gregoire). Isso aconteceu em 1954. Marc então desenvolveu a primeira panela antiaderente com revestimento de PTFE sob a marca Tefal.

Foi somente em 1961, nos Estados Unidos, que Marion A. Trozzolo lançou as primeiras panelas antiaderentes. Desde então, as panelas antiaderentes se tornaram famosas em todo o mundo. Hoje, elas podem ser encontradas em milhões de lares, com diferentes marcas.

Vantagens do Politetrafluoretileno

Há muitos motivos pelos quais você deve considerar o Teflon para suas aplicações:

 

• Alta resistência química
• Boas propriedades dielétricas.
• Uma ampla faixa de temperatura de -400°F a 400°F.
• É antiaderente.
• Possui baixo coeficiente de atrito
• Boas características de isolante elétrico ou isolamento.
• Atende às normas de qualidade alimentar.
• Altamente resistente ao desgaste.
• É capaz de resistir às intempéries.
• Não apresenta problemas de envelhecimento ou fragilidade
• Boas características de proteção contra corrosão.
• Características de alta resistência a chamas.
• Boas características de estabilidade térmica.

Limitações do PTFE

O politetrafluoretileno convencional apresenta algumas limitações em relação ao seu uso. Conhecer essas limitações ajudará você a entender como usar o material.

Alguns deles incluem:

• Dado que o PTFE é naturalmente antiaderente, é muito difícil colá-lo.
• É corrosivo e altamente propenso a vapores tóxicos.
• Sensibilidade à abrasão e à fluência.
• Possui baixa resistência à radiação.

Propriedades do material PTFE

Atualmente, o Teflon é um dos poucos materiais de engenharia com propriedades mecânicas, físicas e químicas superiores.

Portanto, mesmo ao escolher o material PTFE, é importante considerar o seguinte:

Propriedades Mecânicas

• Módulo de Tração de 50 MPa
• 300% – 550% Alongamento na Ruptura
• Coeficiente de atrito 0,300
• 0 dureza máxima Rockwell R
• Resistência ao escoamento à flexão de 2 MPa

Propriedades físicas

• É um material naturalmente macio.
• Podem ser adicionados enchimentos para garantir que sua dureza seja aumentada.
• O teflon vazio não absorve água. No entanto, quando preenchido, consegue absorver uma pequena quantidade de umidade. 0,100% de porcentagem de absorção de água.
• O Teflon vem com uma densidade entre 2,1 e 2,3 g/cm³
• Velocidade de fusão entre 1 e 10 GPa por segundo.
• 18 Dynes/g de Energia de Superfície

Propriedades Químicas

• Boas características quimicamente inertes.
• Possui boas características de resistência à temperatura.
• Boas capacidades de resistência ao calor.

Propriedades térmicas

• O Teflon tem uma estabilidade térmica elevada abaixo de 440°C, sem degradação aparente.
• Temperatura de fusão de 317 – 337°C
• Seu ponto de fusão é de 327°C.

Propriedades elétricas

• Ideal para fins de isolamento elétrico.
• Rigidez dielétrica -19,7 KV/mm
• Sua constante dielétrica é 2,0

Mais recursos:

• Propriedades do PTFE – Fonte: HANSA
• Faixa de temperatura do PTFE – Fonte: HANSA

Processo de fabricação de PTFE

 

O processo de fabricação de Teflon é muito simples quando as informações corretas são obtidas. Abaixo, um guia passo a passo sobre este processo:

Etapa 1 – Adquirir Matérias-Primas

Para que a fabricação de PTFE comece, você precisará de fluorita, água, clorofórmio e ácido fluorídrico.

Etapa 2 – Aquecimento da matéria-prima

Reunimos todas as matérias-primas e as aquecemos sob temperaturas mais altas, como a pirólise. O resultado final está principalmente na forma gasosa e, em seguida, é transformado em líquido. Isso ocorre sob pressão muito alta e em baixas temperaturas.

Etapa 3 – Encha a Câmara de Reação

Encha as câmaras de reação com água limpa e produtos químicos iniciadores. Adicione também o líquido obtido do aquecimento da matéria-prima à câmara. Imediatamente após o contato do Teflon líquido com o iniciador, a polimerização inicia-se e os grãos sólidos se formam. Esses grãos permanecem na superfície da água.

Etapa 4 – Drenagem de água

Quando o peso ideal de Teflon for atingido, o processo de polimerização cessará automaticamente. Ao parar, a água será drenada da câmara de reação.

Etapa 5 – Secagem e Pulverização do Teflon

O restante dos grãos de Teflon são secos e depois pulverizados usando um moinho.

Etapa 7 – PTFE formado

Para obter uma secagem perfeita, pode-se usar um forno. É necessário um aquecimento acima de 360 °C para garantir que o Teflon seja moldado em formas únicas. Usar um forno é a melhor opção para obter resultados de secagem perfeitos. Durante esse tempo, o produto se transforma em um gel e o Teflon é formado.

Mais recursos:

• Fabricação de PTFE – Fonte: HANSA
• Como é feito o Teflon – Fonte: HPM

Usinagem e fabricação de PTFE

Existem muitas maneiras de transformar materiais de PTFE em produtos úteis. A melhor parte é que usinar PTFE é muito fácil.

Por exemplo, algumas formas de usinagem e fabricação incluem:

Corte de PTFE – puncionamento, corte e vinco, perfuração, etc.

Juntando PTFE – soldagem de material PTFE, uso de fixadores, dobra, etc.

Processo de formação – A moldagem por compressão de PTFE é uma forma popular de fabricar muitas peças.

Lembre-se de que a moldagem por injeção de PTFE é praticamente impossível. Isso ocorre porque ele dificilmente fluirá acima do ponto de fusão. Portanto, exigirá uma técnica de processamento especial.

Além disso, a usinagem CNC de PTFE é uma técnica de processamento popular. É possível fabricar diversas peças de PTFE personalizadas. Entre os principais processos na usinagem CNC estão:

• Fresamento CNC PTFE
• Torneamento CNC PTFE
• Perfuração CNC PTFE

Novamente, mesmo ao usinar PFTE, você deve prestar atenção às seguintes variáveis principais:

• Alcançar tolerâncias rigorosas pode ser trabalhoso devido à fluência da tensão. Outra variável que pode dificultar esse processo é o alto coeficiente de expansão.
• A natureza macia aumenta a possibilidade de vibração da ferramenta.
• Pressão extrema pode causar deformação da peça de PTFE
• O alto calor gerado durante o processo de usinagem dificulta a produção de seções desbalanceadas

Geralmente, uma ferramenta de metal duro é adequada para usinagem de PTFE.

Mais recursos:

• Moldagem por compressão PTFE – Fonte: PTi
• Usinagem de Teflon – Fonte: WayKen

PTFE melhorado ou reforçado

O Teflon reforçado é importante porque auxilia na formação de películas de barreira. Essas películas dificultam a aderência dos materiais aos tecidos revestidos. Ele possui propriedades de durabilidade muito estáveis e também é acessível.

Razões pelas quais enchimentos são adicionados ao PTFE

• Os enchimentos ajudam a melhorar as propriedades de temperatura do PTFE.
• Suas propriedades químicas dependerão do tipo de enchimento utilizado.
• A porosidade do PTFE (propriedades elétricas) é melhorada com esses aditivos.
• Melhora a resistência à fluência.

Diferentes graus/tipos de enchimento de PTFE

O uso de fibras de vidro é muito famoso no reforço de Teflon. Além das fibras de vidro usadas no reforço de PTFE, existem diferentes tipos de Teflon, com destaque para o PTFE virgem.

Impacto que os diferentes enchimentos têm no material PTFE

PTFE virgem

Este tipo de grade é aquele que não contém enchimentos. Portanto, é Teflon sem enchimentos. Algumas de suas propriedades únicas incluem:

• Altamente seguro e higiênico.
• Sua resistência química é boa.
• Vem com as melhores propriedades elétricas.
• Boas características de flexão.
• Possui estabilidade térmica excepcional.

Algumas de suas aplicações exclusivas são juntas, contato e medicina, alimentos, foles, consumo humano, etc.

PTFE com enchimento de fibra de vidro

Quando o vidro é adicionado ao PTFE, ele se torna mais durável e resistente. Isso também reduz sua flexibilidade e sua tendência à fluência. Algumas propriedades únicas incluem:

• Possui altíssima resistência à compressão.
• Boa resistência química.
• Maior resistência ao desgaste sob carga.
• Este tipo de PTFE é altamente abrasivo do que o PTFE virgem.

Algumas aplicações sob esta classe incluem almofadas de apoio de pontes, almofadas de suporte de tubos, peças de válvulas de esfera, etc.

PTFE com enchimento de carbono

O carbono adicionado ao PTFE melhora sua resistência à compressão. Isso torna o PTFE altamente resistente ao desgaste. Também reduz a deformação.

• Possui altíssima resistência à compressão.
• Possui altos níveis de resistência química.

Algumas de suas aplicações são em anéis de pistão e em cilindros de compressores de ar.

PTFE com enchimento de grafite

Quando adicionado ao PTFE, o grafite proporciona benefícios muito semelhantes aos do carbono. No entanto, o teflon com grafite não apresenta o mesmo alto nível de resistência ao desgaste.

• Maior resistência ao atrito.
• Melhor condutividade elétrica.

Podem ser usados como eixos, rolamentos, etc.

PTFE com enchimento de bronze

A adição de bronze ao Teflon traz os seguintes benefícios:

• Resistência ao desgaste aprimorada
• Melhor condutividade térmica é gerada.
• Torna-se mais resistente à pressão.
• É capaz de resistir mais à fluência.
• Boa condutividade térmica.

Algumas aplicações comuns desse tipo de PTFE incluem buchas, rolamentos, anéis de pistão, etc.

Teflon preenchido com aço inoxidável

Quando o aço inoxidável é adicionado ao PTFE, suas características são aprimoradas das seguintes maneiras:

• Alta resistência ao desgaste
• Possui melhor resistência química em comparação aos tipos preenchidos com bronze.

Eles são usados na fabricação de peças ou componentes utilizados em ambientes de vapor.

Teflon de enchimento de cálcio

O fluoreto de cálcio é mais indicado para ser adicionado ao Teflon quando sua aplicação exigir contato com produtos químicos como álcalis fortes e ácido fluorídrico. São usados principalmente em aplicações eletrônicas ou elétricas, automotivas, etc.

MoS₂ Teflon preenchido

Este enchimento é usado para aumentar as propriedades antifricção do Teflon, pois possui um efeito lubrificante. Também é usado com bronze e vidro. Outros enchimentos adicionados ao PTFE incluem poliimida, mica, alumina, etc.

Existem formulários de material PTFE

Você pode obter material PTFE em muitas formas e configurações, dependendo de seus requisitos e especificações exclusivos.

Folhas de PTFE

 

Essas chapas estão disponíveis em diferentes tamanhos. Portanto, de acordo com suas necessidades, você pode escolher entre 8 mm e 50 mm de espessura. Elas têm aparência plana e são finas. No entanto, sua largura também pode ser ajustada de acordo com suas necessidades.

Hastes de PTFE

Essas hastes são redondas e longas. Elas vêm em tamanhos diferentes. Isso significa que você precisará comprar de acordo com suas necessidades. Você as encontrará com espessuras que variam de 4 mm a 120 mm de diâmetro. Além disso, os comprimentos podem variar.

Pó de PTFE

O pó de teflon geralmente vem em cores diferentes, sendo o branco a cor predominante. É vendido em embalagens exclusivas com quantidades variadas.

Dispersões de PTFE

Dispersões de Teflon são projetadas para liberar revestimentos e impregnar meios. Geralmente, são produzidas na forma líquida.

Tecido PTFE/Embalagem de PTFE

 

Os tecidos de PTFE são geralmente projetados para vir em diferentes níveis de espessura, com ou sem versos autoadesivos, superfícies quebradiças ou lisas, cores diferentes, etc.

Eles são trançados com filamentos de PTFE, formando selantes fortes e duráveis.

Comparando PTFE com outros materiais

Material PFA vs PTFE

Propriedades	PFA	PTFE
Nomes Sintéticos	Perfluoroalcoxi	Politetrafluoroetileno
Marcas	Teflon PFA	Teflon
Ponto de fusão	575 – 590 °F / 300 – 310 °C	327°C
Resistência à tracção	4060 – 4500 psi	1.500 – 3.000 psi
Resistência às intempéries	Excelente	Excelente
Aplicações	Não é mais utilizado na indústria de utensílios de cozinha na área de revestimento. Algumas aplicações incluem trocadores de calor, tubos de PFA médicos, revestimentos de tambores, etc.	Muito famoso na indústria de utensílios de cozinha devido ao seu uso no revestimento de panelas e frigideiras, etc. Outras aplicações incluem vedações, peças de bombas, etc.
Estrutura	Dois átomos de carbono ligados como um só através de átomos de oxigênio, com todos os átomos de carbono completamente fluorados.	Apenas átomos de flúor e carbono

 

Material ETFE vs PTFE

Propriedades	ETFE	PTFE
Nomes Sintéticos	Etilenotetrafluoroetileno	Politetrafluoroetileno
Estrutura	Feito de flúor, carbono e hidrogênio.	Feito de átomos de flúor e carbono.
Aplicações	Mais utilizado na construção de estruturas de armação.	Usado para aplicações de cabo e 5G.
Ponto de fusão	225 – 270 °C	327°C
Resistência à tracção	5500 – 7000 psi	1.500 – 3.000 psi

 

Material FEP vs PTFE

Propriedades	FEP	PTFE
Nome sintético	Copolímero de etileno propileno fluorado	Politetrafluoroetileno
Ponto de fusão	Bem alto	Bastante baixo (cerca de 40° mais baixo)
Fatores de Dissipação	Mais de 6 vezes maior em comparação ao PTFE	Bem baixo
Flexibilidade	Bastante flexível	Bastante baixa em flexibilidade
Aplicações	Algumas aplicações de revestimento que têm a ver com exposição a detergentes, etc.	Ideal na produção ou fabricação de tubos e recipientes, etc.

 

Graus de materiais de PTFE

Além do PTFE de enchimento, o material está disponível em diferentes graus, dependendo das necessidades específicas do usuário. Você pode escolher:

Material PTFE de grau alimentício

O material PTFE é aprovado ou aprovado pela FDA para grau alimentício. Portanto, pode ser usado no revestimento de utensílios de cozinha, processamento de alimentos e muito mais. Seu baixo coeficiente de atrito o torna perfeito para outras aplicações, como buchas, rolamentos, etc.

Material PTFE de grau mecânico

É verdade que este material não possui propriedades que superem o PTFE virgem. No entanto, possui um coeficiente de atrito bastante baixo, o que o torna ideal para componentes de alto desempenho, peças mecânicas, etc.

Material de revestimento de PTFE

Os materiais de revestimento de Teflon suportam facilmente produtos químicos agressivos e condições de alta temperatura. Seus revestimentos industriais oferecem temperaturas de operação altíssimas (260 °C) e também um coeficiente de atrito muito baixo.

Material composto de PTFE

Algumas de suas propriedades que você precisa observar estão abaixo:

• Resistente a produtos químicos.
• Autolubrificante.
• Absorve umidade.
• Estabilidade térmica.
• Alta resistência mecânica.
• Resiste à contaminação.
• Isolamento elétrico

Material de junta de PTFE expandido

O material PTFE expandido tem propriedades únicas que o tornam a escolha perfeita para muitos requisitos de aplicação.

Alguns recursos exclusivos incluem:

• O material da junta de ePTFE é muito macio e flexível em comparação com as juntas de PTFE em folha. Portanto, adapta-se facilmente a superfícies ásperas e irregulares.
• Este material é fácil de comprimir. Graças a isso, a fluência e o fluxo a frio são facilmente reduzidos.
• Você também pode encontrar PTFE expandido em rolos como selantes de juntas.
• Boa resistência química.
• É capaz de trabalhar em temperaturas de +260°C.
• Não é corrosivo, não molha e não tem cheiro.

Uso de Material de Politetrafluoroetileno

Isolamento de PTFE

Usado aqui para fazer cabos isolantes, fios, etc. Isso se deve às suas propriedades de suportar os mais altos níveis de temperatura, boa rigidez dielétrica e também resistir a produtos químicos.

Junta de PTFE

Essas juntas, quando utilizadas, proporcionam bom isolamento térmico e são capazes de resistir a produtos químicos corrosivos ou nocivos. São utilizadas em equipamentos que manipulam produtos químicos e petroquímicos.

Tubos e conexões de PTFE

São ideais para a fabricação de anéis de compressores, buchas e muito mais, pois são quimicamente inertes, estáveis, possuem alta rigidez dielétrica e têm a faixa de temperatura ideal de até +260 °C.

Rolamentos de PTFE

Existem diferentes tipos de rolamentos, como rolamentos deslizantes, rolamentos de luva, rolamentos de esferas, rolamentos de almofada, rolamentos lineares, rolamentos axiais, etc. Esses rolamentos são mais utilizados em aplicações com altas cargas e velocidades limitadas. A vantagem desses rolamentos é que não exigem manutenção.

Selos de PTFE

Estes são principalmente selantes. Algumas aplicações que requerem o uso destes selantes são compressores, selos mecânicos, equipamentos de campos petrolíferos, sistemas de freio, motores de aeronaves, etc. Há o selo de eixo, anel de vedação, retentor de óleo, fita de vedação, etc.

Panelas de PTFE

Utensílios de cozinha antiaderentes, como panelas, frigideiras e outros, são geralmente revestidos com PTFE. Isso evita que os alimentos grudem na panela. Também facilita o preparo dos alimentos. É aprovado pela FDA e seguro.

Lubrificante PTFE

É um lubrificante de filme exclusivo, usado como graxa ou óleo para reduzir o atrito entre duas superfícies. Também é usado para revestir itens como utensílios de cozinha e para lubrificar fechaduras, dobradiças, corrediças, etc. Também é conhecido como lubrificante PTFE.

Válvulas de PTFE

Devido às boas propriedades do PTFE, seu uso na fabricação de válvulas industriais é famoso. Ele é capaz de resistir a produtos químicos corrosivos e é quimicamente inerte. Você encontrará no mercado válvulas de retenção químicas, válvulas de esfera, sedes de válvula, válvulas de controle, válvulas de diafragma, válvulas borboleta revestidas de PTFE, etc.

Peças de máquinas de PTFE

Essas peças são utilizadas principalmente para fins industriais. Geralmente, elas vêm com diferentes componentes usados para atender a necessidades específicas no mundo da manufatura. Algumas dessas peças incluem válvulas, sedes de válvula, válvulas de retenção, corpo de válvula, buchas, etc.

Anel guia de PTFE

Este componente foi projetado para garantir que o contato metal-metal entre os cilindros e o pistão não ocorra durante o processo de deslizamento. São muito fáceis de montar e resistentes ao desgaste.

Anel de vedação de PTFE

Quando o PTFE é usado em anéis de vedação, eles apresentam características excepcionais, como a capacidade de resistir a todos os produtos químicos e fluidos em temperaturas de até +260 °C. Esses componentes são usados principalmente nas indústrias farmacêutica, química e de engenharia médica.

Outros produtos relacionados incluem arruela de PTFE,

Buchas de PTFE

Essas buchas são usadas em várias aplicações, como rolamentos de eixo, assentos de válvulas, carcaças de bombas, juntas, etc. Elas são perfeitas para aplicações na indústria química e outras indústrias que exigem os melhores recursos de resistência à corrosão.

Material de PCB PTFE

Materiais de PCB feitos com revestimentos ou materiais de PTFE são muito comuns no caso de laminados de PCB. Isso se deve à sua capacidade de oferecer propriedades dielétricas constantes. Também é conhecido como placa de circuito impresso de PTFE.

Material de cobertura de PTFE

Também conhecido como membrana revestida de PTFE, esse material é uma membrana de fibra de vidro trançada com alto nível de durabilidade, resistente às intempéries e muito sustentável para fins de cobertura.

Material da fita PTFE

Esta fita é única e versátil. É usada para vedar gás, água e ar, garantindo que não haja vazamentos através de suas conexões roscadas. Isso é mais necessário em tubulações com alto nível de pressão. Existem alguns tipos de fitas de PTFE projetados para atender a necessidades específicas.

Diferentes indústrias que utilizam material PTFE

Diferentes indústrias ao redor do mundo utilizam materiais de PTFE em suas diferentes formas para alcançar os melhores resultados em suas diversas áreas de produção. Alguns setores onde as aplicações de PTFE prosperam incluem:

• Indústria de computadores – usada para fabricar mouses para jogos.
• Indústria aeroespacial – ideal para engrenagens, buchas, vedações, etc.
• Indústria industrial – encontrada em roupas para atividades ao ar livre, juntas, lubrificantes.
• Indústria de utensílios de cozinha – usado no revestimento de panelas e frigideiras antiaderentes.
• Indústria de vestuário – Utilizado para fazer roupas.
• Indústria médica – Para fabricação de equipamentos ou dispositivos de coleta de urina, membranas de filtragem para administração de medicamentos, tubos, tês, espaçadores, etc.
• Indústria de segurança – usado para equipamentos de combate a incêndio.
• Indústria de bens de consumo – Cordas de violão.
• Indústria da construção civil – isoladores, instalações elétricas, batentes deslizantes, suportes de carga, etc.
• Indústria química – válvulas, tubos, mangueiras, anéis de vedação, etc.

Perguntas frequentes rápidas

1. PTFE é Teflon?

Sim. São a mesma coisa. Teflon é a marca registrada do PTFE.

2. O PTFE é aprovado pela FDA?

Sim. O politetrafluoretileno virgem é aprovado pela Food and Drugs Authority – FDA.

3. O PTFE é plástico ou borracha?

Não é nem plástico nem borracha.

4. Como o PTFE e o PVC se comparam?

Embora ambos os materiais tenham as melhores características de desgaste e durabilidade, o PTFE tem uma vida útil mais longa e consegue manter sua cor e desempenho por mais tempo.

Conclusão

A característica do material PTFE de ser antiaderente e facilmente usinável o torna um dos materiais famosos usados em diversas aplicações.

No que diz respeito às suas limitações, a adição de enchimentos pode resolver a maioria delas. Ou seja, você pode se beneficiar de seu uso de diversas maneiras.

Para todos os seus materiais de PTFE, entre em contato conosco agora.