La notevole resistenza chimica del Teflon deriva dalla sua struttura molecolare unica, soprattutto dai forti legami carbonio-fluoro e dall'effetto schermante degli atomi di fluoro.Questo lo rende inerte alla maggior parte degli acidi, delle basi e dei solventi, anche se ha dei limiti con sostanze chimiche estreme come l'acido fluoridrico o i metalli alcalini fusi.La sua stabilità in condizioni difficili lo rende prezioso per le apparecchiature di laboratorio e le applicazioni industriali in cui è necessario evitare la contaminazione o la reattività.
Punti chiave spiegati:
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Struttura molecolare del politetrafluoroetilene teflon
- Composto da lunghe catene di carbonio circondate da atomi di fluoro, che creano uno "scudo" denso che respinge le altre molecole.
- I legami carbonio-fluoro sono tra i più forti della chimica organica (485 kJ/mol) e resistono alla rottura da parte della maggior parte delle sostanze chimiche.
- La copertura simmetrica del fluoro impedisce la formazione di siti reattivi, a differenza dei polimeri con atomi di idrogeno (ad esempio, il polietilene).
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Inerzia alle sostanze chimiche più comuni
- Acidi/Basi:Resiste all'acido solforico concentrato, all'acido nitrico e all'idrossido di sodio grazie alla schermatura al fluoro non reattiva.
- Solventi:Nessun solvente industriale conosciuto scioglie il PTFE a temperatura ambiente, a differenza delle gomme che si gonfiano con gli idrocarburi.
- Eccezioni:Si degrada nell'acido fluoridrico (HF), che attacca la spina dorsale di carbonio, e nei metalli alcalini fusi che eliminano gli atomi di fluoro.
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Limiti di temperatura e meccanici
- Stabile fino a 260°C (variante PFA), ma l'esposizione prolungata a temperature superiori a 200°C (FEP) può causare una graduale decomposizione.
- Il flusso a freddo (creep) sotto pressione prolungata può compromettere le guarnizioni, anche se si tratta di una limitazione fisica, non chimica.
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Applicazioni industriali e di laboratorio
- Tubi/valvole:Da preferire per il trasporto di sostanze chimiche corrosive (ad esempio, cloro gassoso) dove i metalli si corrodono.
- Articoli da laboratorio:Utilizzati in barre di agitazione, rivestimenti di matracci e parti di siringhe per prevenire la contaminazione del campione o dei sottoprodotti di reazione.
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Scambi con prodotti chimici speciali
- Vulnerabile agli agenti fluoruranti (ad esempio, il trifluoruro di cloro) che "sovra-fluorurano" la struttura, rompendo i legami.
- I chetoni e le ammine possono causare una lenta degradazione superficiale, limitando l'uso in alcuni processi farmaceutici.
Per gli acquirenti, la resistenza del Teflon giustifica il suo costo più elevato in ambienti corrosivi, ma per temperature estreme o sollecitazioni meccaniche possono essere necessarie alternative come il PEEK.Verificare sempre le tabelle di compatibilità per le esposizioni chimiche specifiche.
Tabella riassuntiva:
| Caratteristica chiave | Spiegazione |
|---|---|
| Legami carbonio-fluoro | Estremamente forti (485 kJ/mol), resistono agli attacchi chimici. |
| Schermatura al fluoro | La densa copertura di fluoro impedisce la formazione di siti reattivi. |
| Resistenza agli acidi e alle basi | Inerte all'acido solforico concentrato, all'acido nitrico e all'idrossido di sodio. |
| Immunità ai solventi | Nessun solvente industriale scioglie il PTFE a temperatura ambiente. |
| Limiti di temperatura | Stabile fino a 260°C (variante PFA), ma si degrada oltre i 200°C (FEP). |
| Eccezioni | Vulnerabile all'acido fluoridrico (HF) e ai metalli alcalini fusi. |
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