Dr. Roy Plunkett, tânarul chimist de la DuPont, a descoperit din întâmplare un material excepţional in timp ce făcea experimente cu agenţi frigorifici (refrigeranţi). PTFE (PoliTetraFluoroEtilenă), acest material extraordinar, antiaderent universal, este rezistent la căldura şi agenţi chimici, mai târziu a fost denumit Teflon®. Teflon® este o marcă inregistrată, folosită numai de DuPont.
Dr. Roy Plunkett a documentat descoperirea sa în agenda lui la data de 4 aprilie 1938.
Descoperirea materialului:
Extras din anexa revistei Viaţă şi Ştiinţă
Autor: Dr Máthé Árpád Teflon® -ul şi întâmplarea
Dr Roy Plunkett, chimistul firmei DuPont, în aprilie 1938 în dorinţa de a prepara un nou agent frigorific a utilizat tetrafluor-etilenă (C2F4). A depozitat în câteva zeci de butelii din oţel 45 kilograme de gaz aflat în fierbere la -76 grade Celsius. Mai târziu, la deschiderea robinetelor, una din butelii părea gol….
În această butelie nu se mai afla gaz. Au îndepărtat robinetul. Sa descoperit că gazul tetrafluor-etilen sa transformat într-o pulbere albă care sa depus pe pereţi. Pentru a colecta pulberea au despicat butelia în două. După analizarea pulberii, concluzia a fost următoarea: compoziţia chimică corespunde cu cea a gazului tetrafluor-etilen. Pe timpul depozitării, independent de voinţa chimiştilor, a luat naştere poli(tetrafluor-etilen), pe scurt: PTFE.
Plunkett n-ar fi crezut că în timpul depozitării tetrafluor-etilena se poate polimeriza, deoarece, pentru a polimeriza clorura de vinil, un monomer asemănător, este nevoie de catalizator, un iniţiator care produce radicali. Polimerizarea spontană era cu atât mai surpinzătoare, cu cât cercetătorii au ales tocmai hidrocarburii de fluor-clor (freoane) pentru stabilitatea mărită a acestora. Poli(tetrafluor-etilena) a fost denumit Teflon®. Acest polimer – în mare parte compus din cristale – se plastifiază la căldură. Din gama maselor plastice acest material are cea mai mare rezistenţă la agenţi chimici: nu are dizolvant. Este rezistent la temperaturi extreme, se poate utiliza în regim permanent de la minus 269 grade Celsius la plus 260 grade Celsius. Este cea mai puţin inflamabilă dintre toate materialele plastice. Corespunde celor mai aspre cerinţe din domeniul alimentar şi medical, se poate implanta chiar şi în organisme vii.
Nu aderă la ea nicio materie, nici măcar la temperaturi înalte. De aceea putem găti şi fără grăsimi în vase acoperite cu peliculă de Teflon® . Nu se poate forma prin procedee clasice utilizate la mase plastice: densitatea ei este mai mare (2,3 grame/centrimetri-cubi), decât a celorlalte mase plastice, preţul este mult superior acestora.
Datorită posibilităţilor de utilizare speciale, în zilele noastre, anual, pe plan mondial se produc peste 50.000 tone de Teflont ® .
Teflon® -ul este produs prin polimerizarea cu radicali a tetrafluor-etilenei. Masa moleculară medie este mare (0,5–1 milliane), structura ei este 90% cristalină şi punctul ei de topire este la 341 grade Celsius. Este interesant faptul, că la acest polimer odată topit apoi răcit din nou, punctul de topire este deja 327 grade Celsius. Este stabil şi peste această temperatură, însă masa topită are vâscozitate mare, (1011 poise la 380 grade Celsius), încât nu se poate prelucra prin procedee clasice (prin extrudare sau formare prin injecţie). Materialul format din particule poroase, obţinut din reactoarele de polimerizare în suspensie, se filtrează, se usucă şi se macină în funcţie de solicitări. Granulele tipice a PTFE sunt formate din particule având diametrul de 400–800 micrometru.
Din acest material măcinat se realizează forma dorită prin presare la temperaturi joase, apoi semifabricatul se sinterizează în cuptor (la 380 grade Celsius, se tratează termic timp îndelungat, sub presiune). Astfel, din particulele primare, se obţine materialul solid, fără pori. Ulterior, acesta se poate prelucra prin metode cunoscute din industria metalelor (găurire, strunjire, frezare etc.).
Teflon®-ul în dispersie umedă se poate utiliza pentru realizarea acoperirilor, confecţionare de fire. Dispersia brută se stabilizează cu substanţe tensioactive, apoi se concentrează până la 50-60% de materie uscată. Aplicarea pe suprafaţa dorită se poate face prin diverse proceduri: suflare cu ajutorul unui gaz de propulsie, ungere cu ajutorul unui fluid, imersarea piesei sau prin aplicarea unui câmp electric, în urma acesteia se formează pelicula.
Din dispersia apoasă se poate trage fire de Teflon® . În acest procedeu dispersia se amestecă cu o masă plastică generatoare de matrice, de exemplu viscoză. Din mănunchiul de fire se îndepărtează prin încălzire polimerul auxiliar de formare de matrice, apoi firul se sinterizează, şi se întinde în continuare.