Le PTFE, un plastique remarquable pour les applications industrielles
Depuis sa découverte il y a plus de 80 ans, le PTFE, acronyme de poly-tétrafluoroéthylène, est un matériau utilisé dans un nombre croissant d’applications industrielles. Ses propriétés remarquables en font un polymère de choix pour une grande diversité de produits.
Le PTFE est la référence historique des plastiques hautes performances
Découvert en 1938, le PTFE est le plus ancien et le plus courant des fluoropolymères, ces polymères avec de fortes liaisons carbone-fluor (CF). Ces liaisons CF, en lieu et place des liaisons carbone-hydrogène (CH) qui forment les plastiques les plus courants, sont au cœur de ses performances. Ils offrent l’une des structures les plus stables au PTFE.
Avec l’apparition du PTFE a commencé l’utilisation de plastiques à hautes performances, avec des caractéristiques que la plupart des matériaux, et en particulier les thermoplastiques techniques, ne peuvent pas atteindre. Les performances les plus connues qui distinguent le PTFE sont les propriétés de faible friction et la résistance aux températures élevées. Mais il offre aussi des caractéristiques uniques d’inertie, de résistance chimique, d’isolation, etc… la liste est en fait très longue. Avec les bonnes charges, on peut aussi compenser, pour les usages les plus exigeants, les caractéristiques les moins bonnes comme la résistance à l’usure ou la résistance mécanique.
Propriétés du PTFE
Ce ne sont pas les seuls atouts de ce polymère fluoré. En effet, le poids moléculaire élevé et la structure solide confèrent au PTFE un ensemble de caractéristiques chimiques exceptionnelles.
- Résistance à la corrosion chimique extrêmement large
- non toxique
- inertie chimique
- ininflammable : le PTFE est remarquable par sa résistance à la flamme. Il est classé comme matériau ininflammable dans l’air selon les procédures de test ASTM D635 et D470.
- très hydrophobe
- résistance à l’humidité et aux UV
APPROBATION DE LA FDA
Toutes les matières premières premium 3P sont conformes aux réglementations de la FDA.
Le PTFE est également bien connu pour ses propriétés électriques, qui en font un matériau usuel dans les applications de haute tension ou de haute fréquence et la transmission de données.
- excellentes propriétés diélectriques (indépendantes de la fréquence et de la température)
- excellente résistance à la traction à basse température
Le PTFE est bien connu pour sa faible friction. Le PTFE a le plus faible coefficient de frottement des solides et le plus bas parmi les plastiques. Il offre de nombreuses autres bonnes caractéristiques mécaniques qui le rendent idéal dans de nombreux environnements difficiles.
- très faible coefficient de frottement
- propriétés antiadhésives
- excellente résistance à la fatigue, en particulier dans les applications impliquant des flexions ou des vibrations
- propriétés anti-âge
- large plage d’utilisation de température : -200°C à +260°C
Composés PTFE standard et personnalisés
Une combinaison appropriée de charges, c’est-à-dire de composants ajoutés dans la matrice polymère, améliorera encore les facteurs suivants :
- résistance au fluage
- résistance à l’usure
- conductivité thermique
- conductivité électrique
- résistance à l’arc électrique
- stabilité dimensionnelle
- dureté
En règle générale, la plupart des propriétés, et en particulier la résistance à la traction, chutent fortement avec le pourcentage de charge incorporée. Il faut donc soigneusement choisir la ou les charges et leur quantité pour aboutir au bon matériau pour une application donnée.
Lorsque les pièces doivent conserver un certain degré d’élasticité, le compound utilisé sera généralement faible en charge. Au contraire, s’il y a un problème de frottement sous charge, une forte quantité de charge sera préférée.
Les charges courantes sont
- 15% de fibre de verre (15GF)
- 25% de fibre de verre (25GF)
- 15% Graphite (15GR)
- 25% de carbone (25CAR)
- 40% Bronze (40BR)
- 60% Bronze (60BR)
Pour les applications spécifiques où les charges standard ne remplissent pas les critères de performance, d’autres compounds peuvent être réalisés sur demande. Des charges spécifiques peuvent être choisies parmi une large gamme de charges minérales, inorganiques, organiques ou métalliques. La forme, la taille et la répartition de ces composants au sein de la matrice PTFE ont un impact considérable sur les performances. Une connaissance fine des charges est donc nécessaire pour prédire les différences de propriétés entre des composés similaires.
Par conséquent, une solide connaissance des charges et la production à grande échelle de tels compounds sont importants pour pouvoir répondre à des développements spécifiques.
Gamme de PTFE
Le PTFE fait partie de la famille des thermoplastiques. Il présente cependant une grande différence avec la plupart des thermoplastiques hautes performances et des thermoplastiques techniques : il ne peut pas être traité à l’état fondu.
Cela signifie que la plupart des produits en PTFE nécessitent un processus (et un savoir-faire) différent de ceux courants dans l’industrie des plastiques. Malgré cette particularité, le PTFE se retrouve parmi les produits finis les plus courants sous forme de tubes, rubans et films, pièces usinées. Surtout l’usinage du PTFE permet la réalisation des pièces les plus complexes.
