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RÉSUMÉ
La substitution par le fluor de l'hydrogène présent dans les chaînes macromoléculaires améliore les performances du matériau résultant. Toutefois l'utilisation des polymères fluorés reste encore limitée à des applications particulières dans des milieux hostiles. Cet article détaille les propriétés et les méthodes d'obtention des polymères fluorés existants au stade industriel ou semi-industriel. Cela concerne donc les les matières plastiques fluorées et les élastomères fluorés.
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Jean-François BONNET : Agent commercial, Kureha
INTRODUCTION
Mise à jour de l’article de Claude TOURNUT (Atochem) paru en mai 1990.
Les polymères fluorés forment une classe bien à part dans le large éventail de composés macromoléculaires que l’industrie met à la disposition des utilisateurs. D’une manière générale, la substitution par le fluor des atomes d’hydrogène présents dans une chaîne macromoléculaire améliore la tenue thermique et la résistance chimique, retarde ou inhibe la propagation des flammes, abaisse la tension superficielle critique et exalte les caractéristiques diélectriques. L’effet est naturellement d’autant plus marqué que le taux de substitution de l’hydrogène par le fluor est plus élevé et il atteint son maximum pour les polymères qui ne contiennent plus que du carbone et du fluor. Les polymères fluorés sont des « spécialités » fabriquées à échelle relativement modeste et réservées à des applications dans des milieux qui détruisent ou dégradent les autres polymères, ou bien utilisées en raison de certaines de leurs propriétés exceptionnelles.
Dans la suite, nous nous limiterons à l’étude des polymères fluorés fabriqués au stade industriel ou semi-industriel, c’est-à-dire les matières plastiques fluorées et les élastomères fluorés.
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1. Poly(tétrafluoréthylène) ou PTFE
1.1 Préparation
1.1.1 Synthèse et propriétés du monomère
La méthode industrielle la plus courante pour la synthèse du tétrafluoréthylène est la pyrolyse du chlorodifluorométhane, CHClF2, à des températures de 650 à 800 ˚C. La réaction s’écrit :
Le tétrafluoréthylène, qui bout à − 76,3 ˚C sous pression atmosphérique, est capable, dans certaines conditions, d’exploser avec violence en absence d’air en donnant du carbone et du tétrafluorure de carbone. L’énergie libérée par cette explosion est comparable à celle fournie par la poudre noire. C2F4 n’explose pas à la pression atmosphérique, mais les risques augmentent rapidement lorsqu’on le comprime et surtout lorsqu’on le liquéfie.
En plus de sa décomposition spontanée, C2F4 est capable de brûler dans l’air, donnant du dioxyde de carbone et du tétrafluorure de carbone. Ses limites d’inflammabilité dans l’air à pression atmosphérique et à température ambiante sont de 14 à 43 % en volume.
Par ailleurs, C2F4 peut réagir avec l’oxygène, même à la température de l’azote liquide, pour former l’époxyde :
appelé oxyde de tétrafluoréthylène, lui-même explosif au choc.
Le point critique de C2F4 se situe à 33,3 ˚C et 3,94 MPa (39,4 bar). Le monomère pur est très peu toxique.
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ANNEXES
-
1 Données statistiques et économiques
-
2 Références bibliographiques
-
3 À lire également dans nos bases
- 4 Normes
-
5 Événements
-
6 Annuaire
- 6.1 Constructeurs - Fournisseurs - Distributeurs (liste non exhaustive)
- 6.2 PTFE
- 6.3 FEP
- 6.4 PFA
- 6.5 PCTFE
- 6.6 PVDF
- 6.7 ETFE
- 6.8 ECTFE
- 6.9 Copolymères CTFE/éthers vinyliques
- 6.10 Membranes perfluorées
- 6.11 Huiles de polyéthers perfluorés
- 6.12 Élastomères fluorés
- 6.13 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 6.14 Documentation - Formation - Séminaires (liste non exhaustive)
- 6.15 Laboratoires...
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