Fluoropolymère

Un fluoropolymère ou polymère fluoré est un polymère dont le motif de répétition est un fluorocarbure, et qui comprend donc de multiples liaisons carbone-fluor fortes. Les fluoropolymères sont en général caractérisés par une grande résistance aux solvants, acides et bases.

Histoire

Les fluoropolymères furent découverts accidentellement en 1938 par le Dr Roy Plunkett alors qu'il polymérisait du tétrafluoroéthylène pour former du polytétrafluoroéthylène (PTFE, plus connu sous la marque Téflon de DuPont).

Monomères

Ces différents monomères peuvent être utilisés pour synthétiser des fluoropolymères :

Exemples

FluoropolymèreNoms commerciauxMonomère(s)Point de fusion
Poly(fluorure de vinyle) (PVF)Tedlar de DuPontVF1200 °C
Poly(fluorure de vinylidène) (PVDF)Kynar d'Arkema, Solef et Hylar de Solvay Solexis, Dyflor et ForaflonVF2175 °C
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)Téflon de DuPont, Algoflon et Polymist de Solvay Solexis, Hostalen, Hostaflon et FluonTFE327 à 342 °C
Polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE)Aclon, Fluon, Halon, Hostaflon, Kel-F, Neoflon, Plaskon, Voltalef[1]CTFE213 °C
Perfluoroalkoxy (PFA)Téflon de DuPont, Hyflon de Solvay SolexisPPVE + TFE305 °C
Éthylène propylène fluoré (FEP)Téflon de DuPontHFP + TFE274 à 295 °C
Éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE)Tefzel de DuPont, Fluon d'Asahi GlassTFE + E265 °C
Polyéthylènechlorotrifluoroéthylène (ECTFE)Halar de Solvay SolexisCTFE + E240 à 247 °C
Perfluoropolyéther (PFPE)Fomblin et Galden de Solvay Solexis
Perfluorosulfonique acide (PFSA)Nafion de DuPont
Perfluoropolyoxétane
Fluoroélastomères

Propriétés

Les fluorpolymères peuvent être soit thermodurcissables soit thermoplastiques. Ils peuvent être homopolymères ou copolymères (ex. : éthylène tétrafluoroéthylène).

Les fluoropolymères partagent les propriétés des fluorocarbures, notamment le fait qu'ils ne sont pas aussi sensibles aux forces de van der Waals que les hydrocarbures. Ceci participe à leur propriétés anti-adhérentes et réductrices de friction. Ils sont aussi stables en raison de la stabilité qu'apportent les multiples liaisons carbone-fluor au composé. Cette stabilité est thermique (thermostabilité), aux ultraviolets et à un grand nombre de produits chimiques (inertie chimique). Ils sont hydrophobes et oléophobes et ont un faible indice de réfraction.

Le tableau suivant liste les principales propriétés des principaux fluoropolymères[2],[3] :

PropriétéMéthode ASTMUnitéPTFEFEPPFAETFEECTFEPCTFEPVDF
Masse volumiqueD792g/cm32,172,12 - 2,172,12, - 2,171,73 -1,741,71,71,78
Indice de réfraction-1,341,34 - 1,3451,4
Limite d'élasticitéD638MPa17232748484254
Allongement à la ruptureD638%200-500250-350300200-500200-30080-25020-150
Module de YoungD638kPa6005007001 5001 6501 5002 400
DuretéD2240Shore D60576275759079
Température de fléchissement sous charge (HDT) à 455 kPaD648°C1207073104115120150
Température de fléchissement sous charge à 1 820 kPaD648°C5054487176-115
Température de fusion°C256 - 260310260 - 267
Température de service continu°C-200 à +260-200 à +205-200 à +155
Indice limite d'oxygèneD2863%>95>95>9530-36
Constante diélectriqueD150MHz2,12,12,12,6

Applications

  • Matériau très utilisé dans les panneaux solaires photovoltaïques pour sa résistance à la chaleur (point de fusion élevé) et sa transparence. Il sert au niveau de la mise en position des cellules et des feuilles de EVA. Sa conductivité électrique permet d'isoler toute la structure de la carcasse du panneau.

Notes et références

  1. « PCTFE / PTFCE (polychlorotrifluoroethylene) », sur plastiques-nobles.com (consulté le 15 février 2020)
  2. « Typical Properties of Fluoropolymers », Fluorotherm (consulté le 9 avril 2014)
  3. Marc Carrega, « Aide-mémoire - Matières plastiques », coll. Aide-Mémoire, Dunod/L'Usine nouvelle, 2009, 2e éd., 256 p.

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe

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