Idées fausses et faits intéressants sur le téflon

Malgré les affirmations persistantes du contraire, le téflon n’est pas apparu comme un sous-produit du programme spatial. « Téflon » est une marque déposée de polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou résine fluoropolymère. Le téflon a été découvert tout à fait par hasard par le Dr Roy Plunkett en 1938. Il est entré en vente commerciale en 1946.

Le polytétrafluoroéthylène, ou fluoroplast-4, plus connu sous la marque déposée « Teflon », est un polymère de tétrafluoroéthylène (PTFE), une matière plastique possédant des propriétés physiques et chimiques rares et largement utilisée dans l’industrie et dans la vie quotidienne.

Le mot « Téflon » est une marque déposée de la société chimique américaine Chemours, une filiale de la société DuPont.

En avril 1938, le chimiste de 27 ans Roy Plunkett de la société « Kinetic Chemicals » expérimentait avec des gaz appartenant au groupe des agents réfrigérants (comme le fréon), lorsqu’il découvrit qu’un échantillon laissé au froid s’était transformé en une substance cireuse solide de couleur blanchâtre en une nuit. Ce matériau présentait des propriétés intéressantes : non seulement sa surface était exceptionnellement glissante, mais il résistait également à presque tous les produits chimiques et solvants, y compris les acides très corrosifs.

En 1941, la société Kinetic Chemicals obtint un brevet pour le téflon, et en 1949, elle devint une filiale de la société américaine « DuPont ». La nouvelle découverte trouva rapidement des applications pratiques : d’abord dans le « Projet Manhattan » (le nom de code du programme de développement de l’arme nucléaire entre 1942 et 1946), puis dans les ustensiles de cuisine.

Personne n’a jamais pu identifier l’origine du mythe lié à l’astronautique, si ce n’est que le programme spatial « Apollo » dépendait largement du téflon, utilisé pour isoler les câbles.

Parmi les autres idées reçues sur le téflon, on trouve le mythe selon lequel les balles recouvertes de téflon traversent les gilets pare-balles bien mieux que les autres. En réalité, le revêtement de téflon a pour but de réduire l’usure de la surface interne du canon, ce qui n’a aucun rapport avec l’efficacité de la balle elle-même.

Le téflon possède en effet le coefficient de friction le plus faible parmi les matériaux solides connus, ce qui explique son efficacité en tant que revêtement antiadhésif pour les poêles à frire.

Mais si le téflon est si glissant, comment parvient-on à le faire adhérer à une poêle ? Le processus nécessite un sablage préalable, qui crée de minuscules rayures sur la surface de la poêle. Ensuite, une fine couche de téflon liquide est pulvérisée, séchée à haute température, durcie et solidifiée. Elle est ensuite recouverte d’un scellant et soumise à un nouveau traitement thermique.

Nous examinerons plus en détail les domaines d’application du téflon et son impact sur la santé.

Où utilise-t-on encore le téflon ?

Le téflon est une substance blanche, transparente en fine couche, ressemblant à de la paraffine ou du polyéthylène. Il possède une excellente résistance à la chaleur et au froid, restant flexible et élastique à des températures comprises entre −70 et +270 °C. C’est un excellent matériau isolant. Le téflon a une très faible tension superficielle et adhésion, et n’est mouillé ni par l’eau, ni par les graisses, ni par la plupart des solvants organiques.

Le fluoroplastique est un matériau mou et fluide, ce qui limite son utilisation dans les structures soumises à des charges importantes. Il possède une adhésion très faible. La société DuPont indique une température de fusion initiale pour différents types de téflon comprise entre 260 °C et 327 °C.

Le téflon est utilisé dans les industries chimique, électrique et alimentaire, pour la production de vêtements membranaires, en médecine, dans les véhicules, à des fins militaires, principalement comme revêtement. Les fluoropolymères sont surtout connus pour leur utilisation dans la production d’ustensiles de cuisine antiadhésifs. Examinons donc les principaux domaines d’application de cette substance unique.

1. Industrie alimentaire et vie quotidienne

Grâce à sa faible adhésion, à son caractère non mouillant et à sa résistance à la chaleur, le téflon est largement utilisé sous forme de revêtement antiadhésif pour la fabrication de moules d’extrusion et de moules à pâtisserie, ainsi que de poêles et casseroles.

Le téflon est également utilisé dans la production d’autres appareils ménagers. Un revêtement de téflon sous forme de film très fin est appliqué sur les lames de rasoir, ce qui prolonge considérablement leur durée de vie et facilite le rasage.

Entretien des ustensiles à revêtement téflon

Le revêtement de téflon n’est pas très résistant, c’est pourquoi il est recommandé d’utiliser uniquement des ustensiles en bois, en plastique ou recouverts de plastique pour cuisiner dans ces ustensiles (spatules, louches, etc.). Les ustensiles à revêtement téflon doivent être lavés à l’eau tiède avec une éponge douce et du liquide vaisselle, sans utiliser d’éponges abrasives ou de pâtes à récurer. Il faut également éviter de les surchauffer au-delà de 415 °C et de les utiliser sur un feu vif.

L’histoire intéressante de la marque Tefal

En 1954, l’ingénieur français Marc Grégoire découvrit une méthode pour appliquer du polytétrafluoroéthylène (téflon) sur de l’aluminium. Ainsi fut inventée la première poêle antiadhésive. Deux ans plus tard, en 1956, la société Tefal fut fondée à Sarcelles (France).

Fin 1956, la nouvelle production fabriquait 100 poêles par jour. L’invention était vendue sous le slogan « La poêle TEFAL — la première poêle qui ne colle vraiment pas ». En 1961, la demande de poêles Tefal atteignit 1 million d’unités par mois.

En 1968, Tefal devint le premier fabricant de poêles en France, avec un chiffre d’affaires de 49 millions de francs. La même année, le groupe français d’électroménager Groupe SEB conclut un accord pour acquérir Tefal. Au fil de son histoire, la société SEB a élargi la gamme de produits de la marque Tefal grâce à de nouvelles technologies et à des appareils ménagers.

En 2009, Tefal a produit sa milliardième poêle.

2. Industrie et technique

Dans diverses industries, les fibres obtenues à partir de polytétrafluoroéthylène (téflon) sont largement utilisées comme filtres à haute température, joints thermorésistants, fils pour tissus textiles, ainsi que dans l’équipement automobile, les filtres industriels, les éléments de vannes, d’agitateurs et de pompes, et les équipements de filtration et de séparation.

Dans l’aviation, par exemple, le téflon est utilisé pour fabriquer des tuyaux flexibles en métal-plastique pour les systèmes hydrauliques, fonctionnant sous haute pression (plus de 200 kg/cm²) et à haute température.

Le fluoroplastique de marque F-4 peut être utilisé pour fabriquer des colonnes de rectification, des pompes, des tuyaux, des vannes, des soufflets, des carreaux de revêtement et des garnitures d’étanchéité. En tant que diélectrique, le polytétrafluoroéthylène est largement utilisé dans les techniques haute et ultra-haute fréquence. Le film de fluoroplastique laminé est utilisé pour fabriquer des câbles, des fils, des condensateurs de haute qualité, pour isoler les bobines et les fentes des machines électriques. En tant que matériau de construction, le polytétrafluoroéthylène est utilisé pour fabriquer diverses pièces de machines. Le téflon est particulièrement utilisé dans la fabrication de roulements fonctionnant sans lubrifiant, avec une quantité limitée de lubrifiant ou en présence d’un environnement corrosif.

Grâce à son inertie chimique, son hydrophobie (angle de contact de 108±2°), son oléophobie et sa fluidité, le téflon est largement utilisé pour l’étanchéité des raccords filetés et des brides (ruban FUM ou ruban téflon).

Grâce à ses caractéristiques de qualité, les rubans adhésifs en téflon sont très populaires et souvent utilisés dans les industries textile et alimentaire, ainsi que dans la vie quotidienne. Il peut s’agir de ruban téflon, de ruban téflon pour machine sous vide, de tissu de verre revêtu de téflon, de ruban téflon pour soudeuse, de ruban adhésif en téflon, etc.

Matériau de lubrification

Le fluoroplastique-4 (téflon) est un excellent matériau antifriction avec un coefficient de friction de glissement, le plus faible parmi les matériaux de construction disponibles (même inférieur à celui de la glace fondante). En raison de sa douceur et de sa fluidité, les roulements entièrement en fluoroplastique sont rarement utilisés. Dans les assemblages fortement chargés, on utilise des roulements en métal-fluoroplastique et des bandes de support en métal-fluoroplastique. Un tel élément de glissement peut supporter des dizaines de kilogrammes par millimètre carré et est constitué d’une base métallique recouverte d’un revêtement en téflon.

Le téflon est également utilisé comme additif antifriction (matériau de lubrification solide), améliorant les propriétés de glissement des polymères de base, comme le polyétheréthercétone (PEEK) ou le polyphénylènesulfure (PPS), pour obtenir une composition « de roulement » possédant une résistance élevée, une résistance à l’usure, une résistance au fluage et de bonnes propriétés antifriction.

Il existe des matériaux de lubrification contenant du fluoroplastique finement dispersé. Leur particularité est que le remplissage, en se déposant sur les surfaces métalliques en friction, permet dans certains cas de faire fonctionner les mécanismes pendant un certain temps même en cas de défaillance complète du système de lubrification, uniquement grâce aux propriétés antifriction du téflon.

Électronique

Le téflon est largement utilisé dans les techniques haute fréquence, car, contrairement au polyéthylène ou au polypropylène aux propriétés similaires, il a un coefficient de permittivité diélectrique très peu variable avec la température, une tension de claquage élevée et des pertes diélectriques extrêmement faibles. Ces propriétés, ainsi que sa résistance à la chaleur, expliquent son utilisation généralisée comme isolation pour les fils, en particulier les fils haute tension, divers composants électriques, la fabrication de condensateurs de haute qualité et de circuits imprimés.

Dans l’électronique spéciale, on utilise largement des fils isolés en fluoroplastique, résistants aux environnements agressifs et aux températures élevées — fils de marque MGTF, MS et autres. Il est impossible de faire fondre un fil isolé en téflon avec un fer à souder. L’inconvénient du fluoroplastique est sa forte fluidité à froid : si un fil isolé en fluoroplastique est soumis à une charge mécanique (par exemple, en posant un pied de meuble dessus), le fil peut se dénuder après un certain temps.

3. Médecine

Grâce à sa biocompatibilité avec le corps humain, le téflon est utilisé avec succès pour fabriquer des implants pour la chirurgie cardiovasculaire et générale, la dentisterie et l’ophtalmologie. Le polytétrafluoroéthylène est considéré comme le matériau le plus approprié pour la production de vaisseaux sanguins artificiels et de stimulateurs cardiaques.

En dentisterie, les membranes non résorbables en téflon renforcées ou non par un cadre en titane sont utilisées dans les techniques de régénération osseuse guidée (ROG). Il existe également du matériel de suture en PTFE.

En 2011, le téflon a été utilisé pour la première fois pour la plastie des cloisons nasales endommagées et des parois des sinus paranasaux, en remplacement des grilles en titane. Après 12 à 15 mois, l’implant se dissout complètement et est remplacé par le propre tissu du patient.

4. Vêtements

Dans la production de vêtements high-tech modernes, on utilise des matériaux membranaires à base de polytétrafluoroéthylène expansé.

Par déformation physique du téflon, on obtient un film mince et poreux qui est appliqué sur les tissus et utilisé pour la confection de vêtements. Les matériaux membranaires, selon leurs caractéristiques de fabrication, peuvent posséder des propriétés à la fois coupe-vent et imperméables, tout en permettant une évacuation efficace de la transpiration grâce à la taille normalisée des pores de la membrane en polytétrafluoroéthylène.

Il existe un matériau membranaire en téflon sur base tissulaire qui laisse passer l’air mais pas le vent.

Le téflon est également utilisé dans la fabrication de tapis, parapluies, imperméables, vestes, ballons et de nombreux autres objets.

5. Autres produits fabriqués avec du téflon

• lampes chauffantes
• appareils de chauffage portables (bouillottes électriques)
• plaques de fer à repasser
• revêtements de planches à repasser
• brûleurs de cuisinières
• plaques de cuisson
• grils électriques
• appareils à pop-corn
• cafetières
• rouleaux à pâtisserie (avec revêtement antiadhésif)
• machines à pain
• plateaux pour brochettes ou grilles
• moules à glace
• toilettes avec revêtement en téflon
• bouilloires
• tire-bouchons
• surfaces de cuisinières
• ustensiles de cuisine
• casseroles et poêles à frire
• woks (casseroles chinoises pour la cuisson des légumes et de la viande)
• moules à pâtisserie
• presse à sandwichs chauds
• gaufriers
• cryostats optiques
• lames de rasoir
• revêtements intérieurs de canons de chars
• moteurs électriques à propulsion
• joints de mécanismes articulés (charnières)
• peintures et vernis

Comment le téflon affecte-t-il le corps humain ?

L’impact potentiellement négatif du polytétrafluoroéthylène sur la santé humaine fait l’objet de débats depuis de nombreuses années. Le polymère lui-même est très stable et inerte dans des conditions normales. Le polytétrafluoroéthylène ne réagit pas avec les aliments, l’eau ou les produits chimiques ménagers.

Lorsqu’il est ingéré, le polytétrafluoroéthylène est inoffensif. L’Organisation mondiale de la santé a demandé à l’Organisation internationale de lutte contre le cancer de mener une expérience sur des rats. L’expérience a montré que la consommation de jusqu’à 25 % de polytétrafluoroéthylène dans l’alimentation n’avait aucun effet. Cette étude a été menée dans les années 1960 et répétée dans les années 1980 sur une population courante de rats, qui consommaient quotidiennement du PTFE en quantité correspondant à 25 % de leur apport alimentaire total.

Les recherches d’experts français, publiées dans le journal « 60 Millions de Consommateurs », confirment la sécurité des revêtements antiadhésifs. Le journal français rapporte que les tests ont prouvé la sécurité totale des poêles. Tous les échantillons ont réussi les tests après un frottement répété des surfaces avec un matériau abrasif pendant deux cycles.

Le téflon est principalement dangereux pour la santé dans deux cas : lors de sa production et lors de la surchauffe du polymère fini (à des températures supérieures à 200 °C).

Lorsque le fluoroplastique surchauffe, il se décompose thermiquement en libérant des substances toxiques.

Pollution industrielle

La principale source de risques biologiques lors de la production de fluoropolymères est l’acide perfluorooctanoïque (PFOA, en anglais), également connu sous le nom de « C8 ». Ce composé a été utilisé dans la production de téflon aux États-Unis depuis les années 1950. Les premières informations sur son impact sur la santé ont été obtenues dans les usines de 3M et de DuPont dans les années 1960. Dans les années 1980, des groupes scientifiques ont commencé à étudier les effets biologiques. À la fin des années 1990, les autorités de régulation américaines ont pris conscience du problème, ce qui a conduit à la reconnaissance de la dangerosité de la substance et à la régulation des concentrations limites. Les processus technologiques aux États-Unis ont été modifiés pour éliminer complètement le C8. Des campagnes de surveillance des concentrations de PFOA et d’évaluation de son impact sur la santé humaine ont été lancées.

Un fait intéressant

La société DuPont a fait l’objet de réclamations judiciaires (ce qui a inspiré le film « Dark Waters », 2019) pour des centaines de millions de dollars de la part de ses propres employés et des résidents locaux en raison des dommages à la santé et de la dissimulation des dangers de la production. Pendant de nombreuses années, l’avocat d’entreprise Robert Bilott, qui a révélé le lien entre une série de décès mystérieux et un grand nombre de maladies dans une petite ville et la société chimique DuPont, a intenté des procès contre le fabricant pour pollution des eaux aux alentours de Parkersburg par la substance PFOA, dont la norme n’était pas réglementée à l’époque.

En 2006, la société DuPont, à l’époque le seul producteur de PFOA aux États-Unis, a accepté d’éliminer les résidus de ce produit de ses usines d’ici 2015. Selon les informations officielles de la société, depuis janvier 2012, DuPont n’utilise plus de PFOA dans la production d’ustensiles de cuisine et de moules à pâtisserie.

Des études indépendantes européennes ont montré que les revêtements antiadhésifs ne contiennent pas de PFOA à des niveaux dépassant les limites de sécurité. L’Académie chinoise de contrôle de la qualité, de l’inspection et de la quarantaine (GAQSIQ), ainsi que l’Institut technologique danois, confirment qu’aucune exposition à la PFOA utilisée dans la production d’ustensiles de cuisine n’a été détectée.

Décomposition thermique du téflon

En général, les signes de décomposition (pyrolyse) du téflon apparaissent déjà à une température de 200 °C. Mais ce processus est relativement lent jusqu’à une température de 420 °C. Cependant, à des températures supérieures à 380 °C, du perfluoroisobutylène (un gaz extrêmement toxique, environ 10 fois plus toxique que le phosgène) et d’autres produits de pyrolyse se forment.

Les expériences montrent que les produits de décomposition thermique du téflon chauffé à plus de 350 °C provoquent des symptômes d’empoisonnement, ressemblant à la fièvre des fondeurs — des symptômes appelés « fièvre du téflon ».

Pour en savoir plus sur ces expériences et sur les dangers potentiels de la surchauffe du téflon, regardez la vidéo à la fin de cet article.

Conclusion

Comme la libération massive de substances toxiques par le téflon commence à des températures supérieures à 450 °C, les ustensiles de cuisine antiadhésifs sont considérés comme sûrs, car il est impossible d’atteindre de telles températures lors d’une utilisation normale.

Il faut noter que les fabricants considèrent comme normale uniquement la cuisson avec de l’eau ou de l’huile dans une poêle. L’eau empêche la surchauffe du téflon, et son évaporation complète signale un chauffage important de l’ustensile, qui n’est plus visible et peut devenir critique. Les huiles alimentaires se décomposent à des températures allant jusqu’à 200 °C avec dégagement de fumée, ce qui facilite l’identification de la surchauffe.

Le chauffage à sec d’un ustensile sur une plaque est considéré comme anormal, et dans ce cas, les températures de pyrolyse du téflon sont facilement atteintes. Pour simplifier l’utilisation, certains modèles d’ustensiles en téflon sont équipés d’indicateurs de température intégrés.

En résumé, utilisez les ustensiles en téflon correctement !

Le danger des produits de décomposition du téflon pour les oiseaux

La structure particulière du système respiratoire des oiseaux les rend très sensibles aux substances toxiques présentes dans l’environnement. Il a été établi que même une quantité minimale d’acide perfluorooctanoïque, inhalée par un oiseau, affecte son système respiratoire, entraînant la mort après un certain temps (de quelques minutes à plusieurs dizaines d’heures).

Les petits oiseaux sont plus sensibles aux substances toxiques : quelques secondes d’inhalation des vapeurs de téflon suffisent pour qu’ils meurent dans les 24 heures. Il existe de nombreux témoignages sur la mort d’oiseaux domestiques (comme les perroquets) à cause des vapeurs de poêles en téflon laissées sans surveillance et surchauffées au-delà de la température de sécurité.

Faits intéressants sur le téflon

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