Idee sbagliate e fatti interessanti su Teflon

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Nonostante le persistenti affermazioni contrarie, il Teflon non è apparso come un sottoprodotto del programma spaziale. Teflon è un marchio per politetrafluoroetilene (PTFE) o resina fluoropolimerica. Il teflon fu scoperto completamente per caso dal dottor Roy Plunkett nel 1938. Venne messa in vendita nel 1946.

Il politetrafluoroetilene, o fluoroplastic-4, meglio conosciuto con il marchio "Teflon", è un polimero del tetrafluoroetilene (PTFE), una plastica con proprietà fisiche e chimiche rare ed è ampiamente utilizzato nella tecnologia e nella vita di tutti i giorni.

La parola "Teflon" è un marchio registrato dell'azienda chimica americana Chemours, una società spin-off di DuPont Corporation.

Nell'aprile del 1938, il chimico 27enne Roy Plunkett della Kinetic Chemicals, sperimentando con gas appartenenti al gruppo dei refrigeranti (come il freon), scoprì che un campione lasciato sotto l'influenza del freddo si trasformava in un solido ceroso biancastro durante la notte con alcuni proprietà interessanti. Non solo il materiale aveva una superficie insolitamente scivolosa, ma si è dimostrato straordinariamente resistente a praticamente tutti i prodotti chimici e solventi, compresi gli acidi altamente corrosivi.

Nel 1941, Kinetic Chemicals ottenne un brevetto per Teflon e nel 1949 divenne una divisione della società americana DuPont. La nuova scoperta fu rapidamente messa in pratica, prima nel Progetto Manhattan (il nome in codice del programma di armi nucleari del 1942-1946), e poi negli utensili da cucina.

Ad oggi, nessuno è stato in grado di individuare l'origine del mito della "cosmonautica", tranne forse che il programma spaziale Apollo dipendeva fortemente dal teflon per l'isolamento dei cavi.

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Altre idee sbagliate sul teflon includono il mito secondo cui i proiettili rivestiti di teflon sono molto più bravi a penetrare l'armatura rispetto a qualsiasi altro proiettile. Infatti, lo scopo del rivestimento in teflon è quello di ridurre l'usura della superficie interna della canna del fucile, che non ha nulla a che vedere con l'efficacia del proiettile stesso.

Il teflon ha infatti il ​​coefficiente di attrito più basso di qualsiasi materiale duro conosciuto, motivo per cui funziona così bene come rivestimento antiaderente per pentole da cucina.

Ma se il teflon è così scivoloso, come è fatto per attaccarsi alla padella? Il processo richiede una sabbiatura preliminare, a seguito della quale si formano molti piccoli graffi sulla superficie della padella, su cui viene spruzzato il teflon liquido in uno strato sottile. Tutto questo viene essiccato sotto l'influenza delle alte temperature, il teflon si indurisce e si blocca in modo sicuro. Successivamente viene rivestito con uno speciale sigillante e sottoposto a ripetuti trattamenti termici.

Successivamente, considereremo in dettaglio in quali aree dell'attività umana viene utilizzato il teflon e quanto sia sicuro per la nostra salute.

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Dove altro viene utilizzato il teflon?

Il teflon è una sostanza bianca e trasparente in uno strato sottile, dall'aspetto simile alla paraffina o al polietilene. Ha un'elevata resistenza al calore e al gelo, rimane flessibile ed elastico a temperature da -70 a +270 °C, ottimo materiale isolante. Il teflon ha una tensione superficiale e un'adesione molto basse e non viene bagnato da acqua, grassi o dalla maggior parte dei solventi organici.

Il fluoroplastico è un materiale morbido e fluido, pertanto ha un'applicazione limitata nelle strutture caricate. Ha un'adesione (appiccicosità) molto bassa. DuPont elenca il punto di fusione per diversi tipi di teflon da 260 °C a 327°C.

Il teflon è utilizzato nell'industria chimica, elettrica e alimentare, per la produzione di abbigliamento a membrana, in medicina, nei veicoli, per scopi militari, principalmente come rivestimenti. I fluoropolimeri sono meglio conosciuti per il loro uso diffuso nelle pentole antiaderenti. Quindi, diamo un'occhiata alle principali applicazioni di questa sostanza unica.

 

1. Industria alimentare e vita

Grazie alla sua bassa adesione, non bagnabilità e resistenza al calore, il teflon sotto forma di rivestimento antiaderente è ampiamente utilizzato per la produzione di stampi per estrusione e teglie, nonché per padelle e pentole.

Il teflon è utilizzato anche nella fabbricazione di altri elettrodomestici. Il rivestimento in teflon sotto forma della pellicola più sottile viene applicato alle lamette, prolungandone notevolmente la vita e facilitando la rasatura.

 

Cura delle pentole rivestite in teflon

Il rivestimento in teflon non ha una grande resistenza, pertanto, durante la cottura in tali piatti, è necessario utilizzare solo accessori morbidi – in legno, plastica o rivestiti in plastica (pale, mestoli, ecc). Le stoviglie teflonate vanno lavate in acqua tiepida con una spugna morbida, con l'aggiunta di detersivo liquido, senza l'uso di spugne abrasive o paste detergenti, ed evitare il surriscaldamento fino a 415°C e la frittura a fuoco vivo.

 

Interessante storia del marchio Tefal

Nel 1954, l'ingegnere francese Marc Gregoire scoprì un metodo per applicare il politetrafluoroetilene (Teflon) all'alluminio. Nasce così la prima padella antiaderente. Due anni dopo, nel 2, Tefal viene fondata a Sarcelles (Francia).

Alla fine del 1956, la nuova struttura produceva 100 pentole al giorno. L'invenzione è stata venduta con lo slogan "TEFAL Frying Pan – la prima padella che non brucia davvero". Nel 1961, la domanda di pentole Tefal raggiunse 1 milione di unità al mese.

Nel 1968, Tefal è diventato il principale produttore di pentole in Francia con un fatturato di 49 milioni di franchi. E nello stesso anno il gruppo francese di aziende per la produzione di elettrodomestici Groupe SEB conclude un accordo per acquisire Tefal. Nel corso della sua storia, SEB ha ampliato la sua gamma di prodotti Tefal con nuove tecnologie ed elettrodomestici per la casa.

Nel 2009, Tefal ha prodotto la sua miliardesima padella.

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2. Industria e tecnologia

In vari settori, le fibre derivate dal politetrafluoroetilene (Teflon) hanno trovato ampia applicazione come filtri a maniche per alte temperature, vari tipi di guarnizioni resistenti al calore, fili per tessuti, nonché nelle apparecchiature automobilistiche, filtri industriali multiuso, elementi di valvole di intercettazione e controllo, agitatori e pompe, apparecchiature di filtrazione e separazione.

Nell'aviazione, ad esempio, il teflon viene utilizzato per realizzare tubazioni flessibili metallo-plastica per sistemi idraulici operanti ad alta pressione (oltre 200 kgf / cm²) e con un'elevata temperatura del fluido di lavoro.

Il fluoroplastico del marchio F-4 può essere utilizzato per produrre colonne di distillazione, pompe, tubi, valvole, soffietti, piastrelle di rivestimento, premistoppa. Come dielettrico, il politetrafluoroetilene viene utilizzato con successo nella tecnologia ad alta e altissima frequenza. Il film fluoroplastico laminato viene utilizzato nella produzione di cavi, fili, condensatori di alta qualità, per bobine isolanti, scanalature di macchine elettriche. Come materiale strutturale, il politetrafluoroetilene viene utilizzato nella produzione di varie parti di macchine. Il teflon è particolarmente utilizzato nella fabbricazione di cuscinetti operanti senza lubrificante, con una quantità limitata di lubrificante e in presenza di un ambiente corrosivo.

A causa dell'inerzia chimica, dell'idrofobicità (angolo di contatto della perdita 108 ± 2°), dell'oleofobicità e della fluidità, il teflon è ampiamente utilizzato per sigillare giunti filettati e flangiati (nastro FUM o nastro di teflon).

Per le loro caratteristiche qualitative, i nastri autoadesivi in ​​teflon sono molto apprezzati e sono spesso utilizzati nell'industria tessile e alimentare, nonché nelle attività umane quotidiane. Questi possono essere: nastro in teflon, nastro in teflon per sigillatrice sottovuoto, fibra di vetro rivestita in teflon, nastro sigillante in teflon, nastro autoadesivo in teflon, ecc.

 

Lubrificante

Il fluoroplasto-4 (Teflon) è un ottimo materiale antifrizione con un coefficiente di attrito radente, il materiale strutturale più basso conosciuto disponibile (anche inferiore a quello del ghiaccio in fusione). A causa della loro morbidezza e fluidità, i cuscinetti a strisciamento in PTFE solido sono usati raramente. Nelle unità ad alto carico vengono utilizzati cuscinetti con inserti in metallo-fluoroplastico e nastri di supporto in metallo-fluoroplastico. Tale elemento scorrevole può sopportare decine di chilogrammi per millimetro quadrato ed è costituito da una base metallica su cui è applicato un rivestimento in teflon.

Il teflon viene utilizzato anche come additivo antifrizione (lubrificante solido) che migliora le proprietà di scorrimento dei polimeri di base, come il polietere etere chetone (PEEK) o il polifenilensolfuro (PPS), per ottenere una composizione "portante" ad alta resistenza, usura resistenza, resistenza allo scorrimento e buone proprietà antifrizione.

Sono noti lubrificanti con fluoroplasto finemente disperso introdotto nella loro composizione. Si distinguono per il fatto che il riempitivo, depositandosi sulle superfici metalliche sfreganti, in alcuni casi consente ai meccanismi di funzionare per qualche tempo con un sistema lubrificante completamente guasto, solo a causa delle proprietà antifrizione del teflon.

 

Elettronica

Il teflon è ampiamente utilizzato nella tecnologia ad alta frequenza, poiché, a differenza del polietilene o del polipropilene con proprietà simili, ha una costante dielettrica che cambia molto poco con la temperatura, un'elevata tensione di rottura e perdite dielettriche estremamente basse. Queste proprietà, insieme alla resistenza al calore, determinano la sua ampia applicazione come isolamento di fili, in particolare ad alta tensione, tutti i tipi di parti elettriche, nella produzione di condensatori di alta qualità, circuiti stampati.

Nelle apparecchiature elettroniche per scopi speciali è ampiamente utilizzato il cablaggio isolato in PTFE, resistente agli ambienti aggressivi e alle alte temperature: fili di MGTF, MS e numerosi altri marchi. Il filo con isolamento in teflon non può essere fuso con un saldatore. Lo svantaggio del fluoroplastico è la sua elevata fluidità a freddo: se si mantiene il filo in isolamento fluoroplastico sotto carico meccanico (ad esempio, mettendoci sopra una gamba di un mobile), il filo potrebbe diventare nudo dopo un po".

nastro FUM | wikimedia.org

Nastro adesivo in teflon | adobe.com

Tessuto rivestito in PTFE con supporto autoadesivo | depositphotos.com

 

3. Medicina

Grazie alla sua compatibilità biologica con il corpo umano, il teflon viene utilizzato con successo per la produzione di impianti per la chirurgia cardiovascolare e generale, l'odontoiatria e l'oftalmologia. Il politetrafluoroetilene è considerato il materiale più idoneo per la produzione di vasi sanguigni artificiali e pacemaker cardiaci.

In odontoiatria, nelle tecniche di rigenerazione ossea guidata (GBR) vengono utilizzate membrane in teflon non riassorbibili con o senza rinforzo della struttura in titanio. C'è anche materiale di sutura in PTFE.

Nel 2011, il teflon è stato utilizzato per la prima volta per la riparazione del setto nasale danneggiato e delle pareti dei seni paranasali invece delle maglie in titanio. Dopo 12-15 mesi, l'impianto si dissolve completamente e viene sostituito dal tessuto stesso del paziente.

 

4. vestiti

Nella produzione di abbigliamento high-tech moderno vengono utilizzati materiali a membrana a base di politetrafluoroetilene espanso.

Per deformazione fisica del teflon si ottiene un sottile film poroso, che viene applicato ai tessuti e utilizzato in sartoria. I materiali della membrana, a seconda delle caratteristiche di fabbricazione, possono avere proprietà sia antivento che impermeabili, mentre la dimensione dei pori normalizzata della membrana in politetrafluoroetilene consente al materiale di superare efficacemente l'evaporazione del corpo umano.

C'è una membrana in teflon con rivestimento in tessuto che consente il passaggio dell'aria ma non consente il passaggio del vento.

Il teflon viene utilizzato anche nella fabbricazione di tappeti, ombrelli, impermeabili, giacche, palloni e molti altri articoli.

 

5. Altri prodotti che utilizzano Teflon

• lampade riscaldanti
• riscaldatori portatili (riscaldatori)
• piastre di ferro
• copriasse da stiro
• fornelli
• vassoi
• griglie elettriche
• attrezzatura per la produzione di popcorn
• caffettiere
• mattarelli (con rivestimento antiaderente)
• macchine per la cottura del pane
• vassoi per spiedini o griglia
• stampini per gelato
• WC rivestiti in teflon
• caldaie
• cavatappi
• superfici dei fornelli
• utensili da cucina
• padelle e padelle
• wok (pentole cinesi per friggere verdure e carne)
• stampi da forno
• pressa per panini caldi
• macchine per waffle
• criostati ottici
• lame di rasoio
• rivestimenti interni delle botti cisterna
• motori a razzo elettrici
• guarnizioni di meccanismi articolati (cerniere)
• pitture e vernici

 

In che modo il teflon influisce sul corpo umano?

Il possibile impatto negativo del politetrafluoroetilene sulla salute umana è oggetto di controversia da molti anni. Il polimero stesso è molto stabile e inerte in condizioni normali. Il PTFE non reagisce con cibo, acqua o prodotti chimici domestici.

Se ingerito, il politetrafluoroetilene è innocuo. L'Organizzazione Mondiale della Sanità ha chiesto all'Organizzazione Internazionale per il Controllo del Cancro di condurre un esperimento sui ratti. L'esperienza ha dimostrato che se assunto con alimenti fino al 25% di politetrafluoroetilene, non ha alcun effetto. Questo studio è stato condotto negli anni '1960 e di nuovo negli anni '1980 su una popolazione generale di ratti che consumavano il 25% della loro assunzione alimentare totale di PTFE ogni giorno.

Una ricerca di esperti francesi, pubblicata sulla rivista "60 Millions de Consomateurs" i risultati di uno studio di laboratorio su 13 campioni di padelle, confermano la sicurezza del rivestimento antiaderente. La rivista francese riporta che a seguito dei test è stata dimostrata la completa sicurezza delle pentole. Tutti i campioni hanno superato con successo il test dopo aver strofinato le superfici con materiale abrasivo mille volte in due cicli.

Il teflon è principalmente a rischio biologico in due casi: in produzione e quando il polimero finito viene surriscaldato (a temperature superiori a 200 °C).

Quando il PTFE è surriscaldato, si verifica una decomposizione termica con rilascio di sostanze tossiche.

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Inquinamento industriale

La principale fonte di rischi biologici nella produzione di fluoropolimeri è considerata l'acido perfluoroottanoico (PFOA, in inglese – PFOA), noto con il nome "C8". Questo composto è stato utilizzato nella produzione di teflon negli Stati Uniti dagli anni '1950. I primi effetti sulla salute sono stati segnalati dalle fabbriche 3M e DuPont negli anni '1960. Negli anni '1980, gruppi scientifici si unirono allo studio degli effetti biologici. Alla fine degli anni '1990, le autorità di regolamentazione statunitensi hanno richiamato l'attenzione sul problema, che ha portato al riconoscimento della pericolosità della sostanza e alla regolamentazione delle concentrazioni massime. I processi tecnologici negli Stati Uniti sono stati modificati per eliminare completamente il C8. Sono state lanciate campagne su larga scala per controllare le concentrazioni di PFOA e chiarirne l'impatto sulla salute umana.

Fatto interessante

DuPont ha ricevuto centinaia di milioni di dollari in rivendicazioni legali (che sono state trasformate nel film Dark Waters, 2019) da dipendenti della stessa azienda e residenti vicini in relazione ai danni alla salute e al silenzio dei pericoli della produzione. Per molti anni, l'avvocato aziendale Robert Bilott, che ha scoperto il collegamento tra una serie di morti misteriose e un gran numero di malattie in una piccola città, e DuPont, un'azienda chimica, ha citato in giudizio il produttore per il fatto che le acque nell'area di Parkersburg erano contaminato da PFOA, il cui tasso all'epoca non era regolamentato dalla legge.

Nel 2006, DuPont, allora l'unico produttore statunitense di PFOA, ha accettato di rimuovere i residui di reagente dalle sue strutture entro il 2015. Da gennaio 2012, DuPont non utilizza PFOA nelle sue pentole e prodotti da forno, secondo le informazioni ufficiali dell'azienda.

Studi europei indipendenti hanno dimostrato che i rivestimenti antiaderenti non contengono PFOA oltre i limiti di sicurezza. L'Accademia cinese per il controllo della qualità, l'ispezione e la quarantena (GAQSIQ) e l'Istituto danese di tecnologia confermano che non è stata rilevata alcuna esposizione al PFOA utilizzato nella produzione di stoviglie.

 

Decomposizione termica del teflon

Lo standard GOST 10007-80 normalizza l'intervallo di temperatura di esercizio del teflon fino a +260 °C e indica direttamente il pericolo di rilascio di gas tossici al di sopra di questa temperatura. DuPont non elenca le caratteristiche di rilascio tossico, ma fornisce un punto di fusione secondo ASTM D3418 per vari tipi di teflon da 260 °C a 327°C.

In generale, i segni di decomposizione (pirolisi) del Teflon si rilevano già ad una temperatura di 200 °C. Ma questo processo procede in modo relativamente lento fino a una temperatura di 420 °C. Tuttavia, a temperature superiori a 380 °C, appare il perfluoroisobutilene (un gas estremamente velenoso, che è circa 10 volte più velenoso del fosgene) e altri prodotti di pirolisi.

Gli esperimenti mostrano che i prodotti di decomposizione termica quando il teflon viene riscaldato a una temperatura superiore a 350 °C provocano un'immagine di avvelenamento che ricorda la febbre da fonderia – si osservano sintomi chiamati "febbre da teflon".

Per ulteriori informazioni su tali esperimenti e sul possibile pericolo di surriscaldamento del teflon, vedere il video alla fine di questo articolo.

Conclusione

Poiché il rilascio di massa di sostanze tossiche con Teflon inizia a temperature superiori a 450 °C, le pentole con rivestimento antiaderente sono considerate sicure, poiché tali temperature non possono essere raggiunte durante il normale utilizzo. Va tenuto presente che i produttori considerano la norma solo il riscaldamento con acqua o olio in padella. L'acqua impedisce il surriscaldamento del teflon e la sua completa evaporazione indica un riscaldamento significativo delle stoviglie, che ora non viene visualizzato in alcun modo e può diventare critico. Gli oli alimentari si decompongono a temperature fino a 200 °C con rilascio di fumo, facilitando l'identificazione del surriscaldamento. Il riscaldamento su una stufa a pentole a secco è considerato anomalo e in questo caso le temperature di pirolisi del teflon sono facilmente raggiungibili. Per semplificare il funzionamento, alcuni modelli di pentole in teflon sono dotati di indicatori visivi di temperatura incorporati. In generale, utilizzare correttamente le pentole in teflon!

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Pericolo dei prodotti di decomposizione del teflon per gli uccelli

La particolare struttura dell'apparato respiratorio degli uccelli li rende ipersensibili alle sostanze tossiche contenute nell'ambiente. È stato accertato che anche una minima quantità di acido perfluoroottanoico, entrando nel corpo di un uccello con l'aria inalata, colpisce il suo sistema respiratorio, portandolo alla morte dopo un po' (da alcuni minuti a decine di ore).

I piccoli uccelli sono più sensibili alle sostanze tossiche, necessitano solo di pochi secondi di inalazione dei fumi di teflon e la morte avviene entro le successive 24 ore. Ci sono molti rapporti sulla morte di pollame (ad esempio pappagalli) a causa dei fumi delle pentole di teflon lasciati incustoditi e surriscaldati al di sopra di una temperatura di sicurezza.

 

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