(consulte también las especificaciones de Polymer® PTFE y Polymer® FEP y PFA). Las propiedades mecánicas del PTFE son bajas en comparación con otros plásticos, pero sus propiedades permanecen en un nivel útil en un amplio rango de temperaturas de -100 °F a +400 °F (- 73°C a 204°C).
Propiedades típicas de las resinas de fluoropolímero de PTFE Polymer®
Resistencia a la temperatura
Las temperaturas superiores a 77°C no son favorables para los componentes de la mayoría de los elastómeros y plásticos, mientras que el PTFE soporta temperaturas de hasta 260°C.Incluso por debajo de 77°C, si se combinan ácidos corrosivos para los metales y solventes orgánicos, los revestimientos y componentes de PTFE a menudo se prefieren porque los elastómeros y otros plásticos a menudo carecen de resistencia al hinchamiento y ablandamiento de los solventes.
Inercia química
Por inercia química queremos decir que las resinas de fluorocarbono de PTFE pueden estar en contacto continuo con otra sustancia sin que se produzca ninguna reacción química detectable.En general, las resinas de fluorocarbono de PTFE son químicamente inertes.Sin embargo, esta afirmación, como todas las generalizaciones, debe matizarse para que sea perfectamente exacta.Sin embargo, la calificación no dará lugar a confusión si se tienen en cuenta los hechos básicos sobre el comportamiento de las resinas de PTFE.
El resumen descriptivo habitual de varios datos de prueba puede ser engañoso, ya que puede agrupar tipos fundamentalmente diferentes de comportamiento "químico".Para que la descripción sea clara, debe distinguir entre reacciones estrictamente químicas y acciones físicas como la absorción.La descripción debe permitir al usuario tener en cuenta las interrelaciones de las propiedades físicas y químicas que pueden afectar a una aplicación particular.
Por ejemplo, las resinas de PTFE no se verán afectadas por la inmersión en agua regia.Sin embargo, si la temperatura y la presión resultante de este reactivo aumentan, también aumentará la absorción de los componentes del reactivo en la resina.Las fluctuaciones posteriores, como una pérdida repentina de presión, pueden resultar físicamente dañinas debido a la expansión de los vapores absorbidos en la resina.Obviamente, entonces, cuando hablamos de las propiedades químicas del PTFE debemos distinguir entre reacciones estrictamente químicas, como expresamos en términos de “compatibilidad química” y acciones físicas, como la “absorción” combinada con estrés mecánico y térmico.
A temperaturas de uso normales, las resinas de PTFE son atacadas por tan pocos productos químicos en lugar de tabular los productos químicos con los que son compatibles.Estos reactivos se encuentran entre los oxidantes y agentes reductores más violentos que se conocen.El sodio elemental en íntimo contacto con los fluorocarbonos elimina el flúor de la molécula de polímero.Esta reacción se usa ampliamente en soluciones anhidras para grabar las superficies de PTFE de modo que las resinas puedan unirse con adhesivo.Los demás metales alcalinos (potasio, litio, etc.) reaccionan de manera similar.
En algunos casos, en o cerca de la temperatura límite de servicio sugerida de 260 °C para TFE y PFA, y 204 °C para FEP, se ha informado que algunas sustancias químicas en altas concentraciones reaccionan con el PTFE.Se ha producido un ataque similar al grabado con sodio a temperaturas tan altas con NaOH o KOH al 80%, hidruros metálicos como boranos (p. ej., B2H6), cloruro de aluminio, amoníaco (NH3) y ciertas aminas (R-NH2) e iminas ( R = NH).Además, se ha observado un ataque oxidativo lento con ácido nítrico al 70% bajo presión a 250°C.Se requieren pruebas especiales cuando se acercan condiciones extremas de reducción u oxidación.
Absorción
A diferencia de los metales, el plástico y los elastómeros absorben cantidades variables de los materiales con los que entran en contacto, especialmente líquidos orgánicos.Las absortividades del PTFE son inusualmente bajas y una reacción química entre el plástico y las otras sustancias es una rareza (con las pocas excepciones mencionadas anteriormente).Sin embargo, cuando la absorción se combina con otros efectos, esta propiedad puede influir en la capacidad de servicio de estas resinas en un entorno químico particular.Por ejemplo, si se producen fluctuaciones rápidas de temperatura o presión, se pueden crear circunstancias físicamente dañinas.El rango de temperatura de servicio más amplio de las resinas de PTFE las expone a este tipo de daño físico con mayor frecuencia que otros plásticos.
A modo de explicación, consideremos la prueba del “ciclo de vapor” descrita en las normas ATSM* para tuberías revestidas.Se someten muestras de tubería revestida a vapor de 0,8 MPa (125 psi), alternando con agua fría a baja presión, lo que provoca fluctuaciones térmicas y de presión muy severas.Esto se repite durante 100 ciclos.El vapor creó un gradiente de presión y temperatura a través del revestimiento provocando la absorción de una pequeña cantidad de vapor que se condensa en agua dentro de la pared del revestimiento.Al liberarse la presión o al reintroducirse el vapor, el agua atrapada puede expandirse hasta convertirse en vapor y provocar un microporo original.La presión repetida y los ciclos térmicos agrandan los microporos y, en última instancia, provocan ampollas visibles llenas de agua dentro del revestimiento.Las normas ASTM señalan que las ampollas no afectan negativamente el rendimiento del revestimiento de la tubería: el espesor de la barrera química aún está intacto.
Existen medidas corrosivas que reducen la gravedad de las ampollas.El aislamiento térmico de una tubería o recipiente revestido reduce el gradiente de temperatura en el revestimiento, evitando así a menudo la condensación y la posterior expansión de los fluidos absorbidos.También redujo la velocidad y la magnitud de los cambios de temperatura, minimizando así la formación de ampollas.Así, al reducir la resina, el aislamiento puede proporcionar una medida protectora en muchos casos.Se puede proporcionar protección adicional mediante el uso de procedimientos operativos o dispositivos que limiten la tasa de reducciones de presión del proceso o aumentos de temperatura.
Penetración
La permeación es un factor estrechamente relacionado con la absorción, pero también es función de otros efectos físicos, como la difusión y la temperatura.En más de 20 años de experiencia con tuberías revestidas de PTFE, la cantidad de fallas atribuidas a la permeación de un vapor corrosivo seguida de la corrosión del miembro de soporte ha sido notablemente baja.Los espesores del revestimiento de 1,27 a 6,35 mm necesarios para la resistencia física a altas temperaturas reducen la permeación hasta el punto de que normalmente es una consideración menor.Debido a que tantas variables afectan la permeación, es engañoso utilizar datos de permeabilidad de laboratorio obtenidos con películas delgadas de polímero como base para la selección de revestimientos de polímeros fluoroplásticos específicos.Con pocas excepciones, las diferencias en la permeabilidad entre los fluoroplásticos tienen poca relación con el rendimiento de las tuberías y equipos fabricados.El rendimiento está controlado principalmente por el diseño, la fabricación y el control de calidad.Por lo tanto, la principal preocupación suele ser la absorción, ya que ésta es la propiedad más indicativa de la capacidad de servicio de las resinas de fluorocarbono en un entorno químico determinado.
En revestimientos ilimitados, es importante que el espacio entre el revestimiento y el elemento de soporte esté ventilado a la atmósfera, no sólo para permitir el escape de una pequeña cantidad de vapores permeables sino para evitar que la expansión del aire atrapado colapse el revestimiento.Además, estos respiraderos se utilizan para pruebas de control de calidad de tuberías revestidas y como dispositivo de seguridad para indicar fugas en caso de daños en el revestimiento.El colapso del revestimiento a menudo se atribuye a la permeación cuando, en realidad, la causa principal es la aparición de vacío en la corriente del proceso.Los fabricantes de tuberías revestidas publican la resistencia al vacío a temperatura nominal de sus diferentes tamaños y espesores de revestimiento, pero a veces es necesario evitar el vacío excesivo mediante características de diseño y procedimientos operativos.
Hora de publicación: 14-feb-2019