Fluoropolimeri industriali a confronto: Quale tipo è adatto alla vostra applicazione?

I fluoropolimeri sono materiali ad alte prestazioni sintetizzati mediante omopolimerizzazione o copolimerizzazione di monomeri contenenti fluoro. Grazie ai legami carbonio-fluoro (C-F) eccezionalmente forti nella loro struttura molecolare, questi materiali presentano proprietà uniche e superiori rispetto ai polimeri convenzionali.

L'elevata energia di legame del legame C-F conferisce un'eccezionale stabilità termica e chimica alla spina dorsale del polimero, con conseguente eccellente resistenza agli agenti atmosferici. Inoltre, il piccolo raggio atomico e la bassa polarizzabilità del fluoro contribuiscono alle caratteristiche superficiali distintive, come il comportamento antiaderente, il basso attrito, l'idrorepellenza e la resistenza alla corrosione, nonché alle notevoli prestazioni elettriche e ottiche, tra cui l'elevato isolamento, la bassa costante dielettrica e l'elevata trasmittanza luminosa.

I fluoropolimeri sono generalmente classificati in fluororesine, fluoroelastomeri (fluorubber) e altri fluoropolimeri speciali. PTFE, PVDF e FEP sono le fluororesine più utilizzate e rappresentano oltre 90% del mercato globale. I tipi più comuni di fluoroelastomeri includono FKM, FEPM, FFKM e altri. Altri fluoropolimeri speciali includono poliimmidi fluorurate, poliuretani, poliesteri, epossidici e perfluoropolieteri.

Questo articolo fornisce una panoramica approfondita di oltre 30 fluoropolimeri comuni, evidenziandone le proprietà, le strutture e le applicazioni reali in settori quali l'aerospaziale, l'elettronica, l'automotive e la lavorazione chimica.

PTFE (politetrafluoroetilene)

Il PTFE, noto con nomi commerciali come "Teflon" e "4F", è spesso definito il "re delle materie plastiche" per la sua eccezionale combinazione di proprietà chimiche, termiche ed elettriche.

Il PTFE è un polimero cristallino prodotto attraverso la polimerizzazione a radicali liberi del tetrafluoroetilene (TFE). Ha un punto di fusione elevato, pari a 327°C, e una viscosità di fusione estremamente elevata, fino al 10¹⁰ Pa-s a 380°C, rendendo difficile la lavorazione con i metodi termoplastici convenzionali. Il materiale ha una densità di 2,13-2,19 g/cm³.

Presenta un'eccellente resistenza chimica, una bassa costante dielettrica (2,1) e stabilità termica in un'ampia gamma di temperature e frequenze. Il PTFE rimane meccanicamente stabile da -196°C a 260°C, con un'elevata resistenza agli urti anche a basse temperature. Tuttavia, rispetto ad altri tecnopolimeri, presenta una resistenza alla trazione, all'usura e al creep relativamente bassa.

Per superare queste limitazioni, il PTFE viene spesso modificato con additivi come fibre di vetro, carbonio, bronzo o grafite, che ne migliorano le prestazioni meccaniche per applicazioni specifiche.

Guarnizione in PTFE

Una delle caratteristiche più importanti del PTFE è il suo coefficiente di attrito estremamente basso, inferiore a quello di quasi tutti gli altri materiali solidi. Ha anche un indice di limitazione dell'ossigeno (LOI) molto elevato, fino a 95%, il che significa che è altamente ritardante di fiamma e non favorisce la combustione.

Le applicazioni tipiche del PTFE includono rivestimenti resistenti alla corrosione, tubi e raccordi chimici, scambiatori di calore, guarnizioni, isolanti, componenti medici e rivestimenti in polvere ad alte prestazioni.

Poliimmide fluorurata (FPI)

La poliimmide fluorurata (FPI) è un polimero rigido ad alte prestazioni caratterizzato da una struttura altamente regolare con anelli imidici nel suo backbone. Viene sintetizzato facendo reagire le dianidridi fluorurate con le diammine fluorurate tramite policondensazione per fusione o in soluzione, seguita da imidizzazione per formare l'acido poliammidico fluorurato (FPAA).

L'FPI mantiene le ben note caratteristiche della tradizionale poliimmide (PI) - tra cui l'elevata resistenza alla trazione, la resistenza al calore, la stabilità dimensionale e la durata della flessione - offrendo al contempo una maggiore trasparenza, isolamento elettrico e una bassa costante dielettrica. Queste caratteristiche rendono l'FPI particolarmente adatto ad applicazioni elettroniche avanzate come i display OLED, dove l'elevata trasmittanza ottica è fondamentale. Tra gli usi più comuni vi sono i film di copertura, gli strati per pannelli touch screen (TSP) e i film di supporto ad alta trasmittanza.

Gli FPI possono essere classificati in vari modi:

• Per struttura chimica: Tipo etere difenilico, tipo omofenile, tipo benzofenone e tipo bifenile FPI
• Dalla famiglia di polimeri: Polieterimmide fluorurata (FPEI), poliammide fluorurata (FPAI)
• In base al grado di fluorurazione: PI perfluorurato vs. PI parzialmente fluorurato

Spinto dalla domanda in settori di fascia alta come l'elettronica flessibile e i sistemi di gestione termica, il mercato globale degli FPI continua a crescere. Tuttavia, le tecnologie principali rimangono concentrate in Giappone e negli Stati Uniti, dove il Giappone rappresenta circa 90% della produzione globale.

Mentre la Cina ha raggiunto una produzione su larga scala di alcuni monomeri a bassa barriera, come la dianidride dell'acido bifeniltetracarbossilico (BPDA) e la dianidride piromellitica (PMDA), monomeri speciali come l'esafluorodianidride (6FDA) sono stati prodotti solo di recente, riducendo la dipendenza dalle fonti estere.

Copolimero clorotrifluoroetilene-etere vinilico (FEVE)

Per superare i limiti del PVDF nelle applicazioni di rivestimento, i ricercatori giapponesi e statunitensi hanno sviluppato resine fluorocarboniche contenenti gruppi funzionali idrossilici. Nel 1982, la giapponese Asahi Glass ha introdotto il FEVE, un copolimero di fluoroolefine e viniletere, con il nome commerciale di Lumiflon.

FEVE è un copolimero alternato composto da monomeri di fluoruro di vinile e monomeri di etere di vinile (o estere). Le unità di fluoruro di vinile formano una struttura protettiva attorno ai segmenti di etere di vinile, migliorandone la durata. I gruppi idrossilici e carbossilici nelle unità di etere vinilico consentono al FEVE di reticolare con gli isocianati, consentendo processi di polimerizzazione convenzionali senza la necessità di sinterizzare ad alta temperatura.

Per questo motivo, FEVE è solubile in esteri, chetoni e solventi aromatici e può essere applicato con i metodi di rivestimento standard. Può formare:

• Rivestimenti monocomponenti per cottura a media temperatura che utilizzano poliisocianati o resine melamminiche bloccate
• Rivestimenti bicomponenti che polimerizzano a temperatura ambiente in combinazione con poliisocianati (ad esempio, HDI biuret o HDI trimer).

Questi rivestimenti poliuretanici fluorurati offrono un'eccezionale resistenza agli agenti atmosferici, agli agenti chimici (acidi, alcali, solventi) e una ritenzione della brillantezza a lungo termine, rendendoli ideali per finiture architettoniche ad alte prestazioni e rivestimenti anticorrosione per impieghi gravosi.

Etilene propilene fluorato (FEP)

Il FEP è un fluoropolimero lavorabile per fusione formato dalla copolimerizzazione di tetrafluoroetilene (TFE) ed esafluoropropilene (HFP). È una plastica morbida e cristallina con un punto di fusione di 304°C e una densità di 2,15 g/cm³.

Sebbene il FEP abbia una minore resistenza alla trazione, all'usura e al creep rispetto a molti tecnopolimeri, offre un'eccellente inerzia chimica e stabilità termica. La sua costante dielettrica rimane bassa (2,1) in un'ampia gamma di temperature e frequenze. Non è infiammabile, con un indice di ossigeno limitante (LOI) fino a 95%, e mantiene le prestazioni in condizioni criogeniche fino a 392°C.

Tubo FEP

Il FEP è disponibile in granuli per l'estrusione e lo stampaggio, in polvere per il rivestimento a letto fluido o elettrostatico e in dispersione acquosa. I prodotti semilavorati includono film, barre, fogli e monofili.

Le principali applicazioni del FEP includono:

• Rivestimenti per tubi, valvole e apparecchiature per il trattamento chimico
• Rivestimenti di superficie per rulli e fogli staccabili
• Cablaggi e cablaggi: ad esempio, cavi di collegamento per aerei, cavi di rinforzo, sistemi di allarme, cavi per la registrazione di pozzi petroliferi e cavi piatti a nastro.
• Energia solare: il film PEP viene utilizzato come rivestimento nei collettori solari.

Policlorotrifluoroetilene (PCTFE)

Il PCTFE è un fluoropolimero termoplastico ad alte prestazioni sintetizzato mediante polimerizzazione a radicali liberi del clorotrifluoroetilene (CTFE). Presenta una struttura a catena lineare con ripetizioni di -CF₂-unità di CLF-. Originariamente sviluppato da IG Farben in Germania negli anni '30, il PCTFE ha acquisito importanza durante il Progetto Manhattan come materiale chiave per la separazione degli isotopi di uranio. È stato commercializzato nel 1949 con il nome di "Kel-F" dalla 3M negli Stati Uniti.

Tubo PCTFE

Il PCTFE presenta un'eccellente resistenza chimica, stabilità termica, basso assorbimento di umidità e proprietà superiori di barriera ai gas. Gli atomi di fluoro nella struttura molecolare garantiscono l'inerzia, mentre la presenza di cloro migliora la resistenza meccanica, la durezza e la stabilità dimensionale.

Sebbene la resistenza chimica e la stabilità al calore siano leggermente inferiori a quelle del PTFE e del FEP a causa dei legami C-Cl, il PCTFE li supera in termini di rigidità, resistenza allo scorrimento e impermeabilità. Rimane stabile nella maggior parte degli ambienti aggressivi, rompendosi solo a contatto con metalli alcalini fusi o forti acidi ossidanti ad alte temperature.

Proprietà principali del PCTFE:

• Punto di fusione: ~210°C
• Intervallo di temperatura utilizzabile: da -100°C a 150°C
• Elevata precisione dimensionale e chiarezza ottica
• Tasso di trasmissione del vapore acqueo estremamente basso

Le applicazioni più comuni includono:

• Guarnizioni del sistema del vuoto
• Tubi e indicatori trasparenti
• Parti di isolamento elettrico
• Prodotti farmaceutici e dispositivi medici
• Componenti aerospaziali e nucleari

Fluoruro di polivinilidene (PVDF)

Il PVDF è un fluoropolimero semicristallino derivato dalla polimerizzazione del fluoruro di vinilidene (VDF) o dalla sua copolimerizzazione con piccole quantità di altri monomeri fluorurati. Con un contenuto di fluoro di circa 60%, il PVDF offre un eccezionale equilibrio di proprietà chimiche, meccaniche ed elettriche.

Questo materiale ad alte prestazioni presenta un'eccezionale resistenza agli agenti chimici, ai raggi UV, agli agenti atmosferici e all'ossidazione. Offre inoltre un'eccellente resistenza alla trazione, agli urti, alla durezza e all'usura. L'intervallo di temperatura di esercizio del PVDF va da -60°C a 150°C, rendendolo adatto ad applicazioni strutturali e chimiche.

Foglio di PVDF

Proprietà chiave del PVDF:

• Elevata purezza ed eccellente resistenza chimica
• Resistenza superiore alla fatica e al creep
• Buone prestazioni di ritardanza di fiamma e isolamento
• Eccellente lavorabilità tramite stampaggio a iniezione, estrusione e saldatura

Principali aree di applicazione:

• Industria petrolchimica: Materiale di rivestimento per tubi, valvole, serbatoi e scambiatori di calore
• Elettronica: Sistemi di trasporto di sostanze chimiche ad alta purezza nella produzione di semiconduttori
• Rivestimenti: Utilizzato nelle vernici fluorocarboniche ad alte prestazioni per l'architettura
• Accumulo di energia: Leganti, separatori, gel e adesivi per batterie agli ioni di litio: un mercato in rapida crescita per il PVDF

Politetrafluoroetilene fusibile (PFA)

Il PFA, acronimo di perfluoroalcossi alcano, è una fluoroplastica completamente fluorurata che mantiene tutte le eccezionali proprietà del PTFE, come l'inerzia chimica, la superficie antiaderente e la stabilità termica, pur essendo lavorabile per fusione. Ciò rende il PFA un'alternativa ideale al PTFE per le applicazioni che richiedono forme complesse e stampaggio di precisione.

Il PFA viene prodotto copolimerizzando il tetrafluoroetilene (TFE) con perfluoroalchilvinileteri. Questa struttura copolimerica riduce la viscosità della fusione e ne migliora l'adesione, senza sacrificare le caratteristiche ad alte prestazioni associate al PTFE.

Tubo in PFA

Proprietà chiave del PFA:

• Temperatura di servizio continuo: da -80°C a 260°C
• Eccezionale resistenza a quasi tutti i prodotti chimici
• Basso coefficiente di attrito ed eccellente comportamento antiaderente
• Proprietà di isolamento elettrico stabili a tutte le temperature
• Elevata resistenza alla trazione con allungamento 100-300%
• Resistenza alle radiazioni e ritardo di fiamma superiori
• Biocompatibilità - sicura per impianti e dispositivi medici

Applicazioni comuni:

• Tenute, guarnizioni e rivestimenti di valvole nel settore chimico
• Tubi e componenti per dispositivi medici
• Cablaggio e isolamento dei cavi ad alta temperatura
• Rivestimenti antiaderenti e resistenti alla corrosione
• Boccole per pompe, raccordi e vasi di reazione

Etilene tetrafluoroetilene (ETFE)

L'ETFE è un fluoropolimero resistente e semicristallino formato dalla copolimerizzazione di etilene e tetrafluoroetilene. Talvolta indicato come F40, l'ETFE è noto come il più duraturo dei fluoroplastici: combina un'eccellente resistenza chimica e stabilità termica con una maggiore forza meccanica e resistenza alle radiazioni.

Rispetto al PTFE, l'ETFE offre una resistenza alla trazione quasi doppia (fino a 50 MPa) e una migliore adesione alle superfici metalliche, consentendo processi di tight-lining affidabili in sistemi di tubazioni resistenti alla corrosione. Mantiene le prestazioni in un'ampia gamma di temperature ed è altamente resistente ai raggi UV e agli agenti atmosferici.

La membrana ETFE nell'architettura moderna

I principali vantaggi dell'ETFE:

• Eccellente tenacità meccanica e flessibilità
• Elevata trasparenza e stabilità ai raggi UV
• Eccezionale resistenza agli urti e all'abrasione
• Temperatura di lavorazione fino a 300°C; temperatura di servizio fino a 150°C
• Elevata rigidità dielettrica e inerzia chimica

Principali aree di applicazione:

• Architettura: Membrane leggere e traslucide per coperture e facciate (l'ETFE pesa solo 1% di vetro)
• Industria chimica: Rivestimenti per tubi, valvole e serbatoi
• Aerospaziale: Pellicole e isolamenti resistenti alle radiazioni
• Elettronica: Isolamento dei fili e guaina protettiva

I film in ETFE sono altamente duttili (allungamento > 400%) e non si infiammano spontaneamente, il che li rende ideali per le strutture moderne che richiedono durata, trasmissione della luce e resistenza ambientale.

Copolimero tetrafluoroetilene-esafluoropropilene-fluoruro di vinile (THV)

Il THV è un copolimero fluoroplastico flessibile e trasparente composto da tetrafluoroetilene (TFE), esafluoropropilene (HFP) e fluoruro di vinilidene (VDF). Combina la resistenza chimica e l'ininfiammabilità dei fluoroplastici tradizionali con un'eccellente lavorabilità, rendendolo uno dei fluoropolimeri più versatili sviluppati finora.

A differenza del PTFE, che non può essere lavorato per fusione, il THV ha un'ampia finestra di lavorazione e un basso punto di fusione, che ne consentono l'estrusione, la coestrusione, lo stampaggio a iniezione, il soffiaggio, la laminazione, il rivestimento per immersione e l'utilizzo in applicazioni cinematografiche. È il fluoroplastico commerciale più morbido, noto per la sua superiore flessibilità e trasparenza.

Proprietà chiave del THV:

• Eccellente resistenza chimica a gas e liquidi corrosivi
• Trasparenza UV e basso indice di rifrazione - ideale per applicazioni ottiche
• Bassa temperatura di fusione, che consente il co-processamento con polimeri non fluorurati
• Buona adesione a metalli e plastiche: non è necessario alcun trattamento superficiale.
• Realizzabile con radiazioni per migliorare la resistenza alle alte temperature e la forza.

Le applicazioni più comuni del THV includono:

• Linee carburante e tubi chimici multistrato
• Fibre ottiche flessibili e materiali per il controllo della luce
• Pellicole architettoniche e incapsulamento dei pannelli solari
• Rivestimenti protettivi e tubi trasparenti per ambienti aggressivi
• Contenitori specializzati, parti stampate e rivestimenti resistenti alla pressione

La trasparenza del THV nello spettro da UV a IR, combinata con l'inerzia chimica e la capacità di legare, lo rende un candidato forte per le applicazioni emergenti nel settore solare, ottico e dell'elettronica di precisione.

Etilene clorotrifluoroetilene (ECTFE)

L'ECTFE è un copolimero resistente e semicristallino ottenuto da etilene e clorotrifluoroetilene (CTFE). Offre un'eccezionale resistenza alla corrosione e una bassa permeabilità, che lo rendono la scelta ideale per gli ambienti di lavorazione chimica più esigenti. Tra tutti i fluoropolimeri, l'ECTFE si distingue in particolare per la sua resistenza ai forti ossidanti, al cloro e a un'ampia gamma di sostanze chimiche inorganiche e organiche.

L'ECTFE mantiene le prestazioni in un'ampia gamma di temperature, dalle condizioni criogeniche fino a 149°C. Offre inoltre eccellenti proprietà meccaniche, resistenza agli urti e isolamento elettrico, anche in ambienti di servizio aggressivi.

Proprietà principali dell'ECTFE:

• Eccezionale resistenza ad acidi, basi, solventi e composti a base di cloro
• Assorbimento e permeazione dell'acqua molto bassi
• Elevata levigatezza della superficie, che resiste alla crescita microbica
• Buona tenacità meccanica e resistenza agli urti
• Prestazioni dielettriche stabili in un'ampia gamma di frequenze

Un interessante confronto effettuato da Ausimont (ora parte di Solvay) ha dimostrato che, con un ingrandimento di 1000x, la superficie dell'ECTFE (in particolare dei materiali rivestiti con HALAR®) rimaneva più liscia e presentava un numero significativamente inferiore di siti di adesione microbica rispetto alle superfici in polipropilene (PP), PVDF o PVC. Ciò conferisce all'ECTFE un netto vantaggio igienico nelle applicazioni chimiche e farmaceutiche.

Principali applicazioni dell'ECTFE:

• Sistemi di drenaggio e acque reflue in impianti chimici e petrolchimici
• Scrubber, condotti di scarico e sistemi di pulizia chimici
• Materiale di rivestimento per serbatoi, recipienti e tubazioni che trattano sostanze aggressive
• Isolamento di fili e cavi in ambienti industriali difficili

Fluoruro di polivinile (PVF)

Il fluoruro di polivinile (PVF) è un fluoropolimero parzialmente cristallino prodotto dall'omopolimerizzazione del fluoruro di vinile. Con il più basso contenuto di fluoro tra le fluoroplastiche commerciali, il PVF offre un equilibrio unico tra economicità, trasparenza e durata, rendendolo ideale per le applicazioni a film sottile.

Il PVF è una termoplastica bianca e polverosa con un punto di fusione di circa 190-200°C e una temperatura di decomposizione superiore ai 210°C. Ha un intervallo di temperatura di utilizzo compreso tra -100°C e 150°C e un peso molecolare tipicamente compreso tra 60.000 e 180.000.

Film PVF per backsheet fotovoltaico

Proprietà chiave del PVF:

• Elevato isolamento elettrico e trasparenza (compresa la trasmittanza UV)
• Buona resistenza agli agenti atmosferici, agli agenti chimici e all'invecchiamento
• Forte tenacità e flessibilità in forma di film sottile
• Basso costo rispetto ad altri materiali fluoroplastici

Principali applicazioni del PVF:

• Backsheet per moduli fotovoltaici e pannelli solari
• Pellicole protettive per pannelli architettonici e interni di aerei
• Imballaggi per sostanze corrosive e oli
• Pellicole agricole e materiali per l'isolamento elettrico

Il PVF viene utilizzato principalmente sotto forma di film, il che ne migliora notevolmente le proprietà di barriera contro i raggi UV, gli agenti chimici, l'umidità e il degrado ambientale, rendendolo indispensabile nelle applicazioni esterne di lunga durata.

Poliuretano fluorurato

Il poliuretano (PU) è un polimero altamente versatile composto da gruppi ripetuti di carbammato (uretano). È ampiamente utilizzato in applicazioni che vanno dalle schiume, agli elastomeri, agli adesivi, ai rivestimenti e alle fibre sintetiche. Sebbene il poliuretano offra eccellenti proprietà meccaniche, come forza, elasticità e durezza, in genere presenta una scarsa resistenza all'acqua, agli agenti atmosferici e alle sostanze chimiche.

Per superare queste limitazioni, è possibile introdurre atomi di fluoro nella struttura molecolare del poliuretano. La fluorurazione migliora le caratteristiche superficiali e termiche del polimero, preservandone la tenacità e l'elasticità intrinseche.

I vantaggi del poliuretano fluorurato includono:

• Energia superficiale più bassa per una maggiore repellenza all'acqua e all'olio
• Migliore resistenza al calore e stabilità all'ossidazione
• Riduzione della costante dielettrica e dell'indice di rifrazione
• Resistenza chimica e prestazioni antivegetative migliorate
• Resistenza agli agenti atmosferici e resistenza alla fiamma superiori

L'incorporazione di legami C-F determina una maggiore energia di legame e una superficie chimicamente più inerte, rendendo i poliuretani fluorurati adatti agli ambienti più difficili. Questi materiali sono sempre più utilizzati in:

• Rivestimenti resistenti agli agenti atmosferici e anticorrosione
• Materiali isolanti a bassa tensione per la microelettronica
• Compositi aerospaziali e militari
• Applicazioni biomediche, come rivestimenti per impianti e tubi medicali
• Rivestimenti protettivi per la conservazione del patrimonio culturale

Il poliuretano fluorato rappresenta una classe avanzata di materiali che combina la flessibilità del PU con la resilienza chimica dei fluoropolimeri, offrendo prestazioni multifunzionali per applicazioni industriali e specializzate.

Gomma fluorurata (fluoroelastomero)

La gomma fluorurata, nota anche come fluoroelastomero, è un elastomero sintetico che contiene atomi di fluoro nella sua spina dorsale polimerica o nelle catene laterali. È noto per la sua eccezionale resistenza al calore, all'olio, al carburante e agli agenti chimici aggressivi, pur offrendo forti proprietà meccaniche ed elastiche. Grazie a questa rara combinazione di caratteristiche, la gomma fluorurata è ampiamente utilizzata in ambienti di tenuta estremi come l'industria aerospaziale, automobilistica, chimica e militare.

Gomma perfluoroetere (FFKM)

Le principali categorie di fluorubber comprendono:

• FKM: Il tipo più comune, prodotto con fluoruro di vinilidene, esafluoropropilene e tetrafluoroetilene. Comprende i tipi di gomma di tipo 26, 246 e perfluoroetere.
• FFKM (perfluoroelastomero): Prodotto con tetrafluoroetilene ed eteri perfluorovinilici. Offre la massima resistenza chimica e termica (fino a 325°C) e viene spesso utilizzato in applicazioni di semiconduttori, aerospaziali e farmaceutiche.
• FEPM: Copolimero di tetrafluoroetilene e propilene. Resistente ad acidi, alcali, vapore, oli e liquidi per freni. Utilizzato nell'industria automobilistica, chimica e alimentare.
• FZ (gomma fosfazenica fluorurata): Non contiene legami carbonio-carbonio nella sua spina dorsale. Offre un'eccellente resistenza all'ozono, alle basse temperature (fino a -68°C) e all'invecchiamento chimico. Presenta inoltre un'elevata resistenza alla fiamma e alla flessione.

Proprietà chiave delle fluororesine:

• Eccellenti prestazioni ad alta temperatura: tipicamente da -20°C a 200°C; alcuni gradi fino a 325°C
• Eccezionale resistenza a oli, carburanti e solventi
• Bassa permeabilità ai gas e forte resistenza meccanica
• Buona resistenza all'invecchiamento in presenza di calore, raggi UV e ozono

Applicazioni comuni:

• O-ring, guarnizioni, tenute e diaframmi in motori e sistemi idraulici
• Componenti per sistemi di alimentazione nei settori aerospaziale e automobilistico
• Tubi, sedi di valvole e tappi di bottiglia ad alte prestazioni
• Soluzioni di tenuta estrema nelle apparecchiature per il trattamento dei semiconduttori

Le prestazioni della gomma fluorurata in condizioni estreme la rendono un materiale essenziale nei settori in cui sicurezza, durata e stabilità chimica sono fondamentali. Tra le gomme sintetiche, rimane una delle soluzioni di tenuta più versatili e affidabili.

Polimero di acrilato fluorurato

I polimeri acrilati fluorurati sono materiali specializzati derivati dall'incorporazione di gruppi fluorurati nelle catene dei polimeri acrilati convenzionali. I polimeri acrilati sono ampiamente utilizzati nei rivestimenti, nei tessuti, nella finitura della carta e nell'edilizia grazie alla loro facilità di lavorazione, alla forte capacità di formare film e all'efficienza dei costi. Tuttavia, spesso mancano di sufficiente idrofobicità, oleofobicità e resistenza agli agenti atmosferici, limitazioni che possono essere affrontate con la fluorurazione.

Introducendo atomi di fluoro - in particolare CF₃ e CF₂ nella catena polimerica, la tensione superficiale si riduce, migliorando la resistenza all'acqua, all'olio, allo sporco e alle sostanze chimiche. Questi polimeri mostrano anche una migliore stabilità termica e ai raggi UV, che li rende ideali per i rivestimenti per esterni e ad alte prestazioni.

Vantaggi dei polimeri di acrilato fluorurato:

• Maggiore idrorepellenza e oleorepellenza
• Migliori proprietà di resistenza agli agenti atmosferici e antivegetative
• Maggiore levigatezza della superficie ed effetto autopulente
• Buona resistenza chimica e bassa energia superficiale
• Alcuni tipi offrono proprietà antibatteriche e bio-inerti.

Tipi di polimeri di acrilato fluorurato:

• Omopolimeri: Offrono una forte repellenza ma sono costosi e fragili
• Miscele di copolimeri: Monomeri fluorurati copolimerizzati con acrilati standard o monomeri funzionali per bilanciare prestazioni e costi

I comuni monomeri di acrilato fluorurato includono:

• Acrilato di esafluorobutile
• Metacrilato di dodecafluoretile
• Perfluorosulfonammidi (metacrilati)
• Perfluoroalchil acrilati di etile

Nota importante: Sebbene gli acrilati perfluoroalchilici a catena più lunga (C8 e oltre) mostrino prestazioni superiori, sono persistenti dal punto di vista ambientale e più difficili da degradare. Molti Paesi ne regolamentano o limitano l'uso, spostando la domanda verso alternative a catena più corta (C6 e inferiori).

Aree di applicazione principali:

• Rivestimenti per tessuti e pelli per l'idrorepellenza e le macchie
• Rivestimenti architettonici e automobilistici autopulenti
• Carta antiaderente, imballaggi e rivestimenti antiadesivi
• Pellicole protettive per elettronica e pannelli solari

Policarbonato fluorurato

Il policarbonato (PC) è un materiale termoplastico ad alte prestazioni noto per l'eccellente resistenza agli urti, la chiarezza ottica e l'isolamento elettrico. La forma più comune, a base di bisfenolo A (BPA), è ampiamente utilizzata per componenti automobilistici, sistemi di illuminazione, elettronica, materiali da costruzione e imballaggi. Tuttavia, il PC convenzionale può risultare insufficiente nelle applicazioni di fascia alta che richiedono proprietà termiche, chimiche e dielettriche superiori.

Il policarbonato fluorato affronta queste limitazioni incorporando blocchi di costruzione fluorurati come il bisfenolo AF (BPAF), che contiene -CF₃ Questi gruppi introducono interazioni intermolecolari più forti e riducono la polarizzabilità. Questi gruppi introducono interazioni intermolecolari più forti e riducono la polarizzabilità del polimero, ottenendo prestazioni superiori.

Vantaggi del policarbonato fluorurato:

• Maggiore stabilità termica e temperatura di transizione vetrosa più elevata (T_g)
• Costante dielettrica più bassa per un migliore isolamento
• Riduzione dell'assorbimento d'acqua e miglioramento della stabilità dimensionale
• Maggiore resistenza chimica e agli agenti atmosferici
• Migliore trasparenza e minore indice di rifrazione

Questi vantaggi rendono i policarbonati fluorurati adatti ai film ottici di nuova generazione, ai componenti aerospaziali e ai materiali isolanti per la microelettronica. Sono anche candidati promettenti per applicazioni in ambienti difficili, dove i PC tradizionali si degraderebbero più rapidamente.

A causa della loro complessa sintesi e del loro costo elevato, i policarbonati fluorurati sono utilizzati principalmente in settori specializzati. Tuttavia, il loro sviluppo sta accelerando con l'aumento della domanda di materiali leggeri, termicamente stabili e a basso potere dielettrico nelle applicazioni elettroniche e ottiche ad alta frequenza.

P(VDF-co-CTFE) - Copolimero di fluoruro di vinile-clorotrifluoroetilene

Il P(VDF-co-CTFE) è un copolimero fluorurato formato dalla polimerizzazione del fluoruro di vinilidene (VDF) con il clorotrifluoroetilene (CTFE). Sviluppato inizialmente per applicazioni militari negli anni '50, è stato commercializzato con il marchio Kel® F da Kellogg nel 1955.

Regolando il rapporto tra VDF e CTFE, è possibile regolare con precisione le proprietà del copolimero, come la flessibilità, la cristallinità e le prestazioni termiche. In particolare, la presenza di CTFE riduce la cristallinità e aumenta le regioni amorfe, conferendo al materiale una maggiore tenacità e una migliore lavorabilità rispetto al PVDF o al PCTFE puri.

Caratteristiche principali del P(VDF-co-CTFE):

• Temperatura di transizione vetrosa regolabile (T_g) tra quello del PVDF (-40°C) e del PCTFE (+45°C).
• Maggiore flessibilità e allungamento
• Buona resistenza agli agenti chimici e atmosferici
• Bassa permeabilità all'umidità
• Eccellente adesione a metalli e altri substrati

Le applicazioni tipiche includono:

• Rivestimenti interni per tubazioni per il trasporto di fluidi nei sistemi petroliferi e del gas (in particolare tubazioni sottomarine e onshore)
• Strati protettivi per tubi, membrane e film flessibili
• Materiali barriera in ambienti chimici di elevata purezza

Il P(VDF-co-CTFE) è apprezzato per il suo equilibrio tra flessibilità, prestazioni barriera e stabilità chimica, che lo rendono adatto ad ambienti aggressivi in cui le plastiche tradizionali fallirebbero.

P(VDF-co-TrFE) - Copolimero di fluoruro di vinile-trifluoroetilene

Il P(VDF-co-TrFE) è un copolimero fluorurato semicristallino ottenuto copolimerizzando il fluoruro di vinilidene (VDF) con il trifluoroetilene (TrFE). Presenta un forte comportamento ferroelettrico e piezoelettrico, che lo rende un materiale chiave per sensori, attuatori e dispositivi di raccolta dell'energia.

Con un contenuto molare di VDF compreso tra 50% e 80%, il P(VDF-co-TrFE) forma una struttura cristallina a fase β che supporta la polarizzazione elettrica spontanea. Dopo la polarizzazione (allineamento dei dipoli mediante calore o campo elettrico), il materiale dimostra elevati coefficienti piezoelettrici e accoppiamento elettromeccanico.

Proprietà chiave del P(VDF-co-TrFE):

• Elevata risposta piezoelettrica (d₃₁ e d₃₃ fino a ±25 pC/N)
• Buona flessibilità meccanica ed estensibilità
• Accoppiamento elettromeccanico più elevato (k_t) rispetto alle controparti in ceramica
• Utilizzabile in film sottile, fibra e forme stampate
• Comportamento termoplastico: consente una facile lavorazione rispetto alle piezoceramiche più fragili.

Principali aree di applicazione:

• Sensori e trasduttori piezoelettrici (pressione, vibrazione, deformazione)
• Imaging a ultrasuoni e idrofoni
• Micro-altoparlanti e microfoni
• Sistemi di raccolta dell'energia e indossabili intelligenti
• Dispositivi di memoria piroelettrici ed elettroattivi

Rispetto alle piezoceramiche tradizionali come il PZT, il P(VDF-co-TrFE) offre una migliore flessibilità, processabilità e compatibilità con l'elettronica morbida, rendendolo ideale per applicazioni mediche, di consumo e di monitoraggio strutturale.

Politrifluorostyrene (PTFS)

Il politrifluorostilene (PTFS) è un omopolimero derivato dal trifluorostilene (TFS), strutturalmente simile al politetrafluoroetilene (PTFE), ma con un atomo di fluoro sostituito da un anello fenilico (benzene). Di conseguenza, il PTFS presenta proprietà fisiche e chimiche distinte, che lo rendono oggetto di crescente interesse nel campo dei materiali funzionali fluorurati.

Il PTFS ha una temperatura di transizione vetrosa relativamente alta (~210°C) ed è amorfo con una cristallinità molto bassa. A differenza del PTFE, è fragile a temperatura ambiente e si scioglie in diversi solventi organici, il che limita il suo uso diretto nei componenti strutturali ma apre nuove opportunità per le applicazioni funzionali.

Caratteristiche principali del PTFS:

• Elevata stabilità termica e temperatura di transizione vetrosa
• Solubilità in una varietà di solventi organici polari
• Bassa energia superficiale e reattività chimica
• Fragile e non resistente all'usura senza modifiche

Per ampliarne la funzionalità, il PTFS può essere modificato chimicamente (funzionalizzato) per introdurre gruppi attivi per applicazioni avanzate:

• Solfonazione: Produce membrane a scambio cationico per celle a combustibile e per la separazione degli ioni
• Nitrazione: Consente lo sviluppo di film ottici ad alta birifrangenza

Metodi di funzionalizzazione:

1. Pre-polimerizzazione: Sintetizzare monomeri trifluorostilici modificati e poi copolimerizzare: più versatile ma chimicamente complesso
2. Post-polimerizzazione: Modificare il PTFS direttamente dopo la polimerizzazione: più semplice, ma limitato nella diversità dei gruppi e nel rischio di reticolazione.

Sebbene sia ancora in fase di ricerca e sviluppo, il PTFS ha un potenziale nelle tecnologie avanzate delle membrane, nei film ottici e nei rivestimenti speciali, soprattutto quando l'elevato contenuto di fluoro e la solubilità sono vantaggiosi.

Resina di acido perfluorosolfonico

La resina di acido perfluorosolfonico (PFSA) è uno ionomero ad alte prestazioni noto per la sua straordinaria stabilità chimica, l'elevata conducibilità protonica e la resistenza termica. È considerato uno dei superacidi solidi più forti ed è un materiale fondamentale per la produzione di membrane a scambio protonico (PEM) per le celle a combustibile e di membrane a scambio ionico per i processi elettrochimici.

Le resine PFSA sono tipicamente sintetizzate copolimerizzando il tetrafluoroetilene (TFE) con monomeri di etere perfluorovinilico contenenti gruppi funzionali di acido solfonico. La presenza di atomi di fluoro altamente elettronegativi conferisce un'eccezionale resistenza agli attacchi chimici e all'ossidazione, mentre i gruppi di acido solfonico forniscono una forte conduttività ionica.

Proprietà principali della resina PFSA:

• Eccellente stabilità termica (stabile fino a ~200°C)
• Eccezionale resistenza chimica, anche in presenza di acidi e basi forti
• Elevata conduttività protonica grazie ai gruppi di acido solfonico
• Buona resistenza meccanica e lavorabilità come termoplastico
• Durata a lungo termine in condizioni elettrochimiche

Per produrre le membrane, la resina PFSA viene tipicamente lavorata per fusione a 160-230°C ed estrusa in film. Questi film vengono poi ammorbiditi e laminati per il rinforzo meccanico. Grazie alla sua struttura unica, la resina combina i vantaggi dei dorsali fluoropolimerici con gruppi funzionali a conduzione ionica.

Aree di applicazione principali:

• Celle a combustibile: Membrane a scambio di protoni (PEM) per sistemi energetici a idrogeno e veicoli elettrici
• Industria dei cloro-alcali: Membrane a scambio ionico per l'elettrolisi della salamoia
• Elettrolizzatori: Produzione di idrogeno tramite elettrolisi dell'acqua
• Sistemi a batteria: Separatori per batterie a flusso e film conduttori di protoni
• Ingegneria ambientale: Recupero degli acidi e separazione degli ioni di metalli pesanti

Con la spinta globale verso l'energia pulita, la domanda di resina PFSA è in rapido aumento, soprattutto come materiale di base nelle celle a combustibile a idrogeno e nei sistemi di elettrolisi utilizzati nei veicoli a nuova energia e nelle tecnologie di stoccaggio dell'energia.

Gomma fluorosiliconica

La gomma fluorosiliconica è un elastomero ibrido che combina i vantaggi del silicone e dei composti fluorurati. È stato sviluppato per superare i punti deboli della gomma siliconica convenzionale, in particolare la sua scarsa resistenza ai carburanti, agli oli e agli agenti chimici aggressivi, pur mantenendo le sue eccellenti caratteristiche di flessibilità, stabilità termica e resistenza agli agenti atmosferici.

La spina dorsale della gomma fluorosiliconica si basa sul polisilossano (catene di silicio-ossigeno), con alcuni gruppi metilici sostituiti da catene laterali trifluoropropiliche. Questa modifica migliora significativamente la resistenza agli oli, ai carburanti e ai solventi, pur mantenendo le caratteristiche chiave dei materiali siliconici tradizionali.

I principali vantaggi della gomma fluorosiliconica:

• Eccellente flessibilità alle basse temperature (fino a -60°C)
• Eccezionale resistenza a carburanti, oli e fluidi idraulici
• Prestazioni stabili in un ampio intervallo di temperature (da -60°C a 200°C)
• Buona resistenza all'ozono, ai raggi UV e agli agenti atmosferici
• Basso set di compressione ed elevata resilienza

Le applicazioni tipiche includono:

• Componenti di tenuta nei sistemi di alimentazione aerospaziali e automobilistici
• Guarnizioni, O-ring e tubi flessibili in ambienti chimici difficili
• Tubi medicali e industriali esposti a solventi
• Isolanti elettrici che richiedono resistenza all'olio e al calore

La gomma fluorosiliconica è particolarmente utile nelle applicazioni in cui l'esposizione a carburanti e sostanze chimiche è inevitabile e in cui le gomme siliconiche o fluorocarboniche tradizionali si degradano nel tempo. Sebbene sia più costosa dei siliconi standard, le sue prestazioni in ambienti estremi giustificano il costo nelle applicazioni mission-critical.

Poliestere fluorurato

Il poliestere fluorato è una classe di poliesteri modificati in cui alcuni atomi di idrogeno sulla spina dorsale del polimero o sulle catene laterali sono sostituiti da atomi di fluoro. Questa modifica strutturale migliora le proprietà superficiali, termiche e chimiche del materiale, ampliandone l'uso in rivestimenti, film e fibre ad alte prestazioni.

In base al posizionamento del fluoro, i poliesteri fluorurati sono classificati in tre tipi:

• Gli atomi di fluoro nel catena principale
• Gli atomi di fluoro nel catena laterale
• Atomi di fluoro in sia la catena principale che quella laterale

I vantaggi del poliestere fluorurato includono

• Energia libera superficiale più bassa per un'eccellente idrorepellenza e oleosità
• Riduzione del coefficiente di attrito e della costante dielettrica
• Migliore resistenza agli agenti atmosferici e all'ossidazione
• Elevata trasparenza e trasmissione della luce nei film sottili
• Forte resistenza agli attacchi chimici e alla degradazione UV

Aree di applicazione:

• Rivestimenti antivegetativi e resistenti agli agenti atmosferici per edifici e infrastrutture
• Pellicole impermeabili e antiappannanti per elettronica e ottica
• Tessuti autopulenti e fibre tecniche ad alte prestazioni
• Resine intermedie per la produzione di rivestimenti poliuretanici fluorurati

I poliesteri fluorurati stanno conquistando l'attenzione delle industrie che richiedono materiali con caratteristiche di protezione superficiale e durata ambientale. Le versioni idrossilterminate possono anche servire come prepolimeri in sistemi poliuretanici avanzati per rivestimenti e adesivi.

Resina epossidica fluorurata

Le resine epossidiche sono polimeri termoindurenti ampiamente utilizzati, apprezzati per la loro forte adesione, resistenza chimica, isolamento elettrico e resistenza meccanica. Tuttavia, le resine epossidiche convenzionali sono spesso carenti in termini di idrofobicità, resistenza agli oli e stabilità agli agenti atmosferici a lungo termine. La modifica della fluorurazione risolve queste carenze introducendo gruppi fluorurati nella spina dorsale della resina o nelle catene laterali.

Incorporando atomi di fluoro, in particolare di CF₃ o CF₂ La resina epossidica a base di unità di carbonio ottiene prestazioni significativamente migliori grazie al forte legame C-F (energia di legame ~486 kJ/mol), alla bassa polarizzabilità e all'elevata elettronegatività del fluoro.

I principali miglioramenti derivanti dalla fluorurazione:

• Eccellente resistenza chimica (acidi, basi, solventi)
• Energia superficiale più bassa, con conseguente migliore repellenza all'acqua e all'olio
• Intervallo di temperatura operativa più ampio e migliore stabilità termica
• Riduzione della costante dielettrica e dell'indice di rifrazione
• Migliore resistenza all'invecchiamento, ai raggi UV e comportamento antivegetativo

Gli atomi di fluoro si dispongono elicoidalmente intorno alla spina dorsale di carbonio del polimero, formando uno scudo tridimensionale che protegge la resina dal degrado ambientale e dagli attacchi chimici.

I campi di applicazione comprendono:

• Rivestimenti ad alte prestazioni per uso aerospaziale, marino e automobilistico
• Imballaggio elettronico e isolamento per la microelettronica
• Adesivi ottici e rivestimenti antiriflesso
• Compositi speciali per la difesa e le tecnologie satellitari

A causa del suo costo e della sua complessità, la resina epossidica fluorurata è tipicamente riservata ad applicazioni di fascia alta in cui l'affidabilità a lungo termine, le prestazioni elettriche e la resistenza ambientale sono fondamentali. Con l'aumento della domanda di materiali di nuova generazione, si prevede che il suo uso si espanderà ulteriormente nell'elettronica di precisione e nelle infrastrutture avanzate.

Polietereterchetoneketone fluorurato (PEEKK)

Il polietereterchetoneketone (PEEKK) è un polimero termoplastico ad alte prestazioni della famiglia PAEK, strutturalmente simile al PEEK ma con gruppi chetonici aggiuntivi che ne migliorano la rigidità e la stabilità termica. Offre eccellenti proprietà meccaniche, resistenza chimica, tolleranza alle radiazioni e isolamento elettrico, che lo rendono adatto ad applicazioni aerospaziali, nucleari ed elettroniche.

Tuttavia, come molte termoplastiche ad alte prestazioni, il PEEKK non modificato soffre di alte temperature di lavorazione e di scarsa solubilità. L'introduzione di atomi di fluoro nella spina dorsale del polimero o nelle catene laterali è un modo efficace per affrontare queste limitazioni.

Vantaggi del PEEKK fluorurato:

• Miglioramento della stabilità termica e del ritardo di fiamma
• Costante dielettrica più bassa e indice di rifrazione ridotto
• Maggiore solubilità nei solventi organici - lavorazione più semplice
• Minore assorbimento di umidità per una maggiore stabilità dimensionale
• Maggiore trasparenza ottica ed efficienza di trasmissione della luce

Gli atomi di fluoro diminuiscono le interazioni intermolecolari e riducono la polarizzabilità del polimero, migliorando la flessibilità e le proprietà ottiche e mantenendo un'integrità meccanica ad alte prestazioni.

Potenziale di applicazione:

• Materiali a basso livello dielettrico per l'elettronica ad alta velocità e i dispositivi 5G
• Componenti di guide d'onda ottiche e film strutturali trasparenti
• Membrane gas-selettive per uso ambientale e medico
• Isolatori resistenti alle radiazioni in ambienti aerospaziali e nucleari

Il PEEKK fluorato è un promettente materiale di nuova generazione che unisce una forza eccezionale alla lavorabilità e al comportamento dielettrico avanzato, rendendolo un candidato competitivo nei settori high-tech e mission-critical.

Poliariletere fluorurato

I poliarileteri fluorurati sono una classe di polimeri ad alte prestazioni formati introducendo atomi di fluoro nella spina dorsale o nelle catene laterali dei poliarileteri tradizionali. Questa modifica strutturale migliora le proprietà termiche, elettriche e superficiali, rendendoli adatti all'uso nell'elettronica avanzata, nei sistemi ottici e nelle applicazioni resistenti alle sostanze chimiche.

I poliarileteri sono già noti per la loro stabilità termica, la resistenza meccanica e il basso assorbimento di umidità. L'aggiunta di gruppi fluorurati, come il trifluorometile (-CF₃) o esafluoroisopropile (-C(CF₃)₂)- migliora ulteriormente le prestazioni riducendo le interazioni intermolecolari e migliorando le proprietà dielettriche.

Miglioramenti chiave delle prestazioni grazie alla fluorurazione:

• Costante dielettrica e fattore di dissipazione inferiori
• Miglioramento del ritardo di fiamma e della stabilità termica
• Ridotto assorbimento di umidità e migliore stabilità idrolitica
• Maggiore solubilità in solventi organici: lavorazione più semplice
• Miglioramento della trasparenza e della stabilità del colore

I comuni monomeri fluorurati utilizzati:

• Esafluorobisfenolo A (6F-BPA) o i suoi derivati
• Unità di difenil etere e bifenile fluorurati

Aree di applicazione:

• Materiali isolanti per circuiti integrati su larghissima scala (ULSI)
• Pellicole a basso potere dielettrico per l'elettronica ad alta velocità
• Membrane per la separazione dei gas e sistemi di filtrazione
• Guide d'onda ottiche e dispositivi fotonici

Grazie alle loro proprietà meccaniche equilibrate, alla stabilità dimensionale e all'eccellente isolamento elettrico, i poliarileganti fluorurati stanno guadagnando terreno nella microelettronica, nelle telecomunicazioni e nei sistemi di energia pulita, dove l'affidabilità e l'integrità del segnale sono fondamentali.

Poli(ariletere nitrile) fluorurato (FPEN)

Il poli(nitrile arilico) (PEN) è un tecnopolimero ad alte prestazioni noto per l'eccellente resistenza al calore, la forza meccanica, la stabilità dielettrica e la resistenza alle radiazioni. È ampiamente utilizzato nelle applicazioni aerospaziali, elettroniche e biomediche. Tuttavia, i materiali PEN tradizionali hanno una solubilità e una lavorabilità limitate, che possono essere migliorate con la fluorurazione.

Il PEN fluorato (FPEN) viene sintetizzato introducendo unità contenenti fluoro e strutture di fenolftaleina nel backbone del polimero. Questa modifica aumenta significativamente la solubilità e mette a punto le proprietà termiche e dielettriche del polimero.

Miglioramento delle prestazioni di FPEN:

• Miglioramento della solubilità in solventi come DMAc, DMF, cloroformio e butanone.
• Maggiore stabilità termica, con temperature di transizione vetrosa (T_g) in genere superiore a 200°C
• Costante dielettrica ridotta - ideale per l'isolamento elettronico
• Maggiore flessibilità e capacità di formare film

L'aggiunta di fluoro riduce le forze intermolecolari e la polarizzabilità, consentendo una più facile formazione del film e una migliore compatibilità con materiali compositi o rivestimenti. Inoltre, conferisce idrofobicità e una migliore stabilità dimensionale in condizioni ambientali difficili.

Aree di applicazione del FPEN:

• Substrati per circuiti flessibili e pellicole isolanti
• Componenti elettronici a microonde e RF
• Rivestimenti e laminati termicamente stabili
• Materiali resistenti alle radiazioni nei sistemi aerospaziali e nucleari

Con la crescente domanda di polimeri resistenti alle alte frequenze e alle alte temperature, FPEN si posiziona come un forte candidato per l'elettronica flessibile avanzata, i sensori di precisione e i sistemi di alimentazione di nuova generazione.

Fluoropolimero amorfo

I fluoropolimeri amorfi sono un sottoinsieme unico di materiali fluorurati sviluppato alla fine degli anni '80 per soddisfare l'esigenza di fluoropolimeri trasparenti, solubili e otticamente avanzati. A differenza dei fluoroplastici semicristallini come il PTFE o il FEP, i fluoropolimeri amorfi sono privi di domini cristallini ordinati, il che garantisce un'elevata trasparenza, un comportamento meccanico isotropo e proprietà ottiche eccellenti.

Il fluoropolimero amorfo più conosciuto è il copolimero di perfluoro-2,2-dimetil-1,3-diossolo (PDD) e tetrafluoroetilene (TFE), commercializzato come Teflon® AF di DuPont. Combina la resistenza termica e chimica dei fluoropolimeri convenzionali con una trasparenza senza pari e un basso indice di rifrazione.

Caratteristiche principali dei fluoropolimeri amorfi:

• Elevata trasmittanza luminosa in tutto lo spettro UV-IR
• Basso indice di rifrazione (~1,29) - ideale per applicazioni ottiche
• Eccellenti proprietà dielettriche e basso fattore di dissipazione
• Solubilità in solventi fluorurati speciali
• Elevata permeabilità ai gas e flessibilità di lavorazione

Applicazioni comuni:

• Fibre ottiche, lenti e film di guida della luce
• Membrane per la separazione dei gas
• Strumenti analitici e diagnostici
• Dispositivi medici e tubi trasparenti
• Substrati e guide d'onda per l'elettronica ad alta frequenza

Grazie alla loro struttura amorfa, questi fluoropolimeri offrono una trasparenza e una versatilità di lavorazione superiori, senza compromettere l'inerzia chimica. Le loro prestazioni sono particolarmente apprezzate nella produzione di semiconduttori, nella fotonica e nell'elettronica di alta precisione, dove la trasmissione della luce e la resistenza ambientale sono fondamentali.

Perfluoropolietere (PFPE)

I perfluoropolieteri (PFPE) sono una classe di polimeri completamente fluorurati a basso peso molecolare noti per la loro eccezionale stabilità chimica, la bassa energia superficiale e l'ampio intervallo di temperatura dei liquidi. Tipicamente presenti come liquidi limpidi e incolori a temperatura ambiente, i PFPE sono ampiamente utilizzati come lubrificanti, soprattutto nelle applicazioni aerospaziali, nei semiconduttori e nel vuoto, dove gli oli convenzionali non funzionano.

Perfluoropolietere

Le molecole di PFPE sono composte solo da carbonio (C), fluoro (F) e ossigeno (O), il che le rende chimicamente inerti e termicamente stabili. Le loro prestazioni non si degradano in ambienti ad alto vuoto, ossidanti o corrosivi.

Caratteristiche principali del PFPE:

• Ampio intervallo di temperatura dei liquidi (da -90°C a +250°C)
• Pressione di vapore estremamente bassa, ideale per i sistemi ad alto vuoto
• Elevata stabilità termica e ossidativa
• Eccellenti prestazioni di lubrificazione e antiusura
• Non infiammabile, non reattivo e compatibile con la maggior parte dei metalli e degli elastomeri.

Tipi di PFPE e metodi di produzione:

• PFPE di tipo K e di tipo D: Prodotto tramite polimerizzazione anionica
• Tipo D: Sintetizzato a partire da tetrafluoroossetano tramite polimerizzazione ad apertura anulare e fluorurazione
• Tipo K: Basato sull'ossido di esafluoropropilene (HFPO) utilizzando catalizzatori a ioni fluoruro

I campi di applicazione comprendono:

• Aerospaziale: Grassi per lo spazio, lubrificanti per cuscinetti e componenti criogenici
• Semiconduttori: Lubrificanti per pompe da vuoto per incisione al plasma, LPCVD e impiantazione ionica
• Attrezzature industriali: Catene di trasporto ad alta temperatura, macchine per la carta e rulli tessili
• Trattamento chimico: Sigillatura e lubrificazione in ambienti con gas reattivi

I PFPE sono i lubrificanti preferiti nelle situazioni in cui sono essenziali l'affidabilità a lungo termine, l'estrema gamma termica e l'inerzia chimica. La loro impareggiabile stabilità e compatibilità li rende insostituibili nei settori tecnologici avanzati.

Se state progettando sistemi ad alte prestazioni o acquistando materiali avanzati, la conoscenza dei fluoropolimeri è fondamentale. Dalla resistenza chimica alla stabilità termica, la scelta del polimero giusto può fare la differenza nella vostra applicazione. Avete bisogno di aiuto per scegliere il fluoropolimero giusto per il vostro progetto? Contattate oggi stesso i nostri specialisti dei materiali per ottenere consigli da parte di esperti, adatti al vostro settore.