Fluoropolymère

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

Histoire

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

Monomères

Ces différents monomères peuvent être utilisés pour synthétiser des fluoropolymères :

éthylène (E) ;
propylène (P) ;
fluorure de vinyle (VF1) ;
fluorure de vinylidène (VDF ou VF2) ;
tétrafluoroéthylène (TFE) ;
hexafluoropropylène (HFP) ;
perfluoropropylvinyléther (PPVE) ;
perfluorométhylvinyléther (PMVE) ;
chlorotrifluoroéthylène (CTFE) : CFCl=CF₂.

Exemples

Fluoropolymère	Noms commerciaux	Monomère(s)	Point de fusion
Poly(fluorure de vinyle) (PVF)	Tedlar de DuPont	VF1	200 °C
Poly(fluorure de vinylidène) (PVDF)	Kynar d'Arkema, Solef et Hylar de Solvay Solexis, Dyflor et Foraflon	VF2	175 °C
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)	Téflon de DuPont, Algoflon et Polymist de Solvay Solexis, Hostalen, Hostaflon et Fluon	TFE	327 à 342 °C
Polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE)	Aclon, Fluon, Halon, Hostaflon, Kel-F, Neoflon, Plaskon, Voltalef[1]	CTFE	213 °C
Perfluoroalkoxy (PFA)	Téflon de DuPont, Hyflon de Solvay Solexis	PPVE + TFE	305 °C
Éthylène propylène fluoré (FEP)	Téflon de DuPont	HFP + TFE	274 à 295 °C
Éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE)	Tefzel de DuPont, Fluon d'Asahi Glass	TFE + E	265 °C
Polyéthylènechlorotrifluoroéthylène (ECTFE)	Halar de Solvay Solexis	CTFE + E	240 à 247 °C
Perfluoropolyéther (PFPE)	Fomblin et Galden de Solvay Solexis
Perfluorosulfonique acide (PFSA)	Nafion de DuPont
Perfluoropolyoxétane
Fluoroélastomères

Propriétés

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

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

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

Propriété	Méthode ASTM	Unité	PTFE	FEP	PFA	ETFE	ECTFE	PCTFE	PVDF
Masse volumique	D792	g/cm³	2,17	2,12 - 2,17	2,12, - 2,17	1,73 -1,74	1,7	1,7	1,78
Indice de réfraction		-		1,34	1,34 - 1,345	1,4
Limite d'élasticité	D638	MPa	17	23	27	48	48	42	54
Allongement à la rupture	D638	%	200-500	250-350	300	200-500	200-300	80-250	20-150
Module de Young	D638	MPa	600	500	700	1 500	1 650	1 500	2 400
Dureté	D2240	Shore D	60	57	62	75	75	90	79
Température de fléchissement sous charge (HDT) à 455 kPa	D648	°C	120	70	73	104	115	120	150
Température de fléchissement sous charge à 1 820 kPa	D648	°C	50	54	48	71	76	-	115
Température de fusion		°C		256 - 260	310	260 - 267
Température de service continu		°C		-200 à +260	-200 à +205	-200 à +155
Indice limite d'oxygène	D2863	%	>95	>95	>95	30-36
Constante diélectrique mesurée à 1 MHz	D150	-	2,1	2,1	2,1	2,6

Applications

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

Notes et références

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

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Fluoropolymer » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe

(en) Propriétés typiques de fluoropolymères

Portail de la chimie
Portail des sciences des matériaux

Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.

[1] « PCTFE / PTFCE (polychlorotrifluoroethylene) », sur plastiques-nobles.com (consulté le 15 février 2020)

[2] « Typical Properties of Fluoropolymers », Fluorotherm (consulté le 9 avril 2014)

[3] Marc Carrega, « Aide-mémoire - Matières plastiques », coll. Aide-Mémoire, Dunod/L'Usine nouvelle, 2009, 2^e éd., 256 p.