TEFLON ou Teflon-PTFE ou Téflon (abréviation de tétra-fluoroéthylène et ajout de la terminaison on des matières plastiques) est la marque déposée en 1945. du polytétrafluoroéthylène (PTFE) de la société américaine E.I. du Pont de Nemours , passée dans le langage courantClaude K.W. Friedli, Chimie générale pour ingénieur, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2005 , ..
Ce polymère thermoplastique est thermostable, possède une grande inertie chimique et a un très grand pouvoir anti-adhésif.
L'acide perfluorooctanoïque (APFO, ou PFOA en anglais), connu aussi sous le nom de C8, est utilisé pour la synthèse du Teflon. Depuis 2006, il est considéré par le Parlement européen et le Conseil de l'Union européenne comme une substance extrêmement préoccupante, et est listé au nombre des polluants organiques persistants.
Marques déposées de fluoropolymères Autres marques déposées de fluoropolymères du même fabricant : Teflon-PFA désigne le perfluoroalkoxy (PFA), un copolymère translucide possédant des propriétés semblables au PTFE. Il est cependant plus facilement transformable que ce dernier (point de fusion inférieur) et supporte des températures jusqu'à ; Teflon-FEP désigne le fluoroéthylène propylène (FEP), un copolymère de l'hexafluoropropylène et du tétrafluoroéthylène. Ses propriétés sont semblables à celles du PFA. Il supporte cependant des températures jusqu'à .
Ces trois polymères spéciaux ont des compositions voisines. Comme l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE) (marque déposée Tefzel de DuPont), ils sont très utilisés en verrerie de laboratoire.
Histoire Découverte accidentelle Le polytétrafluoroéthylène a été découvert par sérendipité en par un chimiste de , Roy Plunkett, qui travaillait au , un laboratoire situé dans le New Jersey et appartenant à la société chimique américaine E.I. du Pont de Nemours .
Roy Plunkett travaillait sur la mise au point d'un nouveau réfrigérant et avait voulu refroidir dans de la neige carbonique un gaz, le tétrafluoroéthylène ().. Ce gaz quasi inodore, une fois polymérisé devient le PTFE (), blanc.
Il constata accidentellement que le gaz polymérisait et devenait une poudre cireuse et blanche, soluble dans quasiment aucun solvant, qui résistait à une température de et révélait des propriétés antiadhésives exceptionnelles..
Développement Pour sa première application, le PTFE fut utilisé par l'armée américaine pendant la Seconde Guerre mondiale dans le cadre du projet Manhattan, destiné à mettre au point la bombe atomique. Le PTFE servait à réaliser des joints d'étanchéité, utilisés pour la production de l', le PTFE étant seul capable de résister aux acides corrosifs utilisés dans la production de l'uranium. Le PTFE étant alors extrêmement coûteux, les faibles quantités commandées à DuPont étaient conservées dans le coffre-fort d'une banque.
E.I. du Pont de Nemours commercialisa le Téflon en 1945 et lança une grande campagne commerciale qui permit de tripler les ventes du polymère entre 1954 et 1960.
Les débuts du Téflon pour des ustensiles de cuisine datent de 1951 aux États-Unis, avec une poêle à frire.
En Europe, un ingénieur français, , pêcheur dans son temps libre, cherchait à former des mandrins de cannes à pêche en fibres de verre. Il appliquait un revêtement de Téflon à ses moules pour que les mandrins se défassent plus facilement. Pour coller le Téflon au moule, très difficile à fixer puisque glissant, il eut l’idée d’attaquer le moule à l’acide avant d’appliquer le revêtement. Ceci créait des porosités plus étroites à la surface du matériau parce que plus profondes, qui permettaient de fixer le Téflon mécaniquement : la substance entrait dans les porosités à l’état liquide, et en se durcissant adhérait au support..
Colette, la femme de Marc Grégoire, au courant des expériences de son mari sur les revêtements antiadhésifs, lui demanda d’utiliser sa découverte pour empêcher le lait, qu’elle faisait bouillir pour ses trois enfants, de coller au fond de ses casseroles. Ainsi Marc Grégoire partit acheter des casseroles dans un magasin local. Le magasin n’avait plus de casseroles, mais pour ne pas rentrer les mains vides, il acheta une poêle en aluminium. C’est ainsi que la première poêle en aluminium anti-adhésive fut créée. Il protégea ensuite son invention en déposant plusieurs brevets.
Il essaya ensuite de vendre son invention à différents producteurs, sans succès : la poêle à frire était considérée comme un bien d’équipement, acheté lorsqu’un foyer était fondé, puis passé de génération en génération, en renouvelant occasionnellement son revêtement. Les producteurs n’avaient donc qu’un intérêt très limité dans cette innovation. Marc Grégoire décida alors de produire ses poêles antiadhésives lui-même : il créa la marque Tefal en 1956, contraction de « Téflon » et « aluminium ».
La nouvelle marque connut un succès important, même international peu après l’élection de John F. Kennedy. En effet, au printemps 1961, Jackie Kennedy, la femme du président, mit en avant la marque Téfal en se faisant photographier, sortant d’un magasin Macy's, avec une poêle Tefal à la main. En conséquence, les poêles de la marque se vendirent par millions aux États-Unis, contraignant même Tefal à faire livrer ses poêles par avion aux États-Unis..
En France, comme en Italie (où des accidents ont eu lieu dans les années 1960), une usine (Résines Fluorées Soreflon) a été créée, liée commercialement à DuPont USA, la responsabilité de PCUK (Pechiney), puis d'Atochem, à Pierre-Bénite dans le Rhône. Aucun incident n'a été constaté depuis le Fréon, matière première gazeuse en bonbonnes renforcées, jusqu'aux particules de tétrafluoroéthylène polymérisées, solide sec ou particules en dispersion dans l'eau, dans une chaîne longue de transformation du produit gazeux. L'extrait gazeux est distillé dans de hautes colonnes, ceinturées de parois en béton, puis le gaz purifié est polymérisé sous haute pression avec un catalyseur spécial dans des autoclaves également fortifiés. Des analyses chimiques en phase gazeuse sont réalisées tout au long du processus de fabrication, et le comportement mécanique du produit fini est testé selon des normes. La plupart des produits obtenus sont directement gérés commercialement par DuPont. Le produit sec en poudre est mis en fûts, et le produit dispersé en émulsion aqueuse avec un agent mouillant en bidons. Ces produits sont très inertes et ainsi ne représentent pas de danger immédiat. Toutefois, une décomposition à haute température du Téflon représente une grande toxicité pour l'homme, en raison de l'acide fluorhydrique et des produits fluorés émis.
DuPont a dû étudier des procédés pour l'utilisation industrielle du Téflon, ce dernier étant si glissant que son adhésion aux autres matériaux est très difficile. Le Téflon a donc d'abord été appliqué par couches successives, comme de la peinture, avant que des modifications chimiques ne le rendent plus facilement utilisable. Un agent mouillant permet une dispersion de la poudre dans l'eau. Des moules pressant une pièce qui ira en four quelques minutes permettent à la poudre compressée de prendre une forme définie, avec toutefois un dégagement odorant nécessitant une évacuation contrôlée des gaz du four.
Aujourd'hui, le Téflon est utilisé dans l'automobile, l'aviation, l'espace, l'électronique, la médecine, le photovoltaïque, le bâtiment
En 2006, une lentille liquide miniature à base de Téflon Arctic a été mise au point pour les caméras de téléphones mobiles, les webcams, les lecteurs de code-barres. Elle évite toute pièce mécanique mobile et offre d'excellentes performances en termes de temps de réponse, de qualité d'image et de coût..
En 2010, DuPont a lancé une nouvelle génération de revêtements antiadhérents qui permet une meilleure résistance aux agressions, une longévité accrue et un impact environnemental plus faible.
Domaines d'application
Cuisine Ce matériau est utilisé comme revêtement antiadhésif pour les poêles et autres ustensiles de cuisine. Le précurseur de ce système est Tefal (flon uminium) qui fut le premier utilisateur du brevet de E.I. du Pont de Nemours .
Le Téflon (PTFE) à proprement parler ne serait pas cancérigène, d’après l’. Seules les vapeurs de Téflon pourraient être létales pour les oiseaux, mais ne provoqueraient toutefois que des symptômes grippaux chez l’humain. Lors d’une utilisation normale de poêles revêtues de Téflon, c’est-à-dire sans trop les laisser chauffer, il reste parfaitement inerte. Le Téflon commence à se détériorer à partir de et se décompose à ..
Les poêles revêtues de Téflon sont probablement dangereuses pour la santé, du fait de la présence de traces de PFOA, ou AFPO (acide perfluorooctanoïque), un tensioactif utilisé dans la production du Téflon pour éviter les agglomérations. Ce composé est hautement toxique est considéré depuis 2013 comme une substance dangereuse prioritaire par le Gouvernement norvégien. Ce produit irritant dans le cas d'expositions répétées est un cancérigène avéré pour l'animal, et a été classé en conséquence cancérogène du groupe 1 (cancérogène certain) par le Centre international de recherche sur le cancer., agence de l'OMS, en 2023. Indéfiniment persistant dans l'environnement qu'il a largement contaminé, le PFOA est une substance qui se dégrade très peu : elle a une demi-vie de ..
Textile Le Gore-Tex, marque brevetée, par la société W.L. Gore & Associates. Imperméable et respirant, ce tissu principalement utilisé dans les activités sportives de plein air, est composé de polytétrafluoroéthylène (PTFE) étiré, aussi connu sous la marque Téflon.
Fer à repasser La semelle de certains fers à repasser est revêtue de Téflon.
Cigarette électronique Le Téflon est utilisé dans la fabrication de certains embouts de cigarette électronique (), car il s'encrasse peu et offre un meilleur confort aux lèvres.
Optique Le Téflon peut être conjugué aux traitements antireflets sur les verres correcteurs pour rendre ces derniers plus résistants aux rayures et aux salissures. En France, le seul fournisseur de verres ophtalmiques à proposer ce type de traitement est Sola (Carl Zeiss Vision) sous le nom de Teflon .
Médecine En chirurgie cardio-vasculaire, le Teflon est utilisé pour renforcer les sutures lors des plasties ou des remplacements valvulaires cardiaques.
Il existe également des prothèses vasculaires en PTFE permettant de faire des pontages vasculaires lorsqu'aucune veine n'est disponible. Les résultats sont bons mais les prothèses sont plus sujettes aux infections que les pontages veineux.
Plomberie Ce matériau est utile pour étancher les raccords filetés. On enroule une bande de Téflon sur plusieurs tours dans le sens du filetage dans toute sa longueur sur le raccord mâle, pour ensuite le visser dans le raccord femelle.
Lubrification Le Téflon est utilisé dans la lubrification, notamment par une société néerlandaise (Interflon) qui est la première à utiliser le faible coefficient de friction du Téflon (0,02) pour limiter l'usure entre les pièces mécaniques en mouvement ().
On retrouve entre autres des additifs moteur pour économiser le carburant, des cires de glisse, des graisses ou autres lubrifiants polyvalents adaptés aux mécanismes à lubrifier.
La lubrification au Téflon est cinquante fois plus efficace qu'une huile, tant par sa durée de vie utile que par sa résistance aux éléments eau, acide ou froid.
Chimie Le Téflon est utilisé en chimie notamment dans les robinets des ampoules à décanter ou à addition. En effet, ce matériau ne nécessite pas de graissage contrairement au verre fritté traditionnellement utilisé, ce qui limite les pollutions d'échantillons par la graisse.
On retrouve également le Téflon dans la fabrication de matériels de laboratoire comme les béchers et les ballons. Le Téflon permet l'analyse de traces dans de bonnes conditions en évitant un éventuel relargage (de composés métalliques par exemple) par le verre.