Qu’est-ce que le tétrafluoroéthylène ?
Le tétrafluoroéthylène (TFE) est un composé organique (fluorocarbone) comportant des liaisons carbone-fluor.
Sa formule moléculaire est C2F2, tous les atomes d’hydrogène de l’éthylène étant remplacés par des atomes de fluor. Son nom dans la nomenclature UICPA est tetrafluoroethene et son numéro d’enregistrement CAS est 116-14-3. Il est également connu sous les noms de “perfluoroéthylène”, “1,1,2,2-tétrafluoroéthène”, “tétrafluoroéthylène”, “TEF” et “TFE”.
Il s’agit d’un gaz incolore et inodore à température ambiante, d’un poids moléculaire de 100,02, d’un point de fusion de -131,15°C et d’un point d’ébullition de -75,9°C. Sa masse volumique est de 1,519 g/cm3 (-76 °C). C’est un gaz extrêmement inflammable et combustible qui doit être manipulé avec précaution.
Utilisations du tétrafluoroéthylène
Le tétrafluoroéthylène est principalement utilisé comme matière première pour les polymères fluorés et les composés contenant du fluor.
L’un des fluoropolymères les plus connus est le polytétrafluoroéthylène (PTFE), c’est-à-dire le téflon. Le téflon est largement utilisé en raison de sa résistance à la chaleur, de sa résistance chimique, de son pouvoir lubrifiant et de ses propriétés anti-adhérentes.
Par exemple, dans les applications industrielles, il est utilisé pour revêtir des pièces d’équipement, des pièces de machines et des pièces électriques dans l’industrie chimique. Les produits ménagers comprennent les revêtements pour les poêles à frire.
Parmi les autres fluoropolymères, citons le PFA (résine de copolymérisation de polyfluoroéthylène tétrafluoride/perfluoroalcoxyéthylène) et le PFEP (résine de copolymérisation de polyfluoroéthylène hexafluoropropylène). Le téflon est utilisé dans l’industrie chimique comme matériaux de revêtement et bouteilles de produits chimiques, dans l’industrie des machines comme paliers lisses et dans l’industrie électrique comme semi-conducteurs et revêtements de fils.
Principes du tétrafluoroéthylène
Le principe du Tétrafluoroéthylène est expliqué en termes de méthodes de production et de propriétés.
1. Méthode de production du tétrafluoroéthylène
Le tétrafluoroéthylène peut être synthétisé principalement par le chloroforme et le fluorure d’hydrogène. Dans ce cas, le mécanisme de réaction implique que le chloroforme réagisse avec le fluorure d’hydrogène pour former du chlorodifluorométhane, qui se décompose ensuite thermiquement pour former du TFE.
Dans la méthode de synthèse en laboratoire, le PTFE est produit par pyrolyse sous pression réduite. Il peut également être obtenu par décomposition thermique de l’acide pentafluoropropionique.
2. Propriétés chimiques du tétrafluoroéthylène
Le tétrafluoroéthylène est un composé de fluorure de carbone non saturé, ce qui en fait un composé organique nucléophile et très réactif. Il réagit également comme diénophile dans la réaction de Diels-Alder. Comme mentionné ci-dessus, ce composé produit facilement du polytétrafluoroéthylène (PTFE) par polymérisation.
L’hydrolyse produit du fluorure d’hydrogène (HF) toxique. Il réagit également de manière explosive avec des métaux tels que le sodium et le potassium et avec des composés organométalliques. En réaction avec le brome, le composé produit un liquide huileux incolore (dibromotétrafluoroéthane).
Types de tétrafluoroéthylène
Le tétrafluoroéthylène seul est un gaz et, comme mentionné ci-dessus, il est utilisé industriellement dans la production de polymères. Toutefois, il n’est généralement pas vendu sous la forme d’un gaz autonome, mais le plus souvent sous la forme d’un PTFE polymère (polytétrafluoroéthylène).
Le PTFE polymère est, comme indiqué ci-dessus, une résine et peut être utilisé sous diverses formes et applications. Le PTFE vendu en tant que réactif ou matière première se présente généralement sous la forme d’une poudre blanche et peut être stocké à température ambiante.