| Nom du tissu | Polytétrafluoroéthylène |
| Tissu également connu sous le nom de | PTFE, polytétrafluoroéthylène expansé, ePTFE, membrane ePTFE, Téflon, fibre de verre PTFE, GORE-TEX |
| Composition du tissu | Fluoropolymère de tétrafluoroéthylène |
| Respirabilité du tissu | Moyen |
| Capacités d'évacuation de l'humidité | Aucun |
| Capacités de rétention de chaleur | Haut |
| Extensibilité (donner) | Aucun |
| Sujet au boulochage/bulles | Aucun |
| Pays où le tissu a été produit pour la première fois | USA |
| Aujourd’hui, le plus grand pays exportateur/producteur | Chine |
| Températures de lavage recommandées | Tiède ou chaud |
| Couramment utilisé dans | Protection des tissus, auvents, vêtements de premiers intervenants, équipement de cyclisme, équipement d'extérieur, doublure imperméabilisante, revêtements d'ustensiles de cuisine, revêtements de fer à repasser |
Qu'est-ce que le tissu PTFE ?
PTFE signifie polytétrafluoroéthylène, qui est un type de polymère synthétique appelé fluoropolymère. UNfluoropolymère est un type de polymère constitué de molécules de carbone et de fluor, et le constituant principal du polytétrafluoroéthylène esttétrafluoroéthylène (TFE), qui fait partie de la famille des fluorocarbones.
L’attribut le plus remarquable du PTFE est qu’en raison de sa faible constante diélectrique, il est entièrement hydrophobe, ce qui signifie que l’eau ne peut pas traverser ce matériau synthétique. Cet attribut a rendu le PTFE très populaire dans toutes les applications où le blocage de l'eau est souhaité à grande ou petite échelle.
De plus, le PTFE possède un point de fusion incroyablement élevé. SelonChemours, le PTFE peut résister à des températures allant jusqu'à 600 degrés Kelvin, ce qui équivaut à 327 degrés Celsius ou 620 degrés Fahrenheit. Le polytétrafluoroéthylène possède également l'un descoefficients de friction les plus bas de tous les polymères, ce qui signifie qu'il est glissant au toucher et facile à nettoyer. De plus, le PTFE présente une résistance élevée à l’abrasion et une résistance élevée à la traction.
Le PTFE n’a pas été créé intentionnellement ; c'était plutôtdécouvert par hasard par un scientifique de DuPont Corporation nommé Dr Roy Plunkett en 1938. À l'époque, DuPont était le leader mondial dans le développement de textiles synthétiques ainsi qu'un certain nombre d'autres matériaux synthétiques, et Plunkett fabriquait du polytétrafluoroéthylène en essayant de développer une nouvelle forme de réfrigérant chlorofluorocarbone.
An unexpected reaction in the refrigerant development process resulted in the appearance of a white, slippery substance on the inside of the bottle Plunkett was using in his experiment. Upon analysis, the impressive attributes of this accidental creation were discovered, and a joint venture of General Motors and DuPont called Kinetic Chemicals patented PTFE in 1941.
En 1945, Kinetic Chemicals a enregistré le polytétrafluoroéthylène sous la marque Téflon, et l'une des premières utilisations de ce polymère a été comme matériau de revêtement de vannes et de joints dans les applications d'enrichissement de l'uranium dans le cadre du projet Manhattan. Au milieu des années 1950, les avantages du PTFE comme revêtement antiadhésif sur les ustensiles de cuisine ont été découverts. En raison de sa haute résistance à la chaleur et de ses qualités hydrophobes, de nombreuses entreprises ont immédiatement sauté sur l’idée d’utiliser le téflon comme revêtement pour ustensiles de cuisine.
ePTFE
Depuis les débuts de sa production, le PTFE est utilisé comme isolant dans les câblages électriques. Par exemple, la plupart des types de câbles coaxiaux utilisent du PTFE et, à la fin des années 1950, un employé de DuPont nomméBill Gore became interested in the potential applications of polytetrafluoroethylene in the computing industry.
With the help of his son, Bob, Bill Gore developed a type of computer wiring called Multi-Tet. Within just a few years, Multi-Tet became widely used around the country; this cable was even used in the modules of the Apollo 11 spacecraft.
Bob Gore, however, realized that PTFE had even greater potential. As he started to experiment with expanding PTFE, he noticed that this material became much more flexible and lightweight the more air it admitted. Bob’s experiments resulted in the discovery ofexpanded polytetrafluoroethylene ePTFE, which is now used in dozens of industrial and consumer applications.
Comme le polytétrafluoroéthylène normal, l'ePTFE est très résistant à la chaleur et hydrophobe, mais il est également facile à transformer en un matériau fin semblable à un tissu qui peut être déployé dans beaucoup plus d'applications que le PTFE traditionnel, qui est plus rigide.
GORE-TEX
Comme son nom l'indique,GORE-TEX est une autre création de la famille Gore. En 1970, Robert Gore a commencé à déposer une série de brevets pour l'ePTFE, et en 1976, W.L. Gore a commencé à commercialiserGORE-TEX comme matériau pour les amateurs de plein air.
Les propriétés hydrophobes de l'ePTFE en font un matériau idéal pour les vestes de pluie, et ce tissu est également coupe-vent tout en restant quelque peu respirant. Depuis les années 1970, le GORE-TEX a explosé en popularité et est désormais considéré comme le matériau de premier choix pour une grande variété de vêtements imperméables.
While PTFE is inherently impermeable by water, since GORE-TEX is made from stretched ePTFE, it has a microporous structure that allows the passage of water when it is in a gaseous form. When your body sweats, for instance, it emits steam, and this steam can freely move through GORE-TEX. Liquid water in the form of rain, however, cannot pass through this waterproof fabric.
Comment est fabriqué le tissu PTFE ?
Le PTFE est polymérisé à partir de tétrafluoroéthylène (TFE). À son tour, le TFE est créé en combinant du spath fluor, de l’acide fluorhydrique et du chloroforme. Pour créer le TFE, ces trois composants sont combinés à haute température grâce à un processus appelé pyrolyse. La substance résultante est sous forme gazeuse et est transformée en liquide sous haute pression et à basse température.
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Le TFE est très volatil et n’est donc pas couramment transporté. Au lieu de cela, la plupart des fabricants de PTFE fabriquent leur propre TFE sur site. Lors du processus de création du TFE, de petites quantités d'un certain nombre de produits chimiques différents, tels que l'acide disuccinique et le persulfate d'ammonium, peuvent être utilisées comme initiateurs, et de grandes quantités d'eau sont également utilisées dans le processus de production du PTFE.
Une fois le TFE acquis, le PTFE peut être fabriqué de différentes manières, et la plupart des fabricants de ce type de tissu ontsecrets commerciaux du processus de production qu'ils ne partagent pas. Cependant, les différents procédés de production utilisés pour fabriquer le PTFE peuvent tous être classés en catégories de base : polymérisation en suspension et polymérisation en dispersion.
Polymérisation en suspension
In this process, a reaction chamber is filled with purified water and an initiator chemical, and liquid PTFE is then introduced into the chamber. As soon as liquid PTFE comes in contact with the initiator, it starts to polymerize, and it forms solid grains that remain on the surface of the water. Throughout the process, the reaction chamber is moved back and forth to facilitate the circulation of water as a coolant.
Une fois qu'un certain poids de PTFE est atteint, le processus est arrêté et l'eau est évacuée de la chambre de réaction. Les grains de PTFE résultants sont ensuite séchés et pulvérisés avec un broyeur. La substance résultante a une consistance semblable à celle de la farine, et ces grains poudreux sont ensuite transformés en granulés plus gros car le PTFE est difficile à travailler sous cette forme. Les pellets obtenus sont séchés dans une étuve.
Une fois que les granulés sont secs, ils peuvent être transformés en différentes formes en usine ou expédiés dans des cylindres préfabriqués appelés billettes. Pour donner au PTFE une certaine forme, il est chauffé au-dessus de 680 degrés Fahrenheit (360 degrés Celsius) dans un four, auquel cas il prend une consistance semblable à un gel.
Polymérisation par dispersion
Cette méthode ne produit pas de grains solides de PTFE. Au lieu de cela, il en résulte une forme liquéfiée de cette substance qui ne peut être utilisée que dans des applications de revêtement ou de finition. Comme dans le procédé de polymérisation en suspension, de l'eau, un initiateur chimique et du TFE liquide sont introduits dans une chambre de réaction. Cependant, au lieu d'être secouée vigoureusement, la chambre de réaction n'est que légèrement agitée, ce qui entraîne la formation de minuscules billes de PTFE.
Une fois ces billes formées, une certaine quantité d’eau est éliminée et une substance laiteuse se forme. Bien que cette substance liquéfiée soit généralement conservée sous sa forme liquide, elle peut également être séchée en une poudre fine.
Production d'ePTFE
Alors que Bob Gore a eu l'idée du PTFE étiré au début de sa carrière en travaillant avec son père, il a passé d'interminables heures infructueuses à essayer de déterminer comment étirer ce polymère avant de créer cette nouvelle technologie pour la première fois.
Bob a commencé par chauffer le PTFE à haute température et en le tirant lentement des deux extrémités. Cependant, ces tiges se brisaient invariablement. Exaspéré, Bob a finalement essayé de tirer une tige de PTFE aussi vite que possible après qu'elle ait été chauffée. Incroyablement, la tige s’est agrandie jusqu’à 10 fois sa taille normale.
Tout l'ePTFE fabriqué aujourd'hui, qu'il soit fabriqué par Gore & Associates, Inc. ou une autre société est créée avec cette méthode apparemment simpliste. En chauffant et en étirant rapidement le PTFE, cette substance acquiert des propriétés uniques qui lui confèrent des caractéristiques de performance complètement différentes de celles du PTFE formel. Dans la plupart des cas, cette substance est fabriquée à l’aide de fours industriels et de machines à étirer.
Avant de pouvoir être vendus, les produits en PTFE et en ePTFE doivent répondre à certaines normes de contrôle de qualité. Par exemple, le PTFE en dispersion est testé pour les paramètres de viscosité et de gravité, et si les fabricants de PTFE souhaitent commercialiser leurs produits sous le nom de Téflon, ils doivent respecter certaines normes établies par DuPont puisque le Téflon est une marque déposée de cette société.
Comment le tissu PTFE est-il utilisé ?
Le PTFE est utilisé dans une grande variété d'applications. Près de 50 % du PTFE mondial est utilisé dans l’industrie informatique car il possède une rigidité diélectrique élevée. Depuis sa première utilisation dans les missions Apollo, la NASA a utilisé le PTFE dans de nombreuses missions spatiales habitées et non habitées, et cette substance est également utilisée pour fabriquer des isolants pour les câbles dans des climats extrêmes comme l'Antarctique.
Since it has a low coefficient of friction, PTFE is also used in bearings, bushing, gears, seals, and gaskets, and it is commonly used in the production of carbon fiber composites in the aerospace industry. The UV-resistance of PTFE makes it popular in outdoor industrial applications, and PTFE is also commonly used to coat the outsides of flexible architectural materials. For instance, the roof of the Minneapolis Metrodome is covered with PTFE coating to make this structure UV-resistant and easy to clean.
Le PTFE est utilisé dans des dizaines d’autres applications industrielles et scientifiques, mais le contexte dans lequel les consommateurs sont le plus souvent entrés en contact avec ce polymère est celui des poêles antiadhésives. Bien que Teflon soit une marque déposée de DuPont, diverses autres sociétés ont fabriqué des revêtements similaires, et la plupart des types d'ustensiles de cuisine sur le marché sont désormais dotés de revêtements en Téflon pour les rendre plus faciles à utiliser et à nettoyer. Le téflon et des substances similaires ont également été utilisés dans des applications aussi diverses que les souris de jeu et les imprimantes 3D pour aider à réduire la friction.
In the form of GORE-TEX and similar substances, ePTFE is used in a wide variety of different types of apparel. As a general rule of thumb, if a flexible outdoor garment, shoe, or accessory is listed as waterproof, it’s most likely that this product incorporates a layer of GORE-TEX or a similar ePTFE fiber. The GORE-TEX in ski jackets and other types of outdoor apparel outperforms other forms of waterproofing, and this substance is even used in many types of hiking shoes to help keep the feet of outdoor enthusiasts clean and dry while on long hikes.
ePTFE is also used in a wide variety of medical applications. For instance, this fabric is used as afiltration membrane dans les applications d'administration de médicaments, de collecte d'urine et de chirurgie laparoscopique, et il est également utilisé pour fabriquer des revêtements pourdispositifs médicaux intravasculaires, qui sont des types d’appareils qui pénètrent dans les veines et les artères. L'ePTFE peut également être utilisé pour recouvrir les implants médicaux conçus pour une installation permanente afin de protéger ces dispositifs contre les pannes dues au contact avec des fluides corporels.
En raison de sa résistance aux températures élevées, le PTFE est souvent utilisé comme revêtement pour les équipements et les vêtements portés parpremiers intervenants comme les pompiers. Les équipements de lutte contre l'incendie peuvent également contenir des couches d'ePTFE pour améliorer la résistance à la chaleur et améliorer la respirabilité. De plus, le PTFE et l'ePTFE sont utilisés dans les équipements portés par les membres d'organisations militaires et paramilitaires. Le PTFE est même utilisé pour fabriquer des articles de consommation comme des cordes de guitare.
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Où le tissu PTFE est-il produit ?
La Chine est le plus grand producteur de PTFE. En 2016, ce pays asiatique a exporté du PTFE pour une valeur de 154 millions de dollars, et les États-Unis sont le principal concurrent de la Chine puisqu’ils ont produit 118 millions de dollars de PTFE la même année. Après les États-Unis et la Chine, l’Allemagne, les Pays-Bas, l’Italie et le Japon sont les prochains plus grands exportateurs de PTFE.
Bien qu’ils produisent cette substance en grande quantité, les États-Unis sont également le plus grand importateur de PTFE. Ce pays a importé pour 158 millions de dollars de PTFE en 2016, suivi par l'Allemagne avec 99 millions de dollars et l'Italie avec 84 millions de dollars. Bien que DuPont détienne la marque déposée du Téflon, il autorise d'autres fabricants à fabriquer cette substance à condition qu'ils respectent certaines directives de fabrication.
Combien coûte le tissu PTFE ?
Bien que le prix du PTFE fluctue considérablement, lecoût moyen de ce produit est d'environ 8 800 à 16 000 dollars la tonne. Le prix du PTFE varie également selon les pays ; par exemple, l’exportation de PTFE vers des pays comme la Chine et l’Allemagne coûte généralement un peu plus cher que l’exportation de ce produit vers les États-Unis ou l’Inde.
Pour le consommateur final, les types de PTFE utilisés dans les vêtements, tels que le GORE-TEX, ne sont pas significativement plus chers que les autres types de vêtements de pluie. Cependant, la marque GORE-TEX est largement reconnue dans le monde entier, de sorte que les vêtements contenant cette substance peuvent être commercialisés à des prix plus élevés. Par exemple, une veste GORE-TEX pour hommes coûte en moyenne entre 70 et 200 dollars.
Les consommateurs n’ont généralement aucune utilité pour l’ePTFE lorsqu’il n’est pas incorporé dans les vêtements, de sorte que les prix de cette substance à la feuille ne sont généralement pas pertinents sur le marché de consommation. Bien que les ustensiles de cuisine contenant du PTFE de marque Téflon ou d’un autre nom commercial puissent être légèrement plus chers que les autres types d’ustensiles de cuisine, cet écart de prix n’est généralement pas très prononcé.
Quels sont les différents types de tissus PTFE ?
Dans sa forme originale, le PTFE est une substance rigide qui ne peut pas être transformée en matériaux flexibles semblables à du tissu. Cependant, cette substance peut être ajoutée à d’autres types de matériaux pour obtenir une substance semblable à un tissu, et divers types de tissus peuvent également être fabriqués avec de l’ePTFE, qui est la forme étirée de ce polymère linéaire.
1. Fibre de verre PTFE
Flexible fiberglass sheets can be coated with PTFE to improve their durability and weather resistance. In most applications in which flexible fiberglass is used outdoors, this material is coated with PTFE. This coating makes fiberglass suitable for the permanent, tent-like roofs that stretch over dozens of stadiums and business centers around the world. While PTFE fiberglass doesn’t last forever, it does last for about 30 years before it must be replaced.
2. Vêtements enduits de PTFE
Bien que le PTFE normal ne soit pas utilisé pour fabriquer des vêtements, il est utilisé pour recouvrir des vêtements fabriqués à partir d’autres matériaux. Lorsqu'ils sont recouverts de PTFE, les vêtements présentent une friction réduite, ce qui les rend plus faciles à nettoyer. De plus, ce revêtement rend les vêtements résistants aux taches et agit comme ignifuge. Par conséquent, le PTFE est couramment utilisé pour recouvrir des types spéciaux de vêtements tels que les uniformes et les robes de cérémonie.
3. ePTFE
Dans certains cas, le tissu ePTFE peut être utilisé dans des applications architecturales extérieures à la place de la fibre de verre enduite de PTFE. L'ePTFE pur présente tous les avantages de la fibre de verre PTFE, mais il dure également plus longtemps que les autres types de matériaux architecturaux extérieurs flexibles. L’un des avantages les plus notables de ce matériau architectural est sa transmission lumineuse ; selon Birdair,L'ePTFE permet 40 % de transmission de lumière en plus par rapport au PVC.
L'ePTFE peut également être utilisé dans les vêtements. Bien que cette substance soit le plus souvent désignée sous le nom de GORE-TEX, lorsqu'elle est fabriquée par des fabricants indépendants, elle est généralement simplement étiquetée sous le nom d'ePTFE ou sous un autre nom commercial. Que l'ePTFE soit ou non étiqueté GORE-TEX, il présente les mêmes avantages en matière d'imperméabilité et de respirabilité.
4. GORE-TEX
GORE-TEX is a registered brand name of the W.L. Gore corporation, and it is the most commonly used type of ePTFE in consumer garments. While GORE-TEX may also be used in military and industrial applications, it is most commonly used as a waterproof lining in rain jackets, ski jackets, gloves, boots, ski pants, and a wide variety of other apparel applications in which increased airflow and high porosity are desired.
Quel est l'impact du tissu PTFE sur l'environnement ?
The production of PTFE results in a variety of toxic byproducts. For instance,hydrofluoric acid est libéré lors de la production de cette substance, et ce sous-produit est hautement toxique. L'acide fluorhydrique provoque de graves dommages aux tissus s'il entre en contact avec des tissus humains ou animaux, et il provoque également des dommages environnementaux s'il n'est pas éliminé correctement.
La production de PTFE libère également du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, identifié comme gaz à effet de serre. La présence de ces produits chimiques peut présenter de graves dommages aux travailleurs si les zones de production ne sont pas correctement ventilées, et les dommages corporels dus à l'exposition à ces substances sont si répandus qu'une maladie spécifique a été nommée en référence aux symptômes de l'exposition à l'acide fluorhydrique et au dioxyde de carbone dans les usines de production de PTFE :fièvre des polymères. Some of the waste substances produced in PTFE production can be reused, but since these substances are now widely available, there isn’t as much of an incentive for factories to retain these waste products for new products.
A wide body of research has been conducted to determine the effects of PTFE production on the environment, and the National Institutes of Health (NIH) have compiled the results in a comprehensivetoxicity dossier. PTFE production involves the release of hydrofluorocarbons, and while these substances don’t destroy the ozone layer like chlorofluorocarbons, they have other toxic effects when introduced into the environment.
In addition, the thermolysis (breakdown by heat) of PTFE releases a substance called trifluoroacetate, which is highly toxic to humans and animals. This substance accumulates in the water supplies of urban environments, and it has even been shown to adversely affect the growth of root matter in plants.
Currently, the best way to dispose of PTFE and related substances is in landfills since incinerating this substance releases hydrogen chloride and other toxic substances into the atmosphere. However, if landfills are not properly designed to prevent leaching into the surrounding soil, trifluoroacetate and other substances could contaminate the environment surrounding these designated waste disposal areas.
While PTFE does leach toxic contaminants into the environment,this substance is not biodegradable, which means that it does not break down due to natural processes. Therefore, garments made from ePTFE or GORE-TEX will remain in the environment for thousands of years after their date of manufacture.
Certifications de tissu PTFE disponibles
Since PTFE and ePTFE are fully synthetic compounds that are made from all-new materials, they are not eligible for recyclé or organic certification. However, they are eligible for various types of certification from organizations like the International Organization for Standardization (ISO). For instance, good PTFE or ePTFE fiber will come withOIN 9001 certification, and it will also haveOIN 13485 certification if it is being used in medical devices. Furthermore, these substances may be eligible forISO 14001 certification if their production meets certain environmental standards, and PTFE or ePTFE may also be eligible for OHSAS 18001 certification if facilities producing these substances meet certain workplace safety requirements.
