Brève analyse des raisons pour lesquelles les membranes imperméables et respirantes peuvent être utilisées normalement à haute température
La membrane imperméable et respirante en PTFE est un polymère hautement cristallin, dont la cristallinité à l'état brut atteint 92 à 98 %. Cependant, après transformation ou frittage-refroidissement, cette cristallinité chute à 70 % maximum de celle du matériau brut. À 19 °C, le PTFE adopte une conformation hélicoïdale spatiale, chaque groupe de 13 maillons effectuant une rotation de 180°. Au-delà de 19 °C, le nombre de maillons nécessaires pour une même rotation de 180° passe à 15, en raison de l'espacement accru entre chaque maillon (augmentation de 0,195 nm). Cette variation induit une différence significative de dureté des particules de poudre en dessous et au-dessus de 19 °C. Au-dessus de 19 °C, les liaisons subissent un certain décalage angulaire, qui s'accentue avec la température ; au-delà de 30 °C, cette tendance à la hausse se poursuit jusqu'à 327 °C. Cela signifie qu'au-dessus de 19 °C, les particules sont plus molles et plus faciles à déformer. Ce paramètre est crucial pour le choix du traitement ultérieur de la résine PTFE, la gestion des matériaux sur la chaîne de production, la planification des équipements, le choix du conditionnement et la température de stockage. Il est également essentiel pour l'utilisation de la résine PTFE dispersée après extrusion de la pâte. La température de fabrication des films par étirage est aussi un facteur déterminant.
Lorsque la température est inférieure à 19 °C, le PTFE présente une structure cristalline triclinique. À 19 °C, la structure cristalline se modifie : la rotation des segments de chaîne diminue légèrement et le réseau cristallin devient hexagonal. À 30 °C, le cristal de PTFE subit une relaxation de cristallisation, et la rotation ordonnée des liaisons cède la place à un enroulement aléatoire. Ces deux températures sont généralement appelées points de transition de phase.
La haute cristallinité et la masse moléculaire élevée de la résine PTFE utilisée dans les membranes imperméables et respirantes lui confèrent une viscosité à l'état fondu extrêmement élevée. La viscosité cinématique, mesurée à 380 °C, est de 10¹⁰ à 10¹¹ Pa·s. À sa température de fusion, la résine PTFE est totalement inerte. Par conséquent, les procédés de transformation habituellement utilisés pour les plastiques transformables à l'état fondu ne sont pas adaptés. La résine PTFE en suspension ne peut être transformée que par des méthodes similaires à la métallurgie des poudres. La poudre de résine PTFE en suspension est placée dans un moule, puis comprimée et préformée afin de disperser la résine. Un agent de charge (lubrifiant) est ajouté pour former une pâte avant le pressage de la préforme, qui doit ensuite être frittée pour obtenir le produit fini.
