PTFE là gì? – Phân loại và những [ỨNG DỤNG] thực tế.

PTFE là gì? Nếu như đây là lần đầu tiên bạn nghe thấy vật liệu này chắc hẳn rất thắc mắc về chúng. Đây là loại nhựa được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Trong bài viết dưới đây, Đình Hải Plastic sẽ cùng bạn tìm hiểu thêm mọi mặt về vật liệu này.

Nhựa PTFE là gì?

Trước hết nhựa PTFE được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1938 bởi Roy Plunkett, một nhà hóa học người Mỹ. Ông đã khám phá ra rằng một thùng chất làm lạnh tetrafluoroetylen trùng với một loại bột trắng và đó chính là loại bột có thể tạo thành loại nhựa PTFE như ngày nay.

PTFE là viết tắt của cụm từ Polytetrafluoroetylen hay còn được gọi với cái tên là Teflon. Chúng được biết đến là một loại fluoropolymer nhựa trắng ngà, dẻo và rất linh hoạt. Nó được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp gốc tự do của nhiều phân tử tetrafluoroethene với nhau. Loại nhựa này được sử dụng trong nhiều ngành nghề như thực phẩm, đồ uống, dược phẩm và viễn thông.

Hiện nay, Teflon thường được sản xuất dưới nhiều dạng như que, ống, phim, tấm với các kích thước khác nhau. Và người ta có thể thêm vào các chất phụ gia để tăng khả năng chống mài mòn và tăng độ bền cho sản phẩm.

Nhựa PTFE

Thành phần cấu tạo

Nhựa PTFE được cấu tạo từ nhiều phân tử tetrafluoroethene ghép lại với nhau. Chúng có công thức phân tử là C2F4, một loại khí không màu, không mùi, được tạo ra bằng cách đun nóng chlorodifluoromethane (CHClF2) ở nhiệt độ 600 đến 700°C. Clorodifluoromethane lần lượt thu được bằng cách cho phản ứng hydro florua (HF) với chloroform (CHCl3).

Các monome Tetrafluoroetylen (các phân tử đơn, nhỏ) được ngâm trong nước. Sau đó được trùng hợp (liên kết thành các phân tử lớn, nhiều đơn vị) dưới áp suất cao với sự có mặt của các chất có gốc tự do lúc đầu. Các polymer bao gồm một chuỗi cacbon nguyên tử liên kết với hai nguyên tử Flo.

Chuỗi carbon được bao quanh bởi các nguyên tử Flo giống như một lớp bảo vệ. Tạo ra phân tử trơ về mặt hóa học và tương đối đậm đặc với các liên kết carbon-flo rất mạnh. Polyme trơ với hầu hết các hóa chất, không nóng chảy dưới 327 độ C và có hệ số ma sát thấp nhất trong các loại chất rắn đã biết.

 

Đặc tính của nhựa PTFE

Được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhựa Teflon sở hữu nhiều đặc điểm nổi bật như:

• Là một loại nhựa dẻo, có màu trắng ngà, ở dạng rắn trong nhiệt độ phòng.
• Trọng lượng riêng vào khoảng 2200 kg / m3, điểm nóng chảy vào khoảng 327°C(620°F).
• Hệ số ma sát rất nhỏ chỉ 0.04 đứng thứ hai, sau kim cương.
• Linh hoạt khi ở nhiệt độ thấp (-79oC; -110oF )
• Có thể chế tạo ở nhiều hình dạng khác nhau như dạng tròn, dạng ống, dạng tấm, dạng phim.
• Tính ổn định nhiệt cao, không suy giảm rõ ràng ở dưới 440 độ C. Vật liệu Teflon có thể được sử dụng liên tục dưới 260 độ C.
• Chống bám dính tốt, do đó nó thường được sử dụng để phủ lên bề mặt chống côn trùng.

 

Ưu nhược điểm của nhựa PTFE

Sau tìm hiểu PTFE là gì?, chúng ta hãy cùng đến với nội dung ưu nhược điểm của nhựa Teflon

Ưu điểm

• Khả năng kháng hóa chất tuyệt vời.
• Chịu được nhiệt độ cao, điểm nóng chảy ở khoảng 327 độ C khiến nó hầu như không thể phá hủy khi thời tiết khắc nghiệt.
• Cách điện tốt.
• Không bám dính, hệ số ma sát thấp.
• Bề mặt không xuất hiện các vết lõi hoặc bị lão hóa với các tác động từ môi trường.
• Không bị ảnh hưởng bởi môi trường nước hoặc ẩm.
• Chống ăn mòn vượt trội, ngay cả với hóa chất và dung môi.
• Độ bền nhiệt cao, có khả năng chống cháy.
• Không bị ảnh hưởng bởi thời tiết ở các môi trường khác nhau.
• Linh hoạt và có thể uốn cong- ngay cả với nhiệt độ thấp, có thể sử dụng trên nhiều bề mặt mà không bị giảm độ bền.
• An toàn khi sử dụng để đựng thực phẩm.

 

Nhược điểm

Tuy sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, nhưng nhựa còn tồn tại những nhược điểm như:

• Quá trình sử dụng, gia công còn gặp nhiều khó khăn và tốn kém nhiều hơn so với các loại nhựa khác.
• Khi nóng chảy, PTFE sẽ không chảy do độ nhớt nóng chảy của nó rất cao.
• Khả năng chống bức xạ thấp.
• Có thể sinh ra khói độc khi phân hủy ở nhiệt độ cao.
• Giá thành của chúng thường cao hơn so với các loại nhựa khác trên thị trường.

 

Có mấy loại nhựa PTFE phổ biến

Được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất, nhựa PTFE xuất hiện phổ biến trên thị trường với các dạng dưới đây:

PTFE dạng tấm

Đây là một loại nhựa polyme có khả năng kháng hóa chất, bề mặt có độ ma sát rất thấp, không có khả năng bám dính trên bất kì vật liệu nào. Chúng thường có màu trắng sữa với các kích thước từ 1mx1m và 1mx10m. Độ dày của tấm từ 5mm đến 40mm. PTFE dạng tấm  có độ bền cao, không dẫn điện, không bắt cháy, chống ăn mòn, không thấm nước. Bề mặt nhẵn bóng, giúp cho việc vệ sinh trở lên dễ dàng hơn.

 

PTFE dạng tấm

PTFE dạng cây

Ở dạng cây, PTFE có tính ổn định hơn, chúng có khả năng chịu nhiệt lên tới 260 độ C và tối thiểu là -260 độ C. Có khả năng cách điện vượt trội, không bị ẩm mốc, chịu được các loại hóa chất, axit, có khả năng chống tia cực tím. Tuy nhiên nhược điểm của chúng lại có độ mềm dẻo cao nên đòi hỏi sự cẩn thận trong quá trình vận chuyển và thi công.

 

PTFE dạng cây

PTFE dạng ống

Dạng ống của sản phẩm giống với hình trụ tròn dài. Tuy nhiên nó sẽ rỗng ở giữa nên giữ được độ thông suốt và có độ cứng không bằng dạng cây. Với cấu trúc rỗng bên trong, ống rất phù hợp để sử dụng làm các thiết bị y tế, dụng cụ cách điện, bộ lọc hiệu suất cao.

 

PTFE dạng ống

PTFE dạng phim

Đặc điểm của PTFE dạng phim là mỏng, nhẹ và trơn láng. Do đó nó có thể cuộn lại dễ dàng giống như các loại màng nhựa thông thường. Sản phẩm là một trong những vật liệu cách điện quan trọng nhất từ polyme hữu cơ được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như cảm biến, máy phát điện, động cơ, máy đo liều lượng và các bộ lọc không khí ở nhiệt độ cao.

 

PTFE dạng phim

Ứng dụng của PTFE

Trong nội dung bài viết “PTFE là gì?”, chúng ta hãy cùng tìm hiểu những ứng dụng quan trọng của nhựa này:

Sử dụng làm dây cách điện, điện tử

Với ưu điểm chịu nhiệt tốt, tính ổn định cao rất thích hợp để làm chất cách điện tuyệt vời trong cụm đầu nối và cáp. Hàng năm, ứng dụng này tiêu thụ đến 50% sản phẩm nhựa Teflon.

Sử dụng làm vòng bi con dấu

Với chỉ số ma sát thấp, nhựa PTFE được sử dụng cho ổ trượt trơn, bánh răng, tấm trượt, con dấu, vòng đệm, ống lót, … Và các ứng dụng khác với hành động trượt của bộ phận, nơi nó hoạt động tốt hơn acetal và nylon.

 

Sử dụng làm vòng bi con dấu

Ứng dụng trong các vật liệu tổng hợp

Màng Teflon được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất vật liệu nhựa tổng hợp cũng như tổng hợp sợi thủy tinh. Đặc biệt trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ. Nó được sử dụng như một rào cản giữa phần carbon hay sợi thủy tinh đang được xây dựng, các vật liệu làm thoáng khí và đóng bao sử dụng để bao bọc liên kết khi bóc tách và khi đóng rắn composite, thường trong nồi hấp.

Lớp trơ về mặt hóa học

Nhờ đặc tính không phản ứng và xếp hạng ở nhiệt độ cao. Nhựa PTFE được ứng dụng để làm lớp lót trong các cụm ống, khe co giãn và trong các đường ống công nghiệp. Đặc biệt là chất liệu được sản xuất làm thành can nhựa 5 lít, ibc tank 1000l,… được dùng để sử dụng axit, kiềm, hoặc các hóa chất khác. Với chỉ số ma sát thấp, cho phép cải thiện dòng chảy của chất lỏng có độ nhớt cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng như ống phanh.

Ứng dụng trong nhạc cụ

Với ứng dụng này, nhựa được dùng để sản xuất các sản phẩm bôi trơn nhạc cụ phổ biến nhất là dầu van.

Ứng dụng trong dầu nhờn

Trong quá trình sản xuất các loại bình xịt bôi trơn dạng khí dung, bao gồm ở dạng vi phân và dạng phân cực, người ta sẽ sử dụng nhựa Teflon. Bởi nhựa có hệ thống ma sát thấp, cùng với tính ưa nước giúp ức chế rỉ sét. Đối với lớp màng khô mà nó hình thành sau khi sử dụng, cho phép nó chống lại việc thu thập các hạt có thể tạo ra bột nhão mài mòn.

Đồ bếp

PTFE được tìm thấy trong lớp chống dính trên các loại dụng cụ nấu nướng bởi nó có tính kỵ nước và khả năng chịu nhiệt cao.

Ngoài ra nhựa Polytetrafluoroetylen còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như hàng không vũ trụ, y tế, thể thao, sản xuất pháo hoa, quang học, phòng thí nghiệm, điện tử,…

Ứng dụng trong sản xuất dụng cụ làm bếp

PTFE có an toàn không?

Được sử dụng rộng rãi như vậy nhưng liệu đây có phải là một vật liệu an toàn? Chúng có ảnh hưởng đến sức khỏe con người khi sử dụng không?

• Trong quá trình nhiệt phân ở khoảng 200 độ C thì Polytetrafluoroetylen tạo ra khí fluorocarbon và một số chất thăng hoa.
• Vào năm 1955, một nghiên cứu trên động vật được thực hiện cho ra kết luận những sản phẩm. Tạo ra từ loại nhựa này ảnh hưởng đáng kể đối với sức khỏe con người ở nhiệt độ dưới 250 độ C.
• Nhựa có tính ổn định, không độc hại ở nhiệt độ thấp hơn, tuy nhiên nó bắt đầu xấu khi nhiệt độ của dụng cụ nấu nướng đạt đến nhiệt độ 260°C (500°F) và phân hủy trên 350°C (662°F). Các sản phẩm phân hủy chính là tetrafluoroethylene (TFE) và difluorocarbene ( RCF2 ). Các độc tố có thể gây cái chết cho chim hay gây ra những triệu chứng giống cúm ở người.
• Trước năm 2013, các sản phẩm được làm từ PTFE đều có sử dụng thêm PFOA(Axit perfluorooctanoic). Đây là loại chất phụ gia có thể gây ra các bệnh về thận, gan và tổn thương phổi nếu hít phải. Hiện nay người ta đã không sử dụng loại Teflon có chứa PFOA nữa để đảm bảo an toàn cho người lao động.

Qua bài viết chúng tôi đã chia sẻ những thông tin quan trọng giúp bạn giải đáp thắc mắc “PTFE là gì?”. Mong rằng nó có thể đem lại cho bạn nhiều thông tin hữu ích. Mọi thắc mắc hay những đóng góp ý kiến vui lòng liên hệ với Đình Hải Plastic để được hỗ trợ.