PTFE là gì? Teflon là gì? Ứng dụng của nhựa PTFE

Các bạn thân mến, chắc hẳn trong chúng ta đã từng nghe qua khái niệm PTFE hay Teflon rồi phải không nào? Đặc biệt là các bạn bên ngành công nghiệp, những bạn mua hàng, bán hàng cũng từng nghe qua rất nhiều về hai tên gọi này rồi phải không? Vậy PTFE là gì? Teflon là gì? Nó được dùng để làm gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu về chất liệu này ở dưới bài viết. Nào cùng Vancongnghiepvn.net tìm hiểu nhé

Tìm hiểu về PTFE

PTFE là gì?

PTFE là viết tắt chữ cái đầu của cụm từ Polytetrafluoroethylene. Đây là một loại nhựa fluoropolyme được tổng hợp  của tetrafluoroethylene có nhiều ứng dụng. Nhựa này nhìn bên ngoài có màu trắng hoặc trắng ngà được sử dụng và áp dụng cực kỳ nhiều trong công nghiệp và cuộc sống hiện nay

Teflon chính là tên gọi thay thế cho nhựa PTFE, nó là tên để dễ gọi cho hợp chất tetrafluoroethylene. Như vậy chúng ta hiểu rằng nhựa PTFE và Teflon đều là cùng một loại và nó chỉ khác nhau ở tên gọi mà thôi các bạn nhé

Lịch sử của nhựa PTFE

Câu chuyện về Teflon bắt đầu vào ngày 6 tháng 4 năm 1938. Tiến sĩ Roy J. Plunkett(Một nhà khoa học người Mỹ) đang làm việc với các chất khí liên quan đến chất làm lạnh. Sau khi kiểm tra một mẫu tetrafluoroethylene nén, đông lạnh, ông và các cộng sự của mình đã phát hiện ra một điều bất ngờ: Mẫu đã được polyme hóa một cách tự nhiên thành một chất rắn màu trắng, như sáp để tạo thành polytetrafluoroethylene (PTFE).

Khi kiểm tra PTFE ông nhận thấy rằng các mẫu để trong chai mẫu có màu trắng ngà như một dạng sáp, trơn một cách đến kỳ lạ. Thử các phản ứng hóa học nó hoàn toàn trơ và chịu nhiệt độ cực cao. Từ các nghiên cứu khoa học vô cùng giá trị này đã cho ra một loại nhựa mà cho đến ngày hôm nay vô cùng quan trọng trong cuộc sống và công nghiệp hiện đại

Năm 1941 nhựa PTFE đã được cấp bằng sáng chế

Năm 1945 đăng ký nhãn hiệu và tên gọi đầu tiên của nó là Teflon

Năm 1948, DuPont, công ty thành lập Kinetic Chemicals sản xuất ra PTFE ở dạng thương phẩm. Sau đó loại nhựa này được phủ lên đường ống chứa Uranium và phủ lên các loại van công nghiệp

Năm 1954, Collette Grégoire, vợ của kỹ sư người Pháp Marc Grégoire, đã thúc giục ông thử vật liệu mà ông đã sử dụng để câu cá trên chảo nấu ăn của bà, kết quả cho ra một sản phẩm dùng cho nhà bếp với tên gọi là Chảo chống dính

Đến năm 1961 các loại chảo chống dính phủ PTFE đã trở thành một trong những sản phẩm sử dụng cho nhà bếp nổi tiếng và phổ biến thời bấy giờ

Đến ngày nay việc sử dụng nhựa PTFE vẫn rất được ưa chuộng và phổ biến bởi những tính chất của dòng nhựa này vô cùng thích hợp cho các ứng dụng trong công nghiệp mà không phải loại nhựa nào cũng có thể đáp ứng được. Để có thể hiểu thêm về các ứng dụng của Teflon các bạn vui lòng theo dõi ở phần tiếp dưới bài viết nhé

Đặc điểm của nhựa Teflon(PTFE)

Chúng ta đã tìm hiểu về vật liệu này cũng như lịch sử hình thành và phát triển của nó. Như tôi đã phân tích ở trên đây là một vật liệu vô cùng quan trọng, vậy vì sao nhựa PTFE lại được sử dụng nhiều trong công nghiệp và cuộc sống hiện nay. Cùng chúng tôi tiếp tục tìm hiểu nhé

• Nhựa PTFE là một loại nhựa dẻo, nó có dạng rắn màu trắng ngà ở nhiệt độ phòng
• Trọng lượng riêng khoảng 2200 kg / m³ và điểm nóng chảy của vật liệu này ở khoảng 327°C(620°F)
• Hệ số ma sát của PTFE cực kỳ nhỏ 0.04 đứng thứ hai sau kim cương.
• Có tính linh hoạt tốt ở nhiệt độ thấp( -79^oC; -110^oF )
• Có thể chế tạo ở nhiều hình dạng linh hoạt khác nhau như dạng tròn, dạng ống, dạng tấm, dạng phim…
• PTFE thể hiện độ ổn định nhiệt cao mà không bị suy giảm rõ ràng dưới 440°C. Vật liệu PTFE có thể được sử dụng liên tục dưới 260°C.
• Ngoài ra nhựa Teflon cũng có khả năng chống bám dính cực tốt, một sự thú vị nhỏ là bề mặt nhựa này tắc kè không thể bám dính vào được và nó còn được sử dụng để phủ lên các bề mặt chống côn trùng

PTFE có an toàn không?

Vậy Teflon được sử dụng rộng rãi như vậy liệu nó có phải là một loại chất an toàn hay không? Có ảnh hưởng gì tới con người khi sử dụng các sản phẩm có vật liệu này?

Quá trình nhiệt phân PTFE(Phân hủy PTFE ở nhiệt độ cao) ở khoảng 200°C và nó tạo ra một số khí fluorocarbon và một chất thăng hoa

Một nghiên cứu năm 1955 trên động vật được thực hiện kết luận rằng khó có khả năng những sản phẩm này được tạo ra với lượng đáng kể đối với sức khỏe ở nhiệt độ dưới 250°C (482°F)

Trong khi PTFE ổn định và không độc hại ở nhiệt độ thấp hơn, nó bắt đầu xấu đi sau khi nhiệt độ của dụng cụ nấu nướng đạt khoảng 260°C (500°F) và phân hủy trên 350°C (662°F). Quá trình nhiệt phân trên 400°C (752 F) xảy ra và quá trình phân hủy diễn ra nhanh hơn đáng kể. Các sản phẩm phân hủy chính là gốc tetrafluoroethylene (TFE) và difluorocarbene ( RCF2 ). Các sản phẩm phụ phân hủy có thể gây chết cho chim ,  và có thể gây ra các triệu chứng giống cúm  ở người

Trước năm 2013, các sản phẩm sử dụng PTFE cho cuộc sống con người đều sử dụng thêm PFOA(Axit perfluorooctanoic) làm chất phụ gia để sản xuất, trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng Teflon có PFOA có liên quan đến các tình trạng sức khỏe như bệnh thận và gan và các tổn thương phổi khi hít phải nhựa PTFE có chứa PFOA

Sau năm 2013 trở về đây người ta không còn sử dụng loại PTFE có chưa PFOA để sản xuất nữa nên có thể nói nó hoàn toàn an toàn cho người sử dụng

Ưu điểm và nhược điểm của PTFE

Ưu điểm của PTFE

• Kháng hóa chất tuyệt vời với việc trơ trước các loại hóa chất thông thường
• Khả năng chịu được nhiệt độ cực cao,  điểm nóng chảy của khoảng. + 327°C khiến nó hầu như không thể phá vỡ ở nhiệt độ khắc nghiệt
• Tính chất cách điện cũng là một ưu điểm lớn của vật liệu này
• Không bám dính, hệ số ma sát thấp
• Không có vết lõm hoặc lão hóa với tác động của môi trường
• Bề mặt nhẵn có thể đạt được
• Không bị ảnh hưởng bởi môi trường nước hoặc ẩm
• Chống ăn mòn vượt trội, hóa chất hoặc dung môi không phải là trở ngại đối với PTFE
• Độ bền nhiệt cao và khả năng chống cháy
• Khả năng chống lại thời tiết ở các điều kiện môi trường khác nhau
• Linh hoạt và có thể uốn cong – ngay cả ở nhiệt độ thấp, dễ sử dụng trên nhiều loại bề mặt mà không bị giảm độ bền
• Mức độ phù hợp thực phẩm

Nhược điểm của PTFE

Với nhiều ưu điểm kể trên nên PTFE ngày nay được sử dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên nó cũng có một đặc điểm về vật liệu này như sau:

• Việc xử lý PTFE gặp khó khăn và tốn kém hơn rất nhiều so với xử lý các loại nhựa khác.
• Ngay cả khi nóng chảy, PTFE không chảy do độ nhớt nóng chảy cực cao của nó
• Khả năng chống bức xạ thấp
• Có thể sinh ra khói độc khi phân hủy ở nhiệt độ cao
• Giá thành của dòng này cao hơn so với các dòng nhựa khác trên thị trường

Vì sao PTFE lại được lựa chọn nhiều nhất?

1. Đây là một loại vật liệu có khả năng chịu được nhiệt độ cao, ở cả dải nhiệt độ thấp thì PTFE cũng có thể hoạt động ổn định. Chính vì vậy các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ như hơi nóng, ống công nghiệp đều ưa chuộng sử dụng loại vật liệu này
2. Khả năng kháng hóa chất và trơ với phản ứng hóa học thông thường: Trong các lĩnh vực hóa học các loại vật liệu Teflon hoặc các vật liệu đệm PTFE đều ưa chuộng và ưu tiên sử dụng bởi không có chất hóa học, dung môi, chất ăn mòn nào có thể làm khó được nó. Đây cũng là một điểm tuyệt vời nữa của dòng nhựa này
3. Khả năng cách điện tuyệt vời của vật liệu này nên nó cũng được ưa chuộng sử dụng nhiều trong các lĩnh vực về điện dân dụng và điện công nghiệp như vỏ cách điện, vỏ dây điện, linh kiện máy tính cũng không thể thiếu được vật liệu này bởi nó hoạt động cực kỳ tốt ở nhiệt độ cao
4. Độ ma sát thấp cũng làm cho nó trở thành vật liệu phổ biến trong các ứng dụng kỹ thuật cơ khí. Nó thường được sử dụng cho ổ trượt, tấm trượt, bánh răng và các bộ phận làm việc khác , nơi diễn ra hoạt động trượt như đóng mở các loại van bướm lót PTFE, van bi inox….
5. Được FDA(Food and Drug Administration-Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ thuộc bộ y tế Hoa Kỳ) chấp nhận về tính an toàn cho người sử dụng trong thực phẩm và các dụng cụ chế biến thực phẩm
6. Khả năng chống mài mòn tương đối ấn tượng Teflom cũng thường được sử dụng trong các đường ống và cụm ống công nghiệp có sử dụng hóa chất và axit.
7. Giá thành phải chăng, chi phí đầu tư thấp nhưng mang lại giá trị về kinh tế và lợi ích to lớn cho doanh nghiệp, hơn nữa như đã phân tích, khả năng chống lại tác hại của thời tiết và hao mòn nói chung khiến nó trở thành một vật liệu cực kỳ bền lâu.

Ứng dụng của nhựa PTFE

Việc phát hiện và đưa vào sử dụng Teflon-PTFE vào công nghiệp và dân dụng với quá nhiều ưu điểm của vật liệu này bởi khả năng hoạt động hiệu quả trong các môi trường yêu cầu khắt khe, nghiêm ngặt về kỹ thuật nó đều đáp ứng được, chính vì vậy ứng dụng của vật liệu này là vô cùng lớn. Cùng chúng tôi điểm qua một số ứng dụng cơ bản của vật liệu PTFE

• • Ứng dụng vào hệ thống cách điện và dây cáp điện. Ngoài ra ứng dụng trong máy tính và hàng không ở các nhiệt độ cao
  • Là vật liệu đệm tuyệt vời trong các dòng thiết bị công nghiệp như van bướm, van bi, van cổng,đồng hồ nước điện tử…
  • PTFE dạng màng được sử dụng rộng rãi rong sản xuất vật liệu tổng hợp sợi carbon cũng như vật liệu tổng hợp sợi thủy tinh, đặc biệt là trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.
  • Do đặc tính không phản ứng và xếp hạng nhiệt độ cao, PTFE thường được sử dụng làm lớp lót trong các cụm ống, khớp nối phủ PTFE co giãn và trong các đường ống công nghiệp, đặc biệt là trong các ứng dụng sử dụng axit, kiềm hoặc các hóa chất khác. Chất lượng không ma sát của nó cho phép cải thiện dòng chảy của chất lỏng có độ nhớt cao và được sử dụng trong các ứng dụng như ống phanh.
  • PTFE được biết đến nhiều nhất với việc sử dụng để tráng chảo chống dính và các dụng cụ nấu nướng khác, vì nó kỵ nước và có khả năng chịu nhiệt khá cao.
  • Nó có thể được kéo căng để chứa các lỗ nhỏ với kích thước khác nhau và sau đó được đặt giữa các lớp vải để tạo thành một loại vải không thấm nước, thoáng khí trong trang phục ngoài trời. Rất thú vị phải không ạ
  • Nó được sử dụng làm lớp phủ cho các ứng dụng y tế và chăm sóc sức khỏe được thêm các vào các vật liệu khác vào làm tăng khả năng chịu nhiệt cho các thiết bị phẫu thuật và thiết bị y tế khác.
  • Sử dụng làm đế chống ăn mòn trơn trượt cho các loại giày dép chúng ta thường sử dụng hàng ngày
  • Khả năng chống ăn mòn cao làm cho PTFE hữu ích trong môi trường phòng thí nghiệm, nơi nó được sử dụng để lót thùng chứa, làm lớp phủ cho máy khuấy từ và làm đường ống cho các hóa chất có tính ăn mòn cao như axit flohydric, chất này sẽ hòa tan các vật liệu thủy tinh và các vật liệu kim loại hay nhựa khác

Còn rất nhiều các ứng dụng PTFE ở công nghiệp và cuộc sống hiện nay nữa. Chúng tôi chỉ liệt kê các ứng dụng cơ bản nhất và hay sử dụng nhất mà thôi

Tóm lại trong toàn bộ bài viết chúng tôi đã làm rõ cho bạn đọc hiểu được PTFE là gì rồi phải không nào. Như vậy chúng ta cũng biết được rằng PTFE và Teflon đều là một và chỉ khác nhau ở tên gọi mà thôi các bạn nhé. Có thể nói vật liệu PTFE đóng vai trò quan trọng và được sử dụng cũng như ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay

Mọi ý kiến đóng góp vui lòng liên hệ cho chúng tôi hay các bạn cần tham khảo thêm thông tin, tư vấn thêm các thiết bị công nghiệp khác vui lòng liên hệ với chúng tôi

Cảm ơn các bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết, bài viết được tổng hợp từ nhiều nguồn như Wikipedia, các nhà máy chế tạo và sản xuất Teflon, các kỹ sư công nghiệp, Internet và kinh nghiệm của bản thân tôi đúc rút và tìm hiểu sau nhiều năm làm việc trong lĩnh vực công nghiệp. Hẹn gặp lại các bạn ở những bài viết tiếp theo!