Nhựa PTFE là gì? Đặc Tính Và Ứng Dụng của Nhựa Teflon

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngày càng nhiều vật liệu mới ra đời để đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật và đời sống. Bài viết sau, Nhựa Thuận Phong sẽ đề cập đến các loại vật liệu đang sử dụng phổ biến nhất hiện nay đó là nhựa PTFE còn gọi là Teflon (Polytetrafluoroethylene). Cùng tìm hiểu nhựa PTFE là gì? Và những ứng dụng của PTFE trong đời sống nhé.

Nhựa PTFE là gì?

Nhựa PTFE được phát hiện bởi Roy Plunkett – nhà hóa học người Mỹ vào năm 1938. Ông đã phát hiện một thùng chất làm lạnh tetrafluoroethylene đã trùng hợp thành loại bột trắng, đó là loại bột có thể tạo thành nhựa PTFE như ngày nay.

Đây là một fluoropolymer nhựa có màu trắng ngà, dẻo và đặc biệt linh hoạt, nó được tạo ra bởi các phản ứng trùng hợp gốc tự do của nhiều phân tử tetrafluoroethene với nhau. PTFE phù hợp với các ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau như công nghiệp thực phẩm, hàng không vũ trụ, đồ uống, viễn thông, dược phẩm.

PTFE được sản xuất dạng que hoặc ống với nhiều kích thước khác nhau và có thể trộn lẫn các chất phụ gia để tăng khả năng chống mài mòn và tăng độ bền cho sản phẩm.

Thành phần cấu tạo của nhựa PTFE

Cấu tạo chính của nhựa PTFE có nhiều phân từ tetrafluoroethene ghép lại với nhau có công thức C2F4 là một loại khí không màu, không mùi được tạo ra bằng việc đun nóng chlorodifluoromethane (CHCLF2) ở nhiệt độ 600 – 700 độ C. Chlorodifluoromethane lần lượt thu được bằng cách tạo phản ứng hydro florua (hF) với chloroform (CHCl3)

Các monome Tetrafluoroethylene (các phân tử đơn, nhỏ) được ngâm trong nước, sau đó trùng hợp (liên kết thành phân tử lớn, nhiều đơn vị) dưới áp suất cao và sự có mặt của các chất có gốc tự do lúc đầu. Các polymer gồm một chuỗi cacbon nguyên tử liên kết với 2 nguyên tử flo.

Các nguyên tử flo bao quanh chuỗi carbon như một lớp bảo vệ, tạo ra một phân tử trơ về mặt hóa học tương đối đậm đặc với liên kết carbon – flo mạnh. Polyme trơ với hầu hết hóa chất, không nóng chảy dưới nhiệt độ 327 độ C và có hệ số ma sát thấp nhất trong các chất rắn đã biết. 

Ưu điểm nổi bật của nhựa PTFE

• Nhựa PTFE là một chất polymer chứa fluor và cacbon với khả năng chịu nhiệt tốt, không kết dính. 
• Hệ số ma sát PTFE cực nhỏ 0.04 đứng thứ 2 sau kim cương
• Nhiệt độ nóng chảy cao khoảng 327 độ C và hệ số ma sát thấp có nhiều ứng dụng trong kỹ nghệ không gian
• Không bị bám dính với bề mặt của bất kỳ vật liệu hay đồ dùng nào
• Không bị giòn khi ở trong không khí lỏng, không mềm trong nước khi đun sôi
• Khả năng cách điện tối ưu
• Không bị biến đổi trạng thái ở điều kiện nhiệt độ 190 độ C – 300 độ C
• Không phản ứng với bất kỳ hóa chất nào, chịu được môi trường hóa chất tốt
• Chịu được tia cực tím không thấm nước, thấm dầu
• Chống lão hóa trong điều kiện khí quyển, cản khí tốt
• Nhựa PTFE có những đặc tính tuyệt vời mà các chất dẻo khác hoàn toàn không có cụ thể:
• Khả năng chống chịu nhiệt độ tốt
• Độ bền cao, không dẫn cháy
• Khả năng chống mài mòn tốt

Nhựa PTFE có khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền cao

Nhựa PTFE có những loại nào phổ biến?

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại nhựa PTFE, tuy nhiên, một số loại chỉ dành cho những ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực ít người biết như hàng không vũ trụ hoặc công nghiệp sản xuất. Dưới đây là một số loại nhựa PTFE được sử dụng phổ biến.

PTFE dạng tấm

Là loại nhựa Polymer có khả năng kháng hóa chất và bề mặt có độ ma sát thấp, không bám dính bề mặt với bất cứ vật liệu nào

Tấm nhựa PTFE có màu trắng sữa với kích thước 1m x 1m và 1m x 10m. Độ dày của tấm nhựa khoảng 5mm – 40mm.

Nhựa PTFE có độ bền cao, không dẫn điện, không bắt cháy và không bị mài mòn. Chống thấm nước, bề mặt láng mịn giúp vệ sinh dễ dàng.

PTFE dạng ống

Dạng ống nhựa PTFE khá giống với dạng cây vì có hình trụ tròn dài, tuy vậy, vì nó là ống nên ở giữa được thông suốt vì vậy nó có độ cùng không bằng dạng cây. Nhờ cấu trúc rỗng bên trong nên ống PTFE rất phù hợp sử dụng làm thiết bị y tế, bộ lọc hiệu suất cao, dụng cụ cách điện…

PTFE dạng cây

Nhựa cây PTFE có độ ổn định nhiệt tốt, nhiệt độ làm việc tối đa 260 độ C và tối thiểu -260 độ C. Sở hữu nhiều đặc tính vượt trội, không ẩm mốc, chịu được các hóa chất và axit, có thể chống tia cực tím. Tuy nhiên, nhựa PTFE dạng cây khá dài, có độ mềm dẻo, cần cẩn thận khi vận chuyển và thi công. Trọng lượng khá nặng so với các loại nhựa khác.

PTFE dạng ghim

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

Ứng dụng của nhựa PTFE

Nhựa PTFE được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: 

Chế biến hóa dầu và hóa học

Với khả năng kháng hóa chất và chống ăn mòn hoặc kiềm mà nhựa PTFE trở thành vật liệu được ưa chuộng và là thành phần chính trong miếng lót đệm, seal, ống nhúng,… Bên cạnh đó, khả năng chịu nhiệt đến hàng trăm độ C của nhựa Teflon khiến chúng thích hợp sử dụng trong nhà máy hóa dầu.

Ngành điện

Nhựa PTFE là một trong những loại nhựa cách điện tốt nhất, vì thế, người ta sử dụng chúng trong dây và cáp quấn. Ngoài ra, nhựa teflon còn được gia công trong các thiết bị cách điện cùng nhiều thành phần điện phục vụ trong nhà máy điện, điện cao áp.

Ngành bán dẫn

Nhựa PTFE với nhiệt độ nóng chảy cao >300 độ C. Với đặc tính này, nhựa Teflon tinh khiết là sự lựa chọn lý tưởng để làm vật liệu sử dụng cho sản xuất chip, đinh vít trong thiết bị điện tử công nghiệp, thiết bị đồng hồ thạch anh cùng nhiều ứng dụng khác tương tự.

Trong phòng thí nghiệm

Nhựa PTFE dạng ống được sử dụng trong các phòng thí nghiệm khác nhau nhờ tính kháng hóa chất tối ưu. Các hợp chất hóa học có tính axit hoặc kiềm cao cũng không ảnh hưởng đến độ bền vốn có của sản phẩm.

Bài tiếp theo: Nhựa TPE có an toàn không? Ứng dụng của nhựa TPE trong đời sống

Thực phẩm, dược phẩm và đồ uống

Nhựa PTFE hoặc nhựa Teflon được cơ quan quản lý Thực phẩm và dược phẩm chứng nhận là loại nhựa an toàn, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người có thể dùng trong thực phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát và dược phẩm

Bề mặt trơn láng, không bám dính, không chất độc hại là điều kiện giúp hạn chế các loại vi khuẩn phát triển. Khả năng chịu nhiệt độ cao giúp nhựa Ptfe không bị biến đổi trong lò sấy, lò nướng hoặc các hoạt động sinh nhiệt khác trong nhà máy.

Trên đây là những thông tin chia sẻ về nhựa PTFE là gì, có thể thấy nhựa Teflon được sử dụng rất phổ biến hiện nay. Hy vọng, qua bài viết, bạn đọc có thêm nhiều kiến thức hữu ích về nhựa Ptfe.