Nhựa PTFE là một loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp hóa chất đến thực phẩm, xây dựng…. Vậy nhựa PTFE là gì? Thành phần cấu tạo và tính ứng dụng của nó như thế nào? Hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây.
Nhựa PTFE là gì?
Nhựa PTFE (hay có tên thương mại là nhựa Teflon) là một loại nhựa tổng hợp hay polime nhiệt dẻo, có tính bền cao với các dung môi và hoá chất. Nhựa PTFE mềm dèo trong khoảng nhiệt độ rộng từ –190°C đến +300°C, với độ bền kéo cao (245 – 315 kg/cm2),hệ số ma sát của nhựa PTFE rất nhỏ và độ bền nhiệt cao (trạng thái thăng hoa xuất hiện khi đạt 400 độ C), không nóng cháy, phân huỷ chậm. Teflon bến với môi trường hơn cả vàng và platin, không dẫn điện.
Nhựa Teflon có thành phần hóa học chứa Flour (F) màu trắng ngà, dẻo và Cacbon © có đặc tính bền khi tiếp xúc với các tác nhân hóa học có tính ăn mòn như axit, bazơ có nồng độ cao.
Ngoài ra, nhựa PTFE còn được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp gốc tự do của nhiều phân tử tetrafluoroethene với nhau. Hy vọng thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nhựa PTFE.
Lịch sử hình thành của nhựa PTFE
Nhựa PTFE được phát hiện vào năm 1938 bởi nhà khoa học người Mỹ Roy J. Plunkett. Lúc đó, ông đang nghiên cứu các hợp chất fluorocarbons để làm khí sinh hàn cho máy lạnh. Trong một thí nghiệm, ông đã cho tetrafluoroethylene (TFE) vào một bình thép nén và đông lạnh. Sau khi kiểm tra, ông phát hiện ra rằng một lớp nhựa màu trắng, trơn trượt đã bám chặt bên trong bình thép. Ông nhận ra rằng đây là một loại nhựa mới có nhiều tính chất đặc biệt, chẳng hạn như khả năng chịu nhiệt, chịu hóa chất, chịu mài mòn,…
Ông Plunkett đã tiếp tục nghiên cứu loại nhựa này và đặt tên cho nó là polytetrafluoroethylene (PTFE). Năm 1946, công ty DuPont đã bắt đầu sản xuất và thương mại hóa nhựa PTFE dưới tên gọi Teflon.
Nhựa PTFE đã nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm, xây dựng, ô tô,… Ngày nay, nhựa PTFE được sử dụng trong vô số sản phẩm và ứng dụng khác nhau, từ các thiết bị y tế đến các sản phẩm gia dụng.
Thành phần cấu tạo nhựa PTFE
Nhựa PTFE được cấu tạo từ các phân tử tetrafluoroethylene (TFE) liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. TFE là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C2F4.
Các phân tử TFE có cấu trúc lưỡng phân cực, với một đầu là carbon và một đầu là fluor. Các đầu carbon của các phân tử TFE liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, tạo thành một chuỗi dài. Các đầu fluor của các phân tử TFE xen kẽ nhau, tạo thành một lớp phủ trơn trượt.
Teflon được sản xuất từ clorofom qua các giai đoạn sau :
CHCl3+HF/SbF5> CHF2Cl 700 °C> CF2=CF2peroxide> (-CF2-CF2-)n
Phân loại nhựa PTFE
Nhựa PTFE có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau nhựa PTFE có thể được phân loại thành dạng tấm, dạng ống, dạng bột, dạng xốp. . .
Nhựa PTFE dạng cây
Nhựa PTFE dạng cây thường có quy cách dạng thanh hoặc trục, bên trong có thể là ruột đặc hoặc rỗng. Thông thường, chúng mang màu trắng với tỷ trọng khoảng 2.3-2.4 g/cm3. Đường kính phổ biến nằm trong khoảng từ Ø6 đến Ø200 và chiều dài tiêu chuẩn là 1000mm. Ứng dụng phổ biến của nó bao gồm chế tạo xương nhân tạo, tạo vật liệu sụn cho phẫu thuật ngoại khoa, sản xuất thiết bị radar, vật liệu thông tin cao tần, và các thiết bị sóng ngắn.
Nhựa PTFE dạng tấm
Nhựa PTFE (Teflon) là vật liệu có khả năng chịu mài mòn cao, hệ số ma sát thấp và không cần dùng dầu mỡ. Với tính chất tự bôi trơn, nó thích hợp cho việc sản xuất các sản phẩm như gioăng tự bôi trơn, vòng đệm, bạc nhựa teflon, vòng bi, và bánh răng. Màu sắc chủ yếu là trắng, tỷ trọng khoảng 2.42g/cm3. Kích thước thông dụng của tấm PTFE là 1000x1000mm và 1020x1020mm. Các sản phẩm gia công từ tấm PTFE bao gồm tấm đệm gioăng mặt bích, bánh răng nhựa thay thế bánh răng kim loại và các loại căn nhựa chịu mài mòn để làm kín trục.
Nhựa PTFE dạng ống
Cấu trúc rỗng ở giữa của ống PTFE khiến cho nó không có độ bền và độ cứng như dạng cây hoặc tấm PTFE. Tuy nhiên, điều này lại mang lại ưu điểm khác, đặc biệt là tính linh hoạt và khả năng thông suốt. Nhờ vào cấu trúc này, ống PTFE trở nên rất phù hợp để sử dụng trong lĩnh vực y tế, sản xuất dụng cụ cách điện và các bộ lọc có hiệu suất cao.
Nhựa PTFE dạng phim
Phim nhựa PTFE có thiết kế với chiều dài khoảng 1000m, đường kính dao động từ 0.03-3mm. Màu sắc thông dụng chủ yếu là trắng hoặc đen. Bên ngoài, nó trông mỏng, nhẹ và dễ dàng cuộn lại. Vì tính chất này, phim nhựa PTFE trở thành một trong những vật liệu cách điện quan trọng, được sản xuất từ polyme hữu cơ. Ứng dụng của phim nhựa PTFE rộng khắp, từ cảm biến, máy phát điện, động cơ, máy đo lường cho đến các bộ lọc không khí ở nhiệt độ cao.
Đặc tính nổi bật của nhựa Teflon
Nhựa PTFE có nhiều đặc tính nổi bật, bao gồm:
- Khả năng chịu nhiệt tốt: Nhựa PTFE có thể chịu được nhiệt độ từ -200°C đến 260°C.
- Khả năng chịu hóa chất: Nhựa PTFE không phản ứng với hầu hết các loại hóa chất, dung môi và khí.
- Chịu mài mòn tốt: Nhựa PTFE có độ bền cao, không bị ăn mòn bởi các tác nhân vật lý.
- Hệ số ma sát thấp: Nhựa PTFE có hệ số ma sát thấp, giúp giảm lực ma sát giữa các bề mặt.
- Khả năng cách điện tốt: Nhựa PTFE là một chất cách điện tốt.
Ngoài ra, các đặc tính của nhựa Teflon còn được thể hiện qua một số thông số kỹ thuật khác như:
- Tỷ trọng: 2.1 – 2.3 g/cm³
- Độ cứng: 55 – 65 shore A
- Độ giãn dài: 150 – 350%
- Độ bền kéo: 15 – 35 Mpa
- Cường độ điện môi: 19 kv/mm
Ứng dụng của nhựa Teflon
Với ưu điểm vượt trội bao gồm khả năng chịu nhiệt, không bám dính, độ bền cao, tính cách điện xuất sắc, không cháy, và kháng mài mòn, nhựa PTFE (Teflon) là một vật liệu quan trọng và đa dạng. Hiện nay, nhựa Teflon được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong nhiều lĩnh vực, bao gồm:
- Công nghiệp hóa chất: Nhựa PTFE được sử dụng để chế tạo các thiết bị, máy móc trong các nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm, dược phẩm,…
- Công nghiệp thực phẩm: Nhựa Teflon được sử dụng để chế tạo các dụng cụ, thiết bị trong các nhà máy chế biến thực phẩm, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Công nghiệp xây dựng: PTFE là loại nhựa được sử dụng để chế tạo các đường ống, thiết bị trong các công trình xây dựng, nhà máy thủy điện….
- Công nghiệp ô tô: PTFE còn được sử dụng để chế tạo các chi tiết, linh kiện trong động cơ ô tô, máy bay…
Ngoài ra, PTFE còn được ứng dụng nhiều trong các mục đích cụ thể sau đây:
- Làm kín: Nhựa PTFE được sử dụng để làm kín các đường ống, thiết bị trong các hệ thống thủy lực, khí nén, hơi nước,…
- Làm kín các khớp nối: PTFE là loại nhựa được sử dụng để làm kín các khớp nối trong các hệ thống máy móc, thiết bị.
- Làm kín các thiết bị điện, điện tử: PTFE được sử dụng để làm kín các thiết bị điện, điện tử.
- Làm kín các thiết bị y tế: Nhựa PTFE được sử dụng để làm kín các thiết bị y tế.
Nhựa Teflon đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và độ bền của nhiều sản phẩm và thiết bị khác nhau, mang lại lợi ích đáng kể cho nhiều lĩnh vực công nghiệp và cuộc sống hàng ngày.
Tổng kết
Nhựa PTFE là một loại nhựa có nhiều ưu điểm vượt trội, phù hợp với nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực. Người dùng nên cân nhắc lựa chọn nhựa PTFE sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình để đảm bảo hiệu quả và độ bền của sản phẩm.
Xem thêm: