Tìm hiểu về PTFE là gì? ứng dụng【A-Z】

Thuật ngữ PTFE là gì, PTFE là chất liệu gì? lịch sử hình thành, các loại PTFE và tính ứng dụng như thế nào? Trong bài viết này, hãy cùng Vimitech.vn bọn mình tìm hiểu nhé!

1. Tổng quan về PTFE

• PTFE là gì?

PTFE (hay polytetrafluoroethylen) là một loại nhựa tổng hợp của tetrafluoroethylene. Đây là một vật liệu linh hoạt, có tính ứng dụng cao ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số thương hiệu nổi tiếng hiệu gắn liền với PTFE có thể kể đến như: Teflon, Fluon, Hostaflon, Polyflon

• Công thức hóa học và cách điều chế PTFE

PTFE có công thức hóa học là (C2F4)n

Polytertafluoethylen được sản xuất bao gồm 4 thành phần: florit, axit flohydric, clorofom và nước (H20). Chúng được kết hợp trong buồng phản ứng hóa học khi được lam nóng ở nhiệt độ từ 1094- 1652°F (590-900°C). Có 2 giai đoạn chính

– Giai đoạn 1: TFE được tổng hợp từ chloroform (tricloromethan, axit flohydrric và florit, những thành phần này trải qua quá trình nhiệt phân được kết hợp với nhau, do đặc tính dễ cháy nên bước này thường được thực hiện tại nơi sản phẩm cuối cùng được tạo ra.

Sản xuất Chloroform (tricloromethan): chloroform được sản xuất bằng phản ứng meta với hỗn hợp hydro clorua và clo, có thể thực hiện trong pha lỏng hoặc pha hơi. Phản ưng hóa học là:

CH _4(g)   3Cl _2(g)  –> CHCl _3(g)   3HCl _(g)

Sản xuất chlorodifluoromethane: Bằng cách phản ứng chloroform với hydro florua khan, chlorodifluoromethane được tạo ra với phản ứng hóa học là:

CHCl _3(g)   2HF _(g)  –> CHCIF _2(g)   2HCl _(g)

Sản xuất tetrafluoroethylen (TFE): do nguy cơ nổ cao nên TFE thường được sản xuất tại chỗ, chlorodifluoromethane được làm nóng qua quá trình nhiệt phân tạo ra tetrafluoroethylen (TFE). Sau được tạo ra, TFE phải được làm lạnh nhanh chóng tránh phản ứng ngược và phân hủy gây ra nổ. Công thức hóa học là:

2CHClF _2(g)  –> C2F _4(g)   2HCl _(g)

– Giai đoạn 2: TFE được trùng hợp bằng phản ứng trùng hợp triệt để, với 1 lượng nhỏ chất peroxit axit disuccinic hoặc amoni persuface. Hơn nữa, thành phần quan trọng của quá trình này là nước.

 Cụ thể, quá trình biến đổi từ PTE sang PTFE được làm bằng 2 phương pháp chính: phương pháp trùng hợp huyền phù tạo ra các viên để có thể được đúc và phương pháp trùng hợp phân tán tạo ra PTFE ở dạng bột nhão màu trắng đục có thể được chế biến thành bột mịn.

• PTFE có phải là teflon không?

Đây là một thắc mặc của rất nhiều người. Trên thực tế, PTFE cũng chính là Teflon, có điều PTFE là tên gọi của vật liệu, còn teflon lại là tên thương hiệu nổi tiếng hàng đầu của vật liệu- Chemmours, Vậy nên hoàn toàn có thể thay thế cho nhau nhưng tên vật liệu chính xác vẫn là PTFE.

2. Lịch sử hình thành

PTFE đã “bén duyên” với tiến sĩ Roy J, Plunkett một cách vô tình vào thế kỷ thứ XX, cụ thể là năm 1938 trong quá trình ông làm việc cho DuPoint. Trong quá trình nghiên cứu phát minh ra một loại khí sinh hàn, ông đã phát hiện ra PTFE. Mãi cho đến năm 1946, PTFE hay Teflon mới được biết đến rộng rãi khi công ty Chemours trực thuộc DuPoint.Co đã cho sản xuất hàng loạt và tung ra thị trường. Trải qua quá trình nghiên cứu và hoàn thiện, ngày nay PTFE là một loại nhựa cực kỳ linh hoạt và được ứng dụng đa phương diện.

3. Đặc tính của PTFE

• Tính chất vật lý

PTFE là một fluoropolymer màu trắng ngà, dẻo và rất linh hoạt, độ ma sát thấp với khả năng chống lão hóa khi đối mặt với thời tiết vượt trội, mềm, dễ định hình và tính cách điện tuyệt vời, Hoạt động tốt ở nhiệt độ cao 500°F.

• Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của nó có thể kể đến như: khả năng kháng hóa chất vượt trội, khả năng chống ăn mòn tốt

Ngoài ra, các bạn có thể tham khảo đầy đủ hơn

4. Các loại PTFE

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại nhựa PTFE, tuy nhiên có 4 loại nhựa thông dụng nhất có kể kể đến như: PTFE dạng tấm, dạng cây, dạng ống và dạng phim.

PTFE dạng tấm

là loại nhựa với màu trắng tự nhiên, có khả năng chịu sự mài mòn tốt, hệ số ma sát thấp, khả năng tự bôi trơn mà không cần dầu mỡ.

Trong thực tế, PTFE được ứng dụng đa lĩnh vực như:

• Dùng cho  cho ống lót, bánh răng cũng như các thiết bị vận chuyển bằng trọng lực.
• Ở dạng tấm có thể thay thế kim loại khi cần đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu nhiệt, tự bôi trơn, độ ma sát.
• Trong ngành y tế và dược phẩm, PTFE được dùng làm lớp phủ của các bề mặt kim loại
• Ngoài ra, loại nhựa này còn được dùng trong các lĩnh vực có tính vệ sinh và an toàn vệ sinh môi trường cao

PTFE dạng cây

Là loại nhựa với hình dạng cây, thường có màu trắng với 1 vài thông số như 2.3 ~2.4 g/cm³ tỷ trọn, kích thước đạt chuẩn 1000mm hay đường kính thông dụng từ Ø 6 – Ø 200

Trong thực tế, nhựa PTFE dạng cây được dùng nhiều trong chế tạo rada, vật liệu thông tin tần số cao, thiết bị sóng ngắn hay các vật liệu phục vụ cho y tế như: vật liệu tạo sụn ngoại khoa

PTFE dạng ống

Là loại nhựa với đặc trưng thiết kế rỗng ở giữa, vì vậy nếu so sánh về độ bền, độ cứng thì sẽ kém hơn so với dạng cây hay dạng tấm. Tuy nhiên trong thực tế, nhờ rỗng trong nên thường được sử dụng làm các thiết bị y tế, bộ lọc với hiệu suất cao,…

PTFE dạng phim

là loại nhựa với khả năng cách điện rất tốt, vì vậy trong thực tế, loại nhựa dạng phim này thường được ứng dụng để chế tạo máy cảm biến, cách nhiệt, động cơ hay máy đo liều lượng và bộ lọc không khí khi hoạt động ở nhiệt độ cao.

5. Có nên chọn PTFE không?

Với độ ưu việt về tính cách điện, có độ ma sát thấp kèm theo khả năng chống ăn mòn tốt hay tồn tại được dưới môi trường nhiệt độ cao. Nó còn cực kì bền và trơ về mặt hóa học, hơn nữa được FDA ( Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) chứng nhận về độ an toàn thực phẩm. Cuối cùng, đây là một vật liệu có giá cả hợp lí so với những gì nó thực sự có thể làm được.

Với tất cả những ưu điểm trên, tại sao lại không nhỉ?

6. Hồi kết

Trên dây là những thông tin về PTFE, nguồn gốc hình thành, cách điều chế, phân loại và tính ứng dụng. Hi vọng bài viết của bọn mình đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan hơn về PTFE (hay Teflon). Cùng đón chờ những bài viết tiếp theo của Vimitech.vn nhé!