PTFE (Polytetrafluoroethylene) là một loại chất liệu với nhiều đặc tính tuyệt vời, được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp và đời sống. Cùng GODO tìm hiểu về PTFE qua bài viết dưới đây nhé.

PTFE là gì?

PTFE có tên tiếng anh là polytetrafluoroethylene, hay còn gọi là teflon là một trong những loại nhựa được gọi là fluoropolymer. Polyme là một hợp chất được hình thành bởi một phản ứng hóa học trong đó kết hợp các hạt thành các nhóm phân tử lớn lặp đi lặp lại. PTFE là dạng polyme hóa của tetrafluoroethylen. 

PTFE có nhiều đặc tính độc đáo, làm cho nó có giá trị cao về các ứng dụng. Nó có nhiệt độ nóng chảy rất cao, và cũng ổn định ở niệt độ rất thấp. PTFE có thể được hòa tan bởi khí flo nóng hoặc một số kim loại nóng chảy nhất định, vì vậy nó có khả năng chống ăn mòn cực kỳ tốt.

Lịch sử, quá trình tạo nên PTFE

PTFE tình cờ được phát hiện vào năm 1938 bởi một nhà khoa học trẻ đang tìm kiếm một thứ khác. Roy Plunkett là nhà hóa học của EI du Pont de Nemours and Company (Du Pont). Ông đã lấy bằng Tiến sĩ tại Đại học Bang Ohio vào năm 1936, và vào năm 1938 khi tình cờ gặp Teflon, khi đang cố gắng tạo ra một chất làm lạnh chlorofluorocarbon mới. Khi đó, ông chỉ mới 27 tuổi. Du Pont đã đăng ký tên thương hiệu Teflon cho chất được cấp bằng sáng chế vào năm 1944, và tiếp tục làm việc sau chiến tranh về các kỹ thuật sản xuất rẻ hơn và hiệu quả hơn. Du Pont đã xây dựng nhà máy đầu tiên để sản xuất Teflon ở Parkersburg, Tây Virginia vào năm 1950. Công ty đã tiếp thị Teflon sau khi chiến tranh kết thúc như một chất phủ cho các bộ phận kim loại được gia công. Vào những năm 1960, Du Pont bắt đầu tiếp thị dụng cụ nấu nướng được phủ Teflon. Lớp phủ Teflon bóng bẩy chống lại sự dính của thực phẩm ngay cả khi bị cháy xém, vì vậy việc vệ sinh chảo rất dễ dàng.

Thành phần cấu tạo

Tetrafluoroethylen (C2F4), một chất khí không màu, không mùi, được tạo ra bằng cách đun nóng chlorodifluoromethane (CHClF2 ) trong khoảng 600–700 ° C (1.100–1.300 ° F). Lần lượt thu được chlorodifluoromethane bằng cách cho hydro florua (HF) phản ứng với cloroform (CHCl3 ). Các monome tetrafluoroethylen (các phân tử nhỏ, đơn vị) được lơ lửng hoặc nhũ hóa trong nước và sau đó được polyme hóa (liên kết thành các phân tử khổng lồ, nhiều đơn vị) dưới áp suất cao với sự hiện diện của các chất khơi mào gốc tự do. Polyme bao gồm một chuỗi các nguyên tử cacbon với hai nguyên tử flo được liên kết với mỗi cacbon:

Các cấu trúc phân tử.

Các nguyên tử flo bao quanh chuỗi cacbon giống như một lớp vỏ bảo vệ, tạo ra một phân tử trơ về mặt hóa học và tương đối dày đặc với các liên kết carbon-flo rất bền. Polyme trơ với hầu hết các hóa chất, không nóng chảy dưới 327 ° C (620 ° F) và có hệ số ma sát thấp nhất so với bất kỳ chất rắn nào được biết đến. Những đặc tính này cho phép nó được sử dụng cho ống lót và ổ trục không cần chất bôi trơn, làm lớp lót cho thiết bị được sử dụng trong lưu trữ và vận chuyển axit mạnh và dung môi hữu cơ, làm vật liệu cách điện trong điều kiện nhiệt độ cao và trong ứng dụng quen thuộc của nó là nấu ăn bề mặt không yêu cầu sử dụng chất béo hoặc dầu.

Xem thêm: Màng bơm PTFE – phụ tùng máy bơm màng

PTFE (Teflon) mang những đặc tính nổi trội

PTFE hay có tên thương mại là Teflon được biết đến với những đặc điểm làm nên ưu điểm nổi trội của vật liệu này như:

Tính chất cách điện: PTFE rất trơn và có độ dẫn điện thấp, vì vậy nó là một chất cách điện tốt. 

Khả năng chịu nhiệt: Vật liệu này có nhiệt độ nóng chảy là 327 ° C nên có rất ít ứng dụng mà nó có thể bị hỏng do nhiệt. Vật liệu PTFE có thể được sử dụng liên tục dưới 260°C.

Chống nước: Polytetrafluoroethylene có khả năng chống nước nên nó hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Trơ hoá học: PTFE có khả năng chống lại hầu hết các chất ăn mòn. Nó chỉ có thể được hòa tan bởi khí flo nóng hoặc một số kim loại nóng chảy nhất định, vì vậy nó có khả năng chống ăn mòn cực kỳ tốt. 

Không dính: Hệ số ma sát liên quan đến PTFE là một trong những hệ số thấp nhất trong số các chất rắn được biết đến. Có nghĩa là, hầu như không có gì dính vào nó.

Tính linh hoạt cao: Polytetrafluoroethylene khá linh hoạt ngay cả ở nhiệt độ thấp và có thể được áp dụng cho các bề mặt mà không làm mất tính toàn vẹn của nó.

PTFE bị tấn công bởi bức xạ, và sự phân hủy trong không khí bắt đầu với liều lượng 0,02 Mrad.

Tính chất của PTFE

Properties	PTFE at 20 °C
Physical Properties
Density	2.13 – 2.23 g/cm³
Mechanical Properties
Elastic Modulus	0.4 – 0.75 GPa
Elongation	350 – 550 %
Yield Strength	20 – 35 MPa
Thermal Properties
Melting Point	325 – 335 ℃
Coefficient of Thermal Expansion	1 – 2 E-4/K
Maximum Service Temperature	260 ℃
Thermal Conductivity	0.25 W/(m∙K)
Specific Heat Capacity	1000 J/(kg∙K)
Flammability	V0 UL 94 (Flame Retardant)
Electrical Properties
Dielectric Constant	2.1
Dielectric Strength	20 – 48 kV/mm
Electrical Resistivity	1-1000 E+15 Ω∙m

Ưu điểm nổi bật của PTFE mang lại hiệu quả tốt

Ưu điểm lớn nhất của PTFE là tính linh hoạt của nó và phạm vi ứng dụng của rất nhiều sản phẩm và các ngành công nghiệp khác nhau cho vật liệu này là đáng kinh ngạc. Việc sử dụng PTFE có thể mang lại lợi ích to lớn trong sản xuất và kỹ thuật, không chỉ trong việc chế tạo ống hoặc lớp lót để xử lý hoặc lưu trữ hóa chất ăn mòn, mà còn bằng cách phủ các bộ phận như ổ trục hoặc vít để tăng tuổi thọ của cả bản thân các bộ phận và máy móc. một phần của.

PTFE khá linh hoạt ngay cả ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. 

Khả năng chống dính và hệ số ma sát thấp: điều này có nghĩa là các bộ phận chuyển động được phủ trong PTFE sẽ trượt một cách dễ dàng, ít gây nóng hơn, ít hao mòn và giảm nguy cơ hỏa hoạn. Hệ số ma sát của PTFE thấp thứ ba so với bất kỳ vật liệu rắn nào.

Hiệu quả ở nhiều nhiệt độ – PTFE có thể xử lý nhiệt độ khắc nghiệt phù hợp với nhiều ứng dụng. Nó có hiệu quả ở nhiệt độ bề mặt liên tục lên đến 260 độ C và nhiệt độ cao hơn nhiều có thể được duy trì trong thời gian ngắn hơn

Khả năng chịu thời tiết lâu dài – PTFE là một vật liệu cực kỳ bền với  khả năng chống lại quá trình oxy hóa, đổi màu và biến dạng.

Không bắt lửa – PTFE cung cấp khả năng chống chịu nhiệt độ cao và ngọn lửa đặc biệt vì nó có nhiệt độ nóng chảy rất cao và nhiệt độ tự bắt lửa

Khả năng chống hóa chất đối với thuốc thử ăn mòn – điều này có nghĩa là hầu hết các hóa chất không ảnh hưởng đến nó và vì vậy nó là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các ngành công nghiệp. Nó thường được sử dụng như một miếng đệm khi sử dụng các hóa chất mạnh

Đặc tính điện tuyệt vời – PTFE cung cấp khả năng chống điện cao, Cách điện hiệu quả và không chịu ảnh hưởng của điện từ trường

Ứng dụng dụng của PTFE

Có lẽ biến thể được biết đến nhiều nhất của PTFE là Teflon, được sử dụng để làm dụng cụ nấu ăn chống dính.

Đặc tính chống dính của PTFE hiệu quả đến mức không một con tắc kè nào có thể dính vào nó. Vì lý do này, PTFE có thể được sử dụng trên bề mặt tòa nhà để ngăn côn trùng leo tường.

Với khả năng chống dính và chịu nhiệt tốt, PTFE trở thành vật liệu tuyệt vời để phủ các bộ phận máy móc chịu nhiệt, mài mòn và ma sát, cho các thiết bị thí nghiệm phải chống lại hóa chất ăn mòn và làm lớp phủ cho các dụng cụ nấu nướng và đồ dùng.

Do chịu nhiệt độ cao và không phản ứng hoá chất, PTFE thường được sử dụng làm bình chứa, khe co giãn, lớp lót trong các cụm ống, đường ống công nghiệp và các ứng dụng khác liên quan đến hóa chất ăn mòn và phản ứng.

Ứng dụng của PTFE

Đặc tính chống dính của PTFE cũng đã được ngành nha khoa sử dụng để trám răng để ngăn chúng dính vào các răng kế cận.

PTFE cũng được tìm thấy trong nhiều ứng dụng y tế, chẳng hạn như ghép mạch máu.

Một loại vải sợi thủy tinh với lớp phủ PTFE dùng để bảo vệ mái của các sân bay và sân vận động. PTFE thậm chí có thể được kết hợp vào sợi để dệt tất.

PTFE cũng được sử dụng để làm thùng chứa và đường ống vì nó chống ăn mòn và không phản ứng. Điều này rất hữu ích cho các phòng thí nghiệm xử lý các hóa chất có tính ăn mòn cao cần được đặt trong hộp thủy tinh. Ngoài ra, các liên kết cacbon-flo của nó làm tăng độ bền kéo của PTFE.

PTFE cũng được sử dụng để làm các miếng đệm vì độ bền và khả năng chịu nhiệt của nó. Nó cũng được sử dụng như một băng niêm phong ren cho hệ thống ống nước.

PTFE cũng có đặc tính cách điện tốt và do đó nó được sử dụng để cách điện cáp và cụm đầu nối. Điều này làm cho nó lý tưởng cho dây hookup, cáp đồng trục và bảng mạch in, cáp thông tin dữ liệu, và nó rất cần thiết để sản xuất chất bán dẫn. 

PTFE cũng có thể được tìm thấy trong các sản phẩm tiêu dùng như quần áo ngoài trời, đồng phục học sinh, giày dép, lót trong, nẹp chỉnh hình. 

Ứng dụng của PTFE trong thiết bị bơm

Do đặc tính tuyệt vời mà PTFE (Teflon) được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực đời sống: đường ống, van, nẹp… và không thể không nhắc đến là bơm công nghiệp. 

Với đặc tính chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống dính mà trong lĩnh vực bơm công nghiệp, đặc biệt là bơm màng, PTFE được sử dụng làm vật liệu để sản xuất máy bơm màng với ứng dụng chính dùng để bơm các loại hóa chất nhiệt độ cao, bơm nước thải hóa chất, bơm sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất hóa mỹ phẩm, y tế… PTFE cũng được sử dụng để sản xuất màng bơm, bi, vòng bi, đế bi cho các máy bơm màng, bơm định lượng…

Ứng dụng của PTFE sản xuất thân bơm, bi, đế bi, màng… trong bơm công nghiệp

Có thể nói, PTFE đang là vật liệu chính và quan trọng trong việc sản xuất các phụ tùng chống ăn mòn hoá chất trong ngành bơm nói riêng và trong các thiết bị thuộc lĩnh vực hoá chất nói chung.

Tại sao chúng ta nên chọn PTFE

Chúng ta đều đã tìm hiểu về mọi đặc tính và ưu điểm của PTFE là gì. Đây là một vật liệu cực kỳ linh hoạt được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, nhờ vào các đặc tính ổn định, bền. Nếu bạn vẫn đang phân vân khi lựa chọn PTFE và các vật liệu khác, GODO sẽ giúp bạn đưa ra được sự lựa chọn hợp lí nhất.

 Là một chất cách điện tuyệt vời

Nó được sử dụng thường xuyên như một chất cách điện cho hệ thống dây điện và cáp , đặc biệt là trong các ứng dụng máy tính, vì nó là chất cách điện tuyệt vời và có nhiệt độ nóng chảy cao.

Có độ ma sát thấp

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 hành động trượt.

Có khả năng chống mài mòn tốt

Do không phản ứng cũng như chịu được nhiệt độ cao, PTFE cũng thường được sử dụng trong các đường ống và cụm ống công nghiệp có sử dụng hóa chất và axit.

 Chịu được trong môi trường có nhiệt độ cao

Do không phản ứng cũng như chịu được nhiệt độ cao, PTFE cũng thường được sử dụng trong các đường ống và cụm ống công nghiệp có sử dụng hóa chất và axit.

Được FDA chấp nhận, an toàn thực phẩm

Điều này làm cho nó trở thành một sự lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng trong sản xuất và đóng gói thực phẩm. Đặc biệt vì vật liệu này phù hợp với cấp thực phẩm và có khả năng chống bám bẩn.

Kháng hoá chất và trơ

Kết hợp với khả năng chịu nhiệt độ cao, PTFE cực kỳ bền và trơ về mặt hóa học, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để làm kín các bộ phận trong các ứng dụng hóa học mạnh . 

Là một vật liệu có giá cả phải chăng nhất

PTFE là một trong những chất fluoropolyme được ưu tiên lựa chọn nhất trên thị trường với giá thành hợp lí. Vì vậy, nó thường được sử dụng trong các dự án xây dựng cho các cấu trúc như bãi đỗ xe, siêu thị và cầu, vì nó cho phép mở rộng cấu trúc với giá cả phải chăng mà không phải lo lắng về sự căng thẳng do các yếu tố cứng nhắc. Thêm vào đó, khả năng chống lại tác hại của thời tiết và hao mòn nói chung làm cho nó trở thành một vật liệu cực kỳ bền lâu.

Các bạn có thêm đóng góp cho bài viết hay cần tư vấn chọn lựa các dòng bơm chuyên dùng bơm hoá chất? Hãy liên hệ ngay với  GODO để được tư vấn nhé!

Hy vọng qua bài viết trên đây có thể giúp bạn hiểu hơn về PTFE. Nếu các bạn có thêm góp ý cho bài viết hoặc đang lựa chọn dòng bơm chuyên dụng bơm hóa chất, hãy liên hệ với GODO để được tư vấn ngay nhé.