Máy đùn: PTFE (Polytetrafluoroethylene) là gì

Máy đùn PTFE
PTFE polytetrafluoroethylene là một loại fluoropolymer đa chức năng, hiệu suất cao được tạo thành từ các nguyên tử carbon và flo. PTFE là một trong những fluoropolymer như vậy, khám phá của nó đã cách mạng hóa nhóm fluoropolymer mãi mãi và mở đường cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Một trong những ứng dụng phổ biến của vật liệu PTFE bao gồm lớp phủ chống dính cho đồ nấu bếp. Do bản chất không phản ứng và độ bền của liên kết cacbon-flo, nó thường được sử dụng trong sản xuất ống và bình chứa hóa chất phản ứng và ăn mòn.

PTFE được sản xuất như thế nào?

Quá trình sản xuất PTFE rất giống với bất kỳ loại polymer nào khác. Nó được tạo ra bằng công nghệ trùng hợp gốc tự do trong môi trường nước bằng cách sử dụng trùng hợp bổ sung TFE trong một quá trình gián đoạn.
Cấu trúc hóa học của PTFE giống với polyethylene; điểm khác biệt lớn duy nhất là các nguyên tử hydro được thay thế hoàn toàn bằng flo. Tuy nhiên, các phương pháp chế tạoPEvà PTFE rất khác nhau.
Kích thước của các nguyên tử flo lớn, nó tạo thành một lớp vỏ đồng nhất và liên tục xung quanh liên kết cacbon-cacbon, do đó cung cấp cho phân tử khả năng chống hóa chất, trơ về điện và ổn định tốt.

Lịch sử thú vị của PTFE –

Giống như nhiều khám phá vĩ đại khác, PTFE được phát hiện một cách tình cờ. Roy J. Plunkett lần đầu tiên phát hiện ra nó vào năm 1938 khi làm việc cho Dupont ở New Jersey. Mục tiêu ban đầu của Plunkett là tạo ra một chất làm lạnh chlorofluorocarbon mới. Tuy nhiên, khí tetrafluoroethylene trong bình áp suất đã ngừng chảy trước khi trọng lượng của bình đạt đến tín hiệu "rỗng".
Nhưng khi Plunkett đo lượng khí sử dụng khi cân các chai, ông bắt đầu quan tâm đến nguồn gốc của trọng lượng và cuối cùng quyết định tháo rời các chai.
Ông phát hiện ra rằng bên trong chai được phủ một lớp vật liệu mịn như sáp màu trắng. Sau đó nó được đặt tên là perfluoroethylene trùng hợp, và sắt bên trong bình chứa đóng vai trò là chất xúc tác.
Vật liệu mới này đã được Kinetic Chemical Company cấp bằng sáng chế vào năm 1941 như một loại nhựa flo mới và nhãn hiệu Teflon đã được đăng ký vào năm 1945. Năm 1961, chiếc chảo phủ PTFE đầu tiên do Mỹ sản xuất đã được bán trên thị trường Hoa Kỳ với tên gọi “The Happy Pan”. Kể từ đó, đồ nấu nướng chống dính đã trở thành một trong những sản phẩm gia dụng phổ biến nhất được sản xuất bởi hàng nghìn nhà sản xuất trên toàn thế giới.

Đặc điểm và tính chất của PTFE –

PTFE có ba dạng chính – dạng hạt, dạng phân tán gốc nước và dạng bột mịn.
Vật liệu PTFE dạng hạt được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp huyền phù trong môi trường nước với ít hoặc không có chất phân tán. Vật liệu PTFE dạng hạt chủ yếu được sử dụng trong phương pháp nén, ép đẳng tĩnh và đùn pít tông.
Phân tán PTFE gốc nước sử dụng cùng một quá trình trùng hợp nước, với nhiều chất phân tán và trộn hơn. Phân tán gốc nước chủ yếu được sử dụng trong phương pháp phủ và đúc màng.
Bột PTFE mịn được tạo ra bằng cách trùng hợp nhũ tương có kiểm soát các hạt nhỏ màu trắng. Bột PTFE mịn có thể được chế biến thành dạng vảy bằng cách đùn dạng hồ hoặc phụ gia để cải thiện khả năng chống mài mòn.
Các tính chất đáng chú ý khác của PTFE bao gồm khả năng chống chịu nhiệt độ cao và thấp tuyệt vời, cách điện, trơ về mặt hóa học, hệ số ma sát thấp (0.08 tĩnh và 0.01 động) và tính chất chống dính trong phạm vi nhiệt độ rộng (-260 đến 260°C).
PTFE là một trong những vật liệu đáng tin cậy nhất về khả năng chống hóa chất. Nó chỉ bị tấn công bởi kim loại kiềm nóng chảy, các halogen hữu cơ như clo triflorua (ClF3) và oxy diflorua (OF2) và flo dạng khí ở nhiệt độ cao.
PTFE cũng có các tính chất cơ học ấn tượng, nhưng không tốt bằng các loại nhựa kỹ thuật khác ở nhiệt độ phòng. Việc bổ sung chất độn đã được chứng minh là một phương pháp thành công để vượt qua trở ngại này. Trong phạm vi nhiệt độ bình thường của nó, PTFE thể hiện một số tính chất cơ học hữu ích. Các tính chất này cũng bị cản trở bởi các biến số xử lý như nhiệt độ thiêu kết, áp suất phôi, tốc độ làm mát, v.v. Các tính chất của polyme như kích thước hạt khối lượng mol và phân bố kích thước hạt có thể ảnh hưởng tiêu cực đến các tính chất cơ học.
PTFE có đặc tính cách điện tuyệt vời, hằng số điện môi thấp và điện áp chịu cách điện. Hằng số điện môi rất thấp (2.0) là kết quả của cấu trúc đối xứng phức tạp của đại phân tử.
Vật liệu PTFE cũng cho thấy tính chất nhiệt tốt, không bị suy giảm đáng kể ở nhiệt độ dưới 440 °C.
Chất này cũng có thể bị phân hủy trong không khí và bị tấn công bởi bức xạ, bắt đầu từ liều lượng 0.02 Mrad.
Vật liệu PTFE truyền thống cũng có một số nhược điểm. Như sau:
Nhạy cảm với sự biến dạng và mài mòn
Không thể xử lý bằng phương pháp gia công trạng thái nóng chảy và các phương pháp phù hợp thường không thông thường và mở rộng.
Khó khăn khi tham gia
Sự thay đổi kích thước lớn gần nhiệt độ chuyển thủy tinh.
Khả năng chống bức xạ thấp
Có tính ăn mòn và dễ sinh ra khí độc.

Ưu điểm của việc thêm chất độn –
Chất độn/phụ gia đóng vai trò quan trọng trong việc tăng độ xốp của hợp chất PTFE và do đó ảnh hưởng đến các tính chất điện – nó làm giảm cường độ điện môi trong khi tăng hằng số điện môi và hệ số tiêu tán.
Chất độn có thể cải thiện hiệu suất của PTFE ở nhiệt độ cao và thấp.
Tuy nhiên, sự thay đổi về tính chất hóa học phụ thuộc phần lớn vào loại phụ gia được sử dụng. Nhìn chung, nó cũng để lại kết quả tích cực.

Các ứng dụng -
Thông thường, nhựa nhiệt dẻo flo được sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất cao với khả năng chịu nhiệt độ cao, độ tinh khiết cao, nhiệt độ thấp, tính trơ về mặt hóa học, tính chống dính và tự bôi trơn. Sau đây là một số ứng dụng phổ biến nhất của PTFE:
Kỹ thuật – vòng bi, bề mặt chống dính, van, phích cắm, phụ kiện, van và các bộ phận bơm.
Y khoa – Miếng vá tim, ghép tim, thay dây chằng.
Công nghiệp hóa chất – phủ lớp lên máy bơm, màng ngăn, cánh quạt, bộ trao đổi nhiệt, nồi hấp, bình phản ứng, bồn chứa, thùng chứa, v.v.
Ô tô – phớt thân van, phớt trục, gioăng, vòng chữ O, ống lót ống nhiên liệu, trợ lực lái, hộp số, v.v.
Điện và điện tử – bảng mạch in mềm, vật liệu cách điện, v.v.

Công nghệ tốt nhất để xử lý PTFE –
Cấu trúc chuỗi polymer cứng của PTFE khiến nó cực kỳ khó gia công bằng các phương pháp thông thường như ép phun và đùn. Tuy nhiên, độ nhớt nóng chảy cực cao và nhiệt độ nóng chảy cao của nó không giúp ích gì. Công nghệ gia công lý tưởng để xử lý luyện kim bột rất phù hợp với PTFE.
Thiêu kết, ép nén, ép, dập hoặc đùn bột, dập nóng, gia công và đùn bột đã thiêu kết trước trên các máy đặc biệt.
Quá trình đùn bột nhão trộn PTFE với hydrocarbon được sử dụng để làm băng keo, ống và dây cách điện từ nó. Các hydrocarbon bốc hơi trước khi các bộ phận được thiêu kết.
Phạm vi hoạt động -200°C đến 260°C.

Các câu hỏi thường gặp -
1、PTFE có gây ung thư không?
PTFE đã được chứng minh là độc hại đối với sức khỏe con người vì nó chứa một chất gây ung thư gọi là PFOA. Tuy nhiên, không cần phải lo lắng vì lớp phủ chống dính PTFE không còn chứa chất này nữa.
2. Ống PTFE được sử dụng để làm gì?
Máy đùn ống/tấm nhựa: Ống PTFE thường được sử dụng làm ống thí nghiệm, nơi mà khả năng chống hóa chất và độ tinh khiết là quan trọng nhất. PTFE có hệ số ma sát cực thấp và được biết đến là một trong những chất "trơn" nhất được biết đến.
3. PTFE là loại nhựa gì?
PTFE là một loại polyme nhiệt dẻo có thành phần là flopolymer bao gồm các nguyên tử cacbon và flo.
4. Tấm PTFE có công dụng gì?
Tấm PTFE được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như miếng đệm PTFE và vật liệu đóng gói PTFE. Nó có khả năng chống chịu tuyệt vời với khí, nước, hóa chất, nhiên liệu và dầu.