Đặc tính và ứng dụng của PTFE trong các thiết bị máy bơm

Polytetrafluoroethylene, hoặc PTFE, là một loại polymer đa năng đã được sử dụng từ năm 1938. Có nhiều ứng dụng của PTFE trong các ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng. Bài viết này sẽ nói về PTFE, nếu bạn chưa biết? Hãy xem tiếp nhé!

PTFE là gì

Polytetrafluoroethylene (PTFE) là một chất fluoropolyme tổng hợp của tetrafluoroethylene.

Không thấm nước, không thấm ướt, mật độ cao và chịu được nhiệt độ cao, PTFE là một vật liệu cực kỳ linh hoạt với nhiều ứng dụng khác nhau, mặc dù nó có lẽ được biết đến nhiều nhất về đặc tính chống dính.

Năm 1938, một nhà hóa học của DuPont tên là Roy J. Plunkett đã tình cờ phát hiện ra PTFE khi đang cố gắng tạo ra một chất làm lạnh chlorofluorocarbon mới. DuPont đã cấp bằng sáng chế cho loại nhựa flo mới và đăng ký nhãn hiệu Teflon vào năm 1945. Lần đầu tiên nó được giới thiệu ra công chúng vào năm 1960 dưới dạng chảo và dụng cụ nấu nướng phủ Teflon (chống dính).

Đặc điểm của PTFE

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:

PTFE có sẵn ở dạng hạt, bột mịn và dạng phân tán gốc nước.

Nhựa PTFE dạng hạt được sản xuất bằng cách trùng hợp huyền phù trong môi trường nước có ít hoặc không có chất phân tán. Nhựa PTFE dạng hạt chủ yếu được sử dụng để đúc (nén và đẳng áp) và đùn.

Bột PTFE mịn được điều chế bằng quá trình trùng hợp nhũ tương có kiểm soát, và các sản phẩm là các hạt có kích thước nhỏ, màu trắng. Bột PTFE mịn có thể được chế biến thành các phần mỏng bằng cách ép đùn hoặc sử dụng làm chất phụ gia để tăng khả năng chống mài mòn hoặc tính chất ma sát của các vật liệu khác.

Các chất phân tán PTFE được điều chế bằng phản ứng trùng hợp dung dịch nước sử dụng nhiều chất phân tán hơn với sự khuấy trộn. Chất phân tán được sử dụng cho lớp phủ và đúc phim.

Như đã thảo luận ở trên, PTFE có các đặc tính tuyệt vời như tính trơ hóa học, khả năng chịu nhiệt (cả cao và thấp), đặc tính cách điện, hệ số ma sát thấp (tĩnh 0,08 và động 0,01), và đặc tính chống dính trên một phạm vi nhiệt độ rộng (đến 260°C).

Nó có mật độ trong khoảng 2,1 – 2,3 g/cm³ và độ nhớt nóng chảy trong khoảng 1 -10 GPa mỗi giây

PTFE là một trong những polyme bền về mặt hóa học nhất. Các trường hợp ngoại lệ bao gồm kim loại kiềm nóng chảy, flo thể khí ở nhiệt độ và áp suất cao, và một số hợp chất hữu cơ halogen hóa như clo triflorua (ClF3) và oxy difluoride (OF2) …

Tính chất cơ học của PTFE thường kém hơn nhựa kỹ thuật ở nhiệt độ phòng. Bổ sung chất làm đầy là giải pháp để khắc phục tình trạng thiếu hụt này. PTFE có các đặc tính cơ học hữu ích trong phạm vi nhiệt độ sử dụng của nó.

Các tính chất cơ học của PTFE cũng bị ảnh hưởng bởi các biến số xử lý như áp suất tạo phôi, nhiệt độ thiêu kết, tốc độ làm mát,… Các biến số của polyme như khối lượng mol, kích thước hạt, phân bố kích thước hạt có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất cơ học.

PTFE có các đặc tính điện tuyệt vời như điện trở cách điện cao, hằng số điện môi thấp. có hằng số điện môi cực thấp (2,0) do cấu trúc đối xứng cao của các đại phân tử.

PTFE thể hiện độ ổn định nhiệt cao mà không bị suy giảm rõ ràng dưới 440°C

Vật liệu PTFE có thể được sử dụng liên tục dưới 260°C.

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

Những đặc tính này đến từ cấu trúc điện tử đặc biệt của nguyên tử flo, liên kết cộng hóa trị cacbon-flo bền vững, và tương tác nội phân tử và giữa các phân tử duy nhất giữa các phân đoạn polyme flo hóa và các chuỗi chính.

Các ứng dụng cho PTFE là gì?

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.

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

Gần 50% tổng số PTFE được sản xuất được sử dụng để đi dây trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và máy tính (dây nối, cáp đồng trục, v.v.) vì đặc tính điện môi tuyệt vời của nó. Cùng với nhiệt độ nóng chảy cao, PTFE là chất thay thế hiệu suất cao hoàn hảo cho polyethylene có điểm nóng chảy yếu hơn và thấp hơn thường được sử dụng trong các ứng dụng điện chi phí thấp.

Đối với mục đích sử dụng trong công nghiệp, độ ma sát thấp của PTFE phù hợp với vòng bi trơn, bánh răng, tấm trượt và các ứng dụng khác với hoạt động trượt của các bộ phận, vượt trội hơn cả axetal và nylon trong các chức năng này. PTFE tạo ra các bộ phận bền hơn, hiệu suất cao hơn giúp giảm ma sát, mài mòn và tiêu thụ năng lượng của máy móc, giảm chi phí bảo trì và tăng tuổi thọ của cả bộ phận và máy móc.

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.

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 giúp PTFE tăng độ bền kéo.

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 các ron chống xì cho hệ thống ống nước.

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

Ứng dụng của PTFE trong thiết bị bơm

Các bạn đã được biết PTFE được ứng dụng trong rất nhiều ngành, lĩnh vực và sản phẩm. Và một trong số những lĩnh vực quan trọng của vật liệu này chính là chống ăn mòn trên các thiết bị. Có thể là các đường ống, các loại van, và đặc biệt là các thiết bị bơm công nghiệp.

Các dòng bơm chuyên dùng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất hoá chất, hoá mỹ phẩm, y tế… Các vật liệu này được dùng để sản xuất các dạng phốt chèn, các ron chống rò rỉ, tráng lòng trong của buồng bơm như bơm trục vít, bơm piston… dùng làm màng bơm cho các máy bơm màng, bơm định lượng…

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.

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 Việt Nhất để được tư vấn nhé!