Teflon là gì: PTFE chịu -180 đến +260 °C, 14 thông số, chất độn và các dạng sản phẩm

Teflon là gì? Teflon là tên thương mại của PTFE (polytetrafluoroethylene), nhựa fluoropolymer tổng hợp từ khí tetrafluoroethylene, do Roy Plunkett của DuPont phát hiện năm 1938. PTFE nguyên sinh dùng liên tục từ -180 đến +260 °C, tỷ trọng 2,2 đến 2,3 g/cm³, hệ số ma sát động 0,05 đến 0,10 và trơ với hầu hết hóa chất.

Teflon là gì, PTFE là gì: khác nhau ở tên gọi

PTFE là tên hóa học, Teflon là tên thương mại cho các hợp chất làm từ PTFE, nay thuộc Chemours sau khi tách khỏi DuPont. Roy Plunkett phát hiện chất này năm 1938 ở nhà máy tại New Jersey khi đang tìm chất làm lạnh: bình khí tetrafluoroethylene để lại bột trắng bên trong.

Người mua Việt gọi "teflon" cho cả tấm, ống, cây, vải, băng keo, dây tết chèn và gioăng PTFE, mỗi dạng có một trang sản phẩm riêng. DuPont từng dùng PFOA làm chất hoạt động bề mặt khi sản xuất PTFE rồi ngừng; dụng cụ nấu PTFE được xem là đường phơi nhiễm PFOA nhỏ.

Teflon là gì về tính chất: 14 thông số của PTFE nguyên sinh

PTFE nguyên sinh làm việc từ -180 đến +260 °C, tỷ trọng 2,2 đến 2,3 g/cm³, độ cứng 52 Shore D và hệ số ma sát động 0,05 đến 0,10. Bảng dưới là mười bốn tính chất, số đo theo lô tấm của kho kèm số tham chiếu của ASTM.

Tính chất	Giá trị	Ghi chú
Tỷ trọng	2,2 đến 2,3 g/cm³	COA lô tấm đo 2,23
Nhiệt độ làm việc liên tục	-180 đến +260 °C	Bắt đầu xuống cấp khoảng 260 °C, phân hủy trên 350 °C
Điểm nóng chảy tinh thể	327 °C (621 °F)	ASTM D3418
Độ cứng	52 Shore D	COA lô tấm; PTFE đo theo Shore D, không phải Shore A
Bền kéo	27,3 MPa	COA lô tấm
Giãn dài khi đứt	252%	COA lô tấm
Hệ số ma sát động	0,05 đến 0,10	ASTM D1894, so với thép đánh bóng
Hấp thụ nước 24 giờ	dưới 0,01%	ASTM D570
Chỉ số oxy giới hạn (LOI)	trên 95%; chống cháy UL94 V0	ASTM D2863
Hằng số điện môi (1 MHz)	2,1; hệ số tổn hao dưới 0,0001	ASTM D150
Điện trở suất khối	trên 10^18 Ω·cm	ASTM D257
Mô-đun uốn	496 MPa (72.000 psi)	ASTM D790
Dung sai độ dày tấm	+0,15 mm (tấm dày 10 đến 20 mm)	Chỉ dày hơn danh nghĩa, COA lô tấm
Dung sai cắt CNC	±0,3 đến 0,5 mm; cưa thẳng ±0,5 đến 1 mm	Theo thực tế gia công của kho

Điểm nóng chảy tinh thể 327 °C không phải nhiệt độ làm việc ngắn hạn; trên 400 °C PTFE bị nhiệt phân. Độ bền kéo 27,3 MPa và giãn dài 252% là số của tấm; cây tròn và ống theo COA riêng của từng lô nên không mượn hai số này. PTFE hấp thụ nước dưới 0,01% và có điện trở suất khối trên 10^18 Ω·cm; hằng số điện môi 2,1 ở 1 MHz. Độ cứng 52 Shore D là khá cứng so với cao su, nên gioăng PTFE thường được pha độn hoặc bọc để bù biến dạng.

Teflon là gì với thực phẩm: PTFE dùng được không, quy định FDA 21 CFR 177.1550

FDA quy định nhựa perfluorocarbon tiếp xúc thực phẩm ở điều 21 CFR 177.1550. Chất chiết được từ vật phẩm đúc không quá 3,1 mg/dm² (0,2 mg/in²) và florua tính theo fluor không quá 0,46 mg/dm² (0,03 mg/in²), thử bằng chiết hồi lưu 2 giờ.

Dung môi thử gồm nước cất, ethanol 50%, n-heptane và ethyl acetate. Loại hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene cần độ nhớt nóng chảy tối thiểu 10^4 poise ở 380 °C; homopolymer TFE có chỉ số bất ổn nhiệt không quá 50. Điều khoản không đặt khoảng nhiệt độ sử dụng hay hạn chế theo loại thực phẩm. Vì điều khoản áp cho nhựa perfluorocarbon nói chung, người dùng cho thực phẩm cần kiểm chứng giấy tờ theo từng lô khi đặt hàng.

Teflon là gì khi pha chất độn: kính, carbon, graphite, đồng thau

Chất độn giảm biến dạng dưới tải (creep) và giãn nở nhiệt của PTFE, đôi khi tăng dẫn nhiệt và dẫn điện. Số liệu ở bảng trên chỉ áp cho PTFE nguyên sinh dạng tấm, cây, ống; không áp cho PTFE pha độn, vải tráng PTFE, ePTFE hay dây tết chèn. Nhiệt độ tối đa phải lấy theo từng mác của hãng.

Chất độn	Tỷ lệ điển hình (%)	Tác dụng chính	Dùng cho
Sợi thủy tinh (E, nghiền)	25%; hoặc 15% thủy tinh + 5% MoS2	Chống mòn và creep tốt hơn, chịu áp bề mặt cao; mài mòn bề mặt đối tiếp; kiềm và HF tấn công thủy tinh	Vòng piston, bạc, mối nối ren, gioăng
Carbon (bột hoặc sợi)	Không công bố	Chịu nén cao hơn, chống mòn, dẫn nhiệt, dẫn điện; ít mài mòn hơn thủy tinh	Trượt, vòng piston
Graphite	5 đến 15%; có nhà cung cấp tới 25%	Giảm ma sát; hay trộn với carbon hoặc thủy tinh	Trượt, vòng piston
Đồng thau (Cu/Sn 9/1)	60%; hoặc 55% + 5% MoS2	Chống mòn, dẫn nhiệt, chịu áp và creep; ma sát cao hơn; kháng hóa chất kém	Bạc tàu thủy
Thép không gỉ	Không công bố	Chống mòn, chịu tải cao, kháng hóa chất tốt hơn đồng	Chi tiết trong hơi nước
Calcium fluoride (CaF2)	Không công bố	Dùng khi thủy tinh kháng hóa chất chưa đủ	Gioăng, điện
Mica	Không công bố	Giảm giãn nở và co ngót; cơ tính hạn chế	Mối kín nén
Polyimide	Không công bố	Chống mài mòn rất cao, ma sát thấp nhất trong các hợp chất PTFE; đắt nhất	Chạy khô

Các dạng sản phẩm teflon: tấm, cây, ống, màng, gioăng, dây tết chèn

Teflon nguyên sinh dạng tấm, cây tròn và ống theo bảng tính chất trên. Vải tráng PTFE, ePTFE, dây tết chèn, gioăng Gylon, lót phủ và màng PTFE mỗi dạng có thông số riêng, ghi tại trang sản phẩm tương ứng.

Dạng	Mô tả ngắn	Trang sản phẩm
Tấm teflon	Tấm PTFE nguyên sinh, dung sai dày +0,15 mm (dày 10 đến 20 mm)	Tấm teflon
Ống, cây teflon	PTFE nguyên sinh dạng ống và cây tròn	Ống teflon, cây nhựa teflon
Màng PTFE	Màng, lá PTFE	Màng PTFE
Lót phủ PTFE	Lớp lót chống ăn mòn	Lót phủ PTFE
Gioăng Gylon, Top-Chem	Gioăng tấm PTFE biến tính	Gioăng Gylon
Gioăng PTFE nguyên chất và pha độn	Gioăng cắt từ tấm PTFE	Gioăng PTFE nguyên chất
Gioăng teflon bọc	Lõi cao su hoặc kim loại bọc PTFE	Gioăng teflon bọc
Băng PTFE giãn nở	ePTFE	Băng PTFE giãn nở
Dây tết chèn PTFE	Sợi PTFE tết	Dây tết chèn PTFE
Khớp nối mềm PTFE	Khớp giãn nở lót PTFE	Khớp nối mềm PTFE

So dải nhiệt của PTFE với cao su làm kín

PTFE giữ tính chất trong dải rộng hơn mọi loại cao su làm kín của kho: -180 đến +260 °C so với -30 đến +120 °C của NBR. PTFE khá cứng (52 Shore D) nên khi làm gioăng thường được pha độn hoặc bọc để bù biến dạng.

Vật liệu	Nhiệt độ làm việc (°C)
PTFE nguyên sinh	-180 đến +260 °C
FKM (Viton)	-20 đến +200 °C
EPDM	-40 đến +120 °C
NBR	-30 đến +120 °C

Sai lầm hay gặp khi dùng teflon

• Nhầm 327 °C với nhiệt độ làm việc: đó là điểm nóng chảy tinh thể, làm việc liên tục chỉ tới 260 °C.
• Ghi Shore A cho PTFE: PTFE đo theo Shore D, giá trị 52 Shore D.
• Ghi nhãn thực phẩm khi chưa có giấy theo lô: giấy tiếp xúc thực phẩm phải đi kèm từng lô hàng.
• Đo tấm dày theo dung sai hai chiều: tấm dày 10 đến 20 mm chỉ dày hơn danh nghĩa +0,15 mm; cắt CNC có dung sai ±0,3 đến 0,5 mm.

Câu hỏi thường gặp về teflon là gì