Teflon là tên thương mại của PTFE (polytetrafluoroethylene), một fluoropolyme có công thức lặp (–CF₂–CF₂–)ₙ. Teflon™ là nhãn hiệu của Chemours, công ty tách khỏi DuPont năm 2015; ngoài thị trường, người ta dùng chữ Teflon để chỉ PTFE nói chung. PTFE trơ với gần như mọi hóa chất, chịu nhiệt liên tục khoảng −200°C đến +260°C và có hệ số ma sát thấp, nên vừa là lớp chống dính trên chảo, vừa là vật liệu làm gioăng, seat, đệm cho van công nghiệp.
Mục lục
Teflon là gì?
PTFE là nhựa kỹ thuật thuộc nhóm fluoropolyme. Phân tử là chuỗi dài các nguyên tử cacbon, mỗi cacbon gắn hai nguyên tử flo. Đây cũng là câu trả lời cho “Teflon là chất liệu gì” và “Teflon là polime gì”: polyme của tetrafluoroetylen CF₂=CF₂.
Định nghĩa Teflon
Về mặt kỹ thuật, Teflon là PTFE dạng nguyên chất hoặc gia cường, gia công bằng ép nén và thiêu kết, tiện, hoặc phủ lên bề mặt kim loại. Vì độ nhớt của PTFE khi nóng chảy rất cao nên không ép phun được như PE hay PP. Người ta ép bột thành khối rồi thiêu kết, sau đó tiện thành seat, gioăng, tấm.
Lịch sử phát hiện
Roy Plunkett, nhà hóa học của DuPont, phát hiện PTFE ngày 6 tháng 4 năm 1938 khi mở bình chứa tetrafluoroetylen đã trùng hợp thành chất bột trắng, trơn. Thương hiệu Teflon được đăng ký năm 1945 qua Kinetic Chemicals, liên doanh của DuPont. Lúc đầu PTFE được dùng trong công nghiệp, nổi tiếng nhất là chế tạo vật liệu chịu ăn mòn cho các nhà máy làm giàu uranium thời chiến, rồi mới vào gia dụng với chảo chống dính từ thập niên 1950.
Tính chất của PTFE
| Tính chất | Giá trị |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 2,15–2,20 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy tinh thể | Khoảng 327°C |
| Dải làm việc liên tục | −200°C đến +260°C |
| Hệ số ma sát (trên thép) | Khoảng 0,05–0,10 |
| Độ cứng | Shore D khoảng 50–65 |
| Hút nước | Gần như không |
PTFE mềm hơn uPVC. Với Shore D khoảng 50–65, PTFE dễ biến dạng hơn PVC cứng, nên khi làm seat người ta gia cường để giảm chảy lạnh.
Chống dính và ma sát thấp
Nguyên tử flo lớn che kín chuỗi cacbon. Lớp vỏ flo khó bị phân cực, nên lực hút giữa PTFE và chất khác rất yếu, tức năng lượng bề mặt thấp. Nước, dầu và hầu hết chất khác không thấm ướt, nên không bám. Cùng cơ chế đó khiến ma sát thấp, khoảng 0,05–0,10 trên thép. Đây là lý do PTFE làm bạc trượt, vòng đệm trục, tết chèn.
Chịu nhiệt
PTFE nóng chảy tinh thể khoảng 327°C (không phải 372°C như một số tài liệu chép nhầm) và dùng được liên tục đến khoảng 260°C. Khi qua điểm nóng chảy, PTFE không chảy thành chất lỏng mà thành gel trong suốt có độ nhớt rất cao. Trên nhiệt độ này PTFE mềm, chảy lạnh nhiều hơn và bắt đầu phân hủy rõ ở khoảng 350°C trở lên. Phía lạnh, PTFE vẫn giữ độ dẻo đến −200°C, nên làm kín được cho khí hóa lỏng.
Kháng hóa chất
Liên kết C–F có năng lượng khoảng 485 kJ/mol, thuộc loại bền nhất của cacbon, và lớp vỏ flo che chuỗi chính. Vì thế PTFE không phản ứng với axit, kiềm và dung môi thông thường. Mục dưới nêu ngoại lệ.
Cách điện
PTFE cách điện tốt: hằng số điện môi khoảng 2,1, hầu như không đổi theo tần số và nhiệt độ. Nó dùng để bọc dây tín hiệu, làm đầu nối trong thiết bị đo.
Kháng hóa chất
PTFE bền với hầu hết axit mạnh (HCl, H₂SO₄, HNO₃), kiềm, dung môi hữu cơ, nước cường toan. Một số ít chất tấn công PTFE: kim loại kiềm nóng chảy (natri, kali), flo nguyên tố, clo triflorua (ClF₃) ở nhiệt độ cao. Giới hạn chính của PTFE không nằm ở hóa chất mà ở cơ học: dưới tải kéo dài, PTFE biến dạng nguội (creep) và chảy khỏi vị trí làm kín. Ngoài ra, PTFE cho một lượng nhỏ khí và hơi thẩm thấu qua thành lót dày, và kém bền với bức xạ năng lượng cao như tia gamma, vì bức xạ cắt chuỗi cacbon. Tra mức chịu từng hóa chất theo độ bền hóa học của vật liệu.
Các biến thể của Teflon (PTFE)
PTFE nguyên chất (virgin)
Có độ tinh khiết cao, kháng hóa chất tốt nhất, được dùng cho thực phẩm, dược phẩm. Mềm và chảy lạnh nhiều, nên chỉ phù hợp áp suất thấp hoặc làm lớp lót, gioăng mặt bích.
RPTFE gia cường thủy tinh, carbon
RPTFE là PTFE trộn 15–25% sợi thủy tinh hoặc carbon. Sợi thủy tinh tăng độ cứng và chống chảy lạnh, nên RPTFE là vật liệu seat thông dụng của van bi. Hạn chế: sợi thủy tinh bị axit flohydric (HF) và kiềm mạnh tấn công. Carbon tăng độ cứng và dẫn nhiệt, dẫn điện nhẹ (chống tĩnh điện) và chống mài mòn tốt hơn thủy tinh, nhưng không phù hợp nơi yêu cầu độ sạch rất cao.
TFM (PTFE biến tính)
TFM là PTFE được biến tính nhẹ bằng một lượng nhỏ comonome. Cấu trúc này giảm chảy lạnh, bề mặt mịn và ít lỗ xốp hơn PTFE nguyên chất, nên hay dùng trong ngành dược và bán dẫn.
PFA, FEP
PFA và FEP là fluoropolyme có thể nóng chảy gia công, ép phun hoặc đúc xoay được. Vì vậy chúng dùng làm lớp lót thân van, ống lót. PFA chịu đến khoảng 260°C, FEP đến khoảng 200°C (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng).
PTFE trong van công nghiệp
Seat van bi
Seat PTFE hoặc RPTFE giữ kín bi với thân van nhờ ma sát thấp và trơ hóa học. Tham khảo gioăng van bi để chọn PTFE, RPTFE theo môi chất. Van bi seat mềm thường đạt kín cấp A theo ISO 5208 / EN 12266-1, nghĩa là không rò thấy được trong thử nghiệm. Giá trị tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng. Giới hạn nhiệt của seat trong van thực tế thường thấp hơn 260°C, khoảng 180–200°C, vì PTFE chảy lạnh dưới áp suất cao.
Van bướm lót PTFE
Van bướm lót PTFE có lớp lót bao thân và cánh, dùng cho axit, dung môi. Gioăng làm kín van bướm có thể bằng EPDM, NBR hoặc PTFE tùy môi chất. Dòng van bướm thân inox lót PTFE kết hợp độ bền của thân kim loại với tính trơ của lớp lót.
Tết chèn, bạc trục
Tết chèn PTFE (thường tẩm PTFE hoặc sợi PTFE) làm kín trục van, chịu hóa chất và ma sát nhỏ. Bạc trục bằng PTFE hoặc PTFE gia cường giảm mô-men đóng mở và không cần bôi trơn.
Gioăng mặt bích PTFE
Gioăng mặt bích PTFE làm kín bích đường ống axit, thực phẩm. Vì chảy lạnh, người ta dùng PTFE biến tính, PTFE phồng (expanded) hoặc gioăng bọc PTFE bên ngoài lõi khác. Xem cách chọn gioăng mặt bích theo môi chất.
-
Van bướm inox 316Giá gốc là: 500,000₫.450,000₫Giá hiện tại là: 450,000₫. -
Van bướm inox DN80Giá gốc là: 1,250,000₫.950,000₫Giá hiện tại là: 950,000₫.
-
Van bướm inox DN100Giá gốc là: 155,000₫.125,000₫Giá hiện tại là: 125,000₫.
-
Van bướm tay quay inoxGiá gốc là: 130,000₫.100,000₫Giá hiện tại là: 100,000₫.
Ứng dụng của Teflon ngoài van
Ngoài làm kín trong van, PTFE xuất hiện ở nhiều chỗ nhờ các tính chất ở trên:
- Lớp phủ chống dính cho chảo, nồi, khuôn nướng, đế bàn là.
- Băng tan (băng keo PTFE) quấn ren ống để làm kín mối nối ren; PTFE mỏng bị ép vào rãnh ren và lấp kín khe hở.
- Vỏ cách điện cho dây tín hiệu, cáp chịu nhiệt, đầu nối thiết bị đo.
- Ống lót, bồn lót chống ăn mòn trong ngành hóa chất.
- Màng PTFE xốp (ePTFE) cho màng lọc, vải chống thấm thoáng khí và vật liệu y tế như mạch máu nhân tạo.
So sánh PTFE, EPDM, FKM
PTFE là nhựa, còn EPDM, NBR và FKM là cao su (elastome). Cao su mềm, đàn hồi, kín tốt ở áp suất thấp; PTFE cứng hơn, trơ hơn nhưng ít đàn hồi.
| Đặc điểm | PTFE | EPDM | NBR | FKM |
|---|---|---|---|---|
| Dải nhiệt (tham khảo) | −200…+260°C | −40…+120°C (đến ~150°C loại peroxide) | −30…+100°C | −20…+200°C |
| Nước, hơi bão hòa thấp áp | Tốt | Rất tốt | Trung bình | Kém với hơi |
| Dầu khoáng, xăng | Tốt | Không dùng | Rất tốt | Rất tốt |
| Axit, kiềm | Gần như mọi loại | Loãng đến trung bình | Hạn chế | Axit tốt, kiềm kém |
| Xeton | Tốt | Tốt | Kém | Kém |
| Điểm yếu chính | Chảy lạnh, ít đàn hồi | Trương nở trong dầu | Ozone, nhiệt | Hơi nước nóng, xeton |
- Nước nóng và hơi thấp áp: EPDM là gì và vì sao EPDM chịu hơi nhưng không chịu dầu.
- Dầu và nhiên liệu: cao su NBR và Viton (FKM).
- Hóa chất mạnh, thực phẩm, dược: PTFE hoặc RPTFE.
Teflon và sức khỏe
PTFE ở dạng rắn trơ về hóa học, không tan, không bị cơ thể hấp thụ. Câu hỏi sức khỏe nằm ở chất trợ gia công khi sản xuất và ở khói khi quá nhiệt. Trong khoa học và quy định, các chất này được thảo luận rộng, và quy định về PFAS vẫn đang thay đổi, nên không thể nói “an toàn tuyệt đối”.
PFOA/PFOS và Teflon
PFOA từng được dùng làm chất trợ gia công khi sản xuất PTFE; phần lớn bị loại ở khâu thiêu kết. PFOA và PFOS là hai chất trong nhóm PFAS. PFOA đã bị đưa vào danh mục kiểm soát của Công ước Stockholm (2019). Từ khoảng năm 2013, các nhà sản xuất lớn đã ngừng dùng PFOA cho lớp phủ chống dính, nên sản phẩm mới thường ghi “PFOA-Free”. PTFE bản thân vẫn nằm trong nhóm PFAS theo định nghĩa của OECD (2021).
Khi nào Teflon có thể nguy hiểm
Nguy cơ chính là quá nhiệt. Từ khoảng 350°C trở lên, lớp PTFE bắt đầu phân hủy và sinh khói chứa các hợp chất flo. Hít khói này có thể gây “sốt khói polyme”, giống cảm cúm tạm thời với ớn lạnh, sốt, đau đầu. Chim cảnh rất nhạy với khói PTFE. Tránh đun chảo không và tránh nhiệt độ nấu trên 260°C. Người làm việc với PTFE ở nhiệt độ cao, như hàn hoặc gia công nóng, cần thông gió và không hút thuốc gần khu vực làm việc, vì hạt khói bám vào thuốc lá cũng bị hít vào.
Sử dụng và bảo quản đồ dùng Teflon
- Dùng lửa nhỏ đến vừa, không đun chảo không trên lửa lớn.
- Dùng dụng cụ gỗ, silicone hoặc nhựa, tránh đồ kim loại làm xước lớp phủ.
- Rửa bằng tay với miếng bọt biển mềm, tránh cọ sắt.
- Không xếp chồng chảo khi chưa lót giấy.
- Thay chảo khi lớp phủ bong từng mảng hoặc xước sâu.
So sánh Teflon với lớp chống dính khác
Lớp gốm sol-gel không dùng PTFE nên không chứa fluoropolyme. PFOA là chất khác, không có trong chảo gốm. Lớp gốm chịu nhiệt cao hơn nhưng độ chống dính giảm sau thời gian dùng. Nhôm anod hóa có lớp Al₂O₃ cứng, chống xước tốt nhưng chống dính kém hơn PTFE, thường cần dầu mỡ. Với đồ dùng nhà bếp, PTFE cho độ chống dính ban đầu rất tốt, đổi lại phải giữ nhiệt độ nấu thấp và dùng dụng cụ mềm.
Viva cung cấp van và phụ kiện làm kín bằng PTFE tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng vật liệu seat, gioăng theo môi chất:
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Xem thêm: van bi inox 304
Câu hỏi thường gặp
Teflon có thực sự gây ung thư không?
Không có bằng chứng cho thấy PTFE dạng rắn gây ung thư. Lo ngại trước đây gắn với PFOA, chất trợ gia công từng dùng khi sản xuất và đã bị ngừng dùng cho lớp phủ chống dính từ khoảng năm 2013. Nên chọn sản phẩm ghi PFOA-Free và không đun quá nhiệt.
Gioăng teflon là gì?
Gioăng teflon là gioăng làm bằng PTFE, dùng để làm kín mặt bích, nắp van và thiết bị đường ống. Vật liệu trơ với hầu hết hóa chất, chịu từ −200°C đến khoảng +260°C. Vì chảy lạnh, gioăng PTFE thường là loại biến tính, gia cường hoặc bọc lõi khác.
Teflon chịu được bao nhiêu độ?
Teflon (PTFE) dùng liên tục được từ −200°C đến khoảng +260°C và nóng chảy ở khoảng 327°C. Trong van bi, seat PTFE thường làm việc ở khoảng 180–200°C vì áp suất làm PTFE chảy lạnh (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng).
Teflon là chất liệu gì?
Teflon là tên thương mại của PTFE (polytetrafluoroethylene), một fluoropolyme tạo từ tetrafluoroetylen, công thức lặp –CF₂–CF₂–. Teflon™ là nhãn hiệu của Chemours; ngoài thị trường tên này hay dùng chung cho PTFE. Nhờ liên kết C–F bền, PTFE trơ hóa học, chịu nhiệt rộng và ma sát thấp, nên làm lớp chống dính, gioăng và seat van.
Vật liệu Teflon có giấy chứng nhận Food Grade không? Bạn có thể gửi cho tôi 1 bản không?