Ptfe


Phân loại:

Thành phần khác

Mô tả:

Ptfe là gì? 

Danh pháp IUPAC: Poly(1,1,2,2-tetrafluoroethylene).

Tên gọi khác: Teflon, Flourogold, Polytef, Tetraflouroethene homopolymer.

Polytetrafluoroethylene (Ptfe) là một chất fluoropolymer tổng hợp của tetrafluoroethylene. 

Polytetrafluoroethylene được Roy J. Plunkett tìm ra vào năm 1938 một cách tình cờ, khi đang làm việc cho DuPont tại New Jersey. Khi Plunkett cố gắng tạo ra một chất làm lạnh chlorofluorocarbon mới, khí tetrafluoroethylene trong chai áp suất của nó ngừng thoát ra trước khi trọng lượng của chai giảm xuống mức báo hiệu "rỗng". Ông phát hiện phía trong chai được phủ một lớp vật liệu trắng như sáp và trơn sau khi cưa cái chai quan sát. Phân tích cho thấy rằng nó đã được polyme hóa perfluoroethylen, với sắt từ bên trong thùng chứa đóng vai trò như một chất xúc tác ở áp suất cao. 

Vật liệu mới này đã được cấp bằng sáng chế bởi các chất hóa học động học vào năm 1941 với tên gọi là nhựa flo mới và đăng ký nhãn hiệu Teflon vào năm 1945. Nhanh chóng đến năm 1961, khi chiếc chảo phủ Ptfe đầu tiên do Hoa Kỳ sản xuất được bán trên thị trường tại Hoa Kỳ với tên gọi “The Happy Pan”. Kể từ đó, không có gì ngoa khi nhìn lại, và dụng cụ nấu ăn chống dính đã là một trong những sản phẩm gia dụng phổ biến nhất được sản xuất bởi hàng ngàn nhà sản xuất và có mặt trên toàn thế giới.

Polytetrafluoroethylen là một chất rắn fluorocarbon, vì nó là một polyme trọng lượng phân tử cao bao gồm toàn bộ cacbon và flo. Ptfe kỵ nước bao gồm nước và tất cả các chất có chứa nước đều không làm ướt được Ptfe. Ptfe có một trong số ít chất rắn có hệ số ma sát cực kì thấp.

Công thức hóa học của Ptfe là (C2F4)n. Các đặc tính nổi bật của Ptfe là khả năng chịu nhiệt cao và thấp tuyệt vời, đặc tính cách điện, tính trơ hóa học, hệ số ma sát thấp và không dính trong một phạm vi nhiệt độ rộng lên đến 260 độ C.

ptfe1
Công thức hóa học của Ptfe và Roy J. Plunkett người tìm ra Ptfe

Điều chế sản xuất Ptfe

Ptfe được cấu thành từ mạch thẳng của tetrafluoroethylen. Ptfe được điều chế bằng cơ chế trùng hợp gốc tự do trong môi trường nước, thông qua quá trình trùng hợp bổ sung tetraflouoethylen theo một quy trình hàng loạt.

  • Phương trình ròng là: n F2C=CF2 → − (F2C−CF2)n−

  • Vì tetrafluoroethylen có thể phản ứng mạnh tạo thành tetrafluoromethane (CF4) và carbon, nên cần có thiết bị đặc biệt cho quy trình sản xuất để ngăn chặn các điểm nóng có thể xảy ra phản ứng phụ nguy hiểm này. Quá trình này thường được sử dụng với persulfate, persulfate sẽ được đồng nhất để tạo ra các gốc sulfat: [O3SO−OSO3]2− ⇌ 2 SO4 −

  • Polyme cuối cùng được kết thúc bằng các nhóm este sunfate, chúng có thể bị thủy phân và tạo thành các nhóm cuối OH.

Ptfe dạng hạt được sản xuất thông qua quá trình trùng hợp huyền phù, trong đó Ptfe được lơ lửng trong môi trường nước chủ yếu bằng cách khuấy và đôi khi sử dụng chất hoạt động bề mặt như axit perfluorooctanesulfonic (PFOS) hoặc FRD-903 (GenX). Ptfe cũng được tổng hợp thông qua trùng hợp nhũ tương, trong đó chất hoạt động bề mặt là phương tiện chính để giữ Ptfe trong môi trường nước.

Cơ chế hoạt động 

Một số đặc tính của Ptfe liên quan đến cơ chế hoạt động như sau: 

  • Ptfe là một trong những vật liệu đáng tin cậy nhất về khả năng chống hóa chất. Nó chỉ bị tấn công bởi các kim loại kiềm nóng chảy, các hợp chất halogen hữu cơ như clo triflorua (ClF3) và oxy diflorua (OF2), và khí flo ở nhiệt độ cao.

  • Tính chất cơ học của Ptfe nói chung kém hơn nhựa kỹ thuật ở nhiệt độ phòng. Bổ sung chất làm đầy là chiến lược để khắc phục tình trạng thiếu hụt này.

  • Các đặc tính cơ học của Ptfe có thể bị ảnh hưởng bởi các biến số trong quá trình xử lý như áp suất, nhiệt độ đốt kết, tốc độ làm nguội, ... Ngoài ra, các biến số của polyme có thể ảnh hưởng khá lớn đến tính chất cơ học như khối lượng mol, kích thước hạt, phân bố kích thước hạt…

  • Ptfe có các đặc tính điện tuyệt vời như điện trở cách điện cao, hằng số điện môi cực thấp do cấu trúc đối xứng cao của các đại phân tử.

  • Ở môi trường nhiệt độ dưới 440 độ C Ptfe thể hiện độ ổn định nhiệt cao mà không bị ảnh hưởng đáng kể. Ở môi trường dưới 260 độ C các vật liệu Ptfe có thể được sử dụng một cách liên tục. Ptfe dễ bị tấn công bởi bức xạ, và sự suy thoái trong không khí bắt đầu khi liều lượng từ 0,02 Mrad.

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

Dược động học:

Dược lực học:



Chat with Zalo