Polytetrafluoroethylene

Polytetrafluoroethylene là một loại fluoropolymer tổng hợp từ tetrafluoroethylene, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Sản phẩm nổi tiếng nhất được chế tạo từ chất này là Teflon, thuộc sở hữu của Chemours. Chemours là một công ty spin-off của DuPont Co, được thành lập vào năm 2015 và đã phát hiện ra hợp chất này vào năm 1938.

Lịch sử

Vào tháng 4 năm 1938, Roy J. Plunkett, khi đang làm việc tại phòng thí nghiệm của DuPont, đã quyết định thử nghiệm tetrafluoroethylene như một khí sinh hàn cho máy lạnh. Khi mở van bình thép chứa khí nén, ông không thấy khí thoát ra và nhận thấy khối lượng bình không thay đổi. Sau khi cưa đôi bình thép, ông phát hiện một lớp polyme bám chặt vào bên trong, không tan chảy khi hơ nóng và không phản ứng với bất kỳ hóa chất nào. Đây chính là teflon.

Tính chất

• Không bị giòn trong không khí lỏng, không mềm khi tiếp xúc với nước sôi, không thay đổi cấu trúc trong dải nhiệt độ từ -190 °C đến 300 °C
• Đặc biệt bền với các chất hóa học (không phản ứng với dung dịch acid, base đậm đặc, hay các chất oxy hóa mạnh như nước cường thủy)
• Có hệ số ma sát rất thấp (0,04), khả năng chịu nhiệt cao (lên tới 400 °C mới bắt đầu thăng hoa), không chảy lỏng, phân hủy chậm
• Cách điện hiệu quả, không bị ảnh hưởng bởi từ trường

Ứng dụng

Teflon được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp: công nghiệp lạnh, hóa chất, điện, thực phẩm, y tế, và nhiều lĩnh vực khác. Cụ thể, teflon được sử dụng để:

• Chế tạo thiết bị cho nhiệt độ thấp nhằm lưu trữ không khí lỏng
• Chế tạo bình phản ứng chống ăn mòn, vỏ bình acquy, và tấm lọc
• Chế tạo lớp cách điện cực mỏng, chỉ cần 15 micromet để có một lớp cách điện hoàn hảo
• Chế tạo xương nhân tạo và vật liệu tạo sụn cho các ứng dụng ngoại khoa
• Chế tạo radar, vật liệu thông tin tần số cao, và thiết bị sóng ngắn
• Tráng phủ trên chảo và nồi để chống dính
• Được sử dụng như chất chống ma sát trong ngành xây dựng đường
• Áp dụng trong các màng chống dính của các loại bơm công nghiệp như bơm màng đôi hoặc bơm định lượng chất lỏng
• Được sử dụng làm lớp sơn chống nóng cho các bộ phận của xe máy và ô tô, như pô xe, để tránh gây bỏng và chống gỉ sét
• Trong công nghệ cao, nó được phủ lên các phương tiện quốc phòng để chống radar và giảm ma sát, giúp tăng tốc độ
• Trong máy móc, nó có thể thay thế một số bạc thau đồng trong lõi trục mô-tơ nhỏ
• Được dùng làm chỉ nha khoa

Điều chế

Teflon được chế tạo từ chloroform theo quy trình sau

CHCl₃ > CHF₂Cl > CF₂=CF₂ > (CF₂-CF₂)_n