Teflon là gì? Nguồn gốc, Tính chất và Ứng dụng trong cuộc sống

Teflon, tên thương mại của Polytetrafluoroethylene (PTFE), là loại vật liệu nổi tiếng với khả năng chống dính, chịu nhiệt cao và kháng hóa chất vượt trội. Nhờ những đặc tính độc đáo này, Teflon được sử dụng rộng rãi từ chảo chống dính, dụng cụ nhà bếp cho đến các ngành công nghiệp ô tô, điện tử và y tế. Tuy nhiên Teflon có an toàn không và khi sử dụng bạn cần lưu ý những điều gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

1. Teflon là gì? Nguồn gốc và lịch sử phát triển

Teflon là tên thương mại của Polytetrafluoroethylene (PTFE), một hợp chất polymer fluorocarbon thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo. Được phát minh một cách tình cờ vào năm 1938 bởi nhà khoa học Roy J. Plunkett của DuPont, Teflon đã trở thành một bước đột phá lớn trong công nghệ vật liệu.

Nguồn gốc của phát minh

Khi nghiên cứu các loại khí làm lạnh, Roy Plunkett phát hiện ra rằng khí tetrafluoroethylene dưới áp suất cao biến thành chất rắn màu trắng, trơn và không dính. Chất liệu này có khả năng chịu được nhiệt độ cao, hóa chất và không bị phân hủy. Từ đây, PTFE ra đời và được cấp bằng sáng chế với thương hiệu Teflon vào năm 1945.

nhựa teflon

Bảng thông số kỹ thuật chi tiết Polytetrafluoroethylene (PTFE)

Dưới đây là các thông số tiêu biểu của PTFE nguyên chất, là cơ sở để các kỹ sư lựa chọn vật liệu.

Đặc tính kỹ thuật	Giá trị	Đơn vị	Ghi chú
Tỉ trọng	2,15 – 2,20	g/cm³	Rất nặng so với các loại nhựa khác.
Nhiệt độ làm việc liên tục	-200 đến +260	°C	Phạm vi hoạt động cực kỳ rộng.
Nhiệt độ nóng chảy	~327	°C	Rất cao đối với một loại polymer.
Hệ số ma sát (động, vs Thép)	0,05 – 0,10	–	Hệ số ma sát cực thấp, tương đương với kim cương
Độ bền kéo	20 – 35	MPa	Thể hiện khả năng chịu được lực kéo.
Độ cứng (Shod D)	50 – 65	–	Tương đối mềm.
Hấp thụ nước	< 0,01	%	Hầu như không thấm nước.
Hằng số điện môi (@1MHz)	2.1	–	Cách điện tuyệt vời.
Độ bền điện môi	60	MV/m	Chịu được điện áp rất cao.

2. Tính chất của Teflon (PTFE)

2.1. Khả năng chống dính vượt trội

Teflon nổi tiếng với bề mặt cực kỳ mịn màng, hệ số ma sát chỉ khoảng 0,05. Điều này khiến các chất khó bám lên bề mặt, đặc biệt là thức ăn trong quá trình nấu nướng.

Lớp chống dính không chỉ giúp thức ăn không bị dính vào dụng cụ mà còn dễ dàng vệ sinh, tiết kiệm thời gian, công sức.

2.2. Khả năng chịu nhiệt cao

Teflon có khả năng chịu được nhiệt độ từ −200°C đến 260°C mà không bị biến dạng. Đây là giới hạn an toàn tối ưu cho việc sử dụng hàng ngày, đặc biệt là với các dụng cụ nấu nướng.

Ở nhiệt độ trên 300°C (thường là khoảng 350°C trở lên), lớp phủ Teflon có thể bắt đầu xuống cấp đáng kể. Sau đó nó có thể tạo ra các hợp chất khí fluorocarbon. Vì vậy, việc sử dụng sản phẩm phủ Teflon phải tuân thủ khuyến nghị về nhiệt độ để đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ sản phẩm.

2.3. Chống ăn mòn hóa học

Teflon có khả năng chống lại hầu hết các hóa chất, bao gồm axit mạnh, kiềm, dầu mỡ và dung môi hữu cơ

Điều này làm cho Teflon trở thành lựa chọn hàng đầu cho các thiết bị và đường ống hóa chất công nghiệp.

2.4. Đặc tính cách điện tốt

Teflon có khả năng cách điện cao và có thể chịu được điện áp lớn. Điều này làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các lớp cách điện trong ngành công nghiệp điện tử và viễn thông.

2.5. Chống nước và dầu

Nhờ cấu trúc hóa học đặc biệt, Teflon có khả năng chống nước và dầu, giúp bảo vệ bề mặt khỏi nấm mốc và ăn mòn.

3. Ứng dụng của Teflon trong đời sống và công nghiệp

3.1. Dụng cụ nhà bếp

Chảo chống dính: Chảo được phủ lớp Teflon đảm bảo thức ăn không bị dính, giữ được hương vị tự nhiên và hạn chế dầu mỡ khi nấu nướng.

Khuôn bánh và nồi nấu: Dụng cụ nấu được phủ Teflon giúp việc nấu nướng trở nên dễ dàng và bền bỉ hơn so với các chất liệu khác.

Lợi ích chính:

• Tiết kiệm chất béo: Hạn chế sử dụng chất béo trong nấu ăn.
• Dễ dàng vệ sinh: Bề mặt chống dính giúp việc vệ sinh trở nên đơn giản hơn.

Dùng trong sản xuất chảo chống dính

3.2. Công nghiệp ô tô và hàng không

Vòng bi, vòng bi và đường ống: Teflon giúp giảm ma sát và chịu được nhiệt độ cao ở các bộ phận chuyển động.

Lớp phủ bảo vệ: Teflon được sử dụng trong các bộ phận máy để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn và mài mòn.

Trong ngành hàng không, các bộ phận của máy bay phải hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt và điều kiện môi trường cao. Teflon đóng vai trò quan trọng nhờ khả năng chịu nhiệt và độ bền cơ học cao.

3.3. Công nghiệp hóa chất và dược phẩm

Ống dẫn hóa chất: Với khả năng kháng hóa chất, Teflon là vật liệu lý tưởng làm ống dẫn axit, bazơ và dung môi trong ngành hóa chất.

Thiết bị y tế: Teflon được sử dụng trong các thiết bị như ống thông và dây điện vì tính trơ về mặt hóa học và an toàn đối với cơ thể con người.

3.4. Công nghiệp điện tử và công nghệ cao

Lớp cách điện cho dây cáp và dây điện: Teflon cách nhiệt hiệu quả, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi hiện tượng rò rỉ điện.

Linh kiện điện tử: Linh kiện sử dụng lớp phủ Teflon bền bỉ và hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.

Ứng dụng trong ngành điện tử và công nghệ cao

3.5. Dụng cụ y tế và phẫu thuật

Các thiết bị như ống thông, bộ lọc và lớp phủ dụng cụ phẫu thuật thường được làm từ Teflon do đặc tính an toàn sinh học và phi hóa chất của nó.

4. Các loại nhựa Teflon phổ biến và cách lựa chọn

Trong công nghiệp, PTFE nguyên chất không phải lúc nào cũng là sự lựa chọn tối ưu. Người ta thường thêm chất phụ gia để cải thiện một số tính chất cụ thể. Đây là kiến ​​thức mà chỉ người trong ngành mới hiểu:

• Virgin PTFE: Tinh khiết nhất, có màu trắng sữa. Được sử dụng cho ngành thực phẩm, dược phẩm và y tế do yêu cầu độ tinh khiết cao.
• PTFE chứa đầy thủy tinh: Thường được trộn với 15% hoặc 25% sợi thủy tinh. Cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và nén. Ứng dụng: Vòng bi, vòng đệm chịu lực.
• PTFE chứa carbon: Tăng độ cứng, khả năng chịu tải và đặc biệt là độ dẫn tĩnh điện, tránh nguy cơ phát ra tia lửa điện. Ứng dụng: Chi tiết trong môi trường dễ cháy nổ.
• PTFE chứa đầy đồng: Tăng khả năng chống mài mòn và tản nhiệt tốt hơn nhiều so với PTFE chứa đầy thủy tinh. Ứng dụng: Hệ thống thủy lực và vòng bi yêu cầu tản nhiệt nhanh.

Kinh nghiệm lựa chọn: Xác định yêu cầu quan trọng nhất của bạn: Cần độ tinh khiết? Cần chống mài mòn? Cần dẫn điện? Hoặc cần tản nhiệt? Từ đó chọn loại Teflon phù hợp.

5. Quy trình sản xuất và phủ Teflon

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt: Làm sạch và xử lý bề mặt sản phẩm để tăng độ bám dính.

Bước 2: Phủ Teflon: Teflon được phun hoặc quét lên bề mặt dưới dạng dung dịch hoặc bột nhão.

Bước 3: Gia nhiệt: Sản phẩm được gia nhiệt ở nhiệt độ 300 – 400°C để lớp Teflon bám dính chắc chắn và tạo nên bề mặt hoàn hảo.

Bước 4: Kiểm tra chất lượng: Thành phẩm được kiểm tra độ bám dính, khả năng chống dính và các đặc tính khác.

6. Những lưu ý khi sử dụng sản phẩm phủ Teflon

Không làm nóng chảo trên 260°C để tránh lớp phủ bị phân hủy.

Sử dụng các dụng cụ mềm như thìa gỗ hoặc nhựa để tránh làm trầy xước bề mặt.

Làm sạch nhẹ nhàng bằng vải mềm và chất tẩy rửa nhẹ.

7. Teflon có an toàn không? Làm sáng tỏ những lầm tưởng về PFOA và PTFE

Teflon (PTFE) được coi là an toàn khi sử dụng trong điều kiện nấu ăn bình thường, tức là dưới 260°C. Ở nhiệt độ này, lớp phủ PTFE rất ổn định và không phản ứng với thực phẩm hoặc giải phóng các chất độc hại.

Tuy nhiên, như đã đề cập, ở nhiệt độ trên 300°C (hoặc khoảng 350°C), Teflon có thể bắt đầu phân hủy và giải phóng các hợp chất khí fluorocarbon. Hít phải những loại khí này ở nồng độ cao trong thời gian dài có thể gây ra các triệu chứng tạm thời như sốt khói polyme, với các triệu chứng như sốt, ớn lạnh và đau đầu.

Quan trọng hơn trước đây, axit Perfluorooctanoic (PFOA) là một hóa chất được sử dụng như một chất hỗ trợ trong sản xuất PTFE. Tuy nhiên, do những lo ngại về sức khỏe và môi trường liên quan đến PFOA (chứ không phải bản thân PTFE), các nhà sản xuất lớn đã loại bỏ hoàn toàn PFOA khỏi quy trình sản xuất lớp phủ chống dính trong giai đoạn 2013-2015. Vì vậy, các sản phẩm Teflon hiện đại trên thị trường không chứa PFOA. Các vấn đề sức khỏe liên quan đến PFOA chủ yếu xuất phát từ sự tích tụ của nó trong môi trường và cơ thể thông qua các nguồn khác, chứ không phải do sự phân hủy lớp phủ Teflon trong quá trình nấu nướng.

Bạn nên thay thế sản phẩm bằng lớp phủ Teflon khi bề mặt bị bong tróc hoặc trầy xước nghiêm trọng, không phải vì lo ngại Teflon phân hủy và thải ra độc tố ở nhiệt độ bình thường mà để đảm bảo hiệu quả chống dính và tránh thức ăn dính vào bề mặt kim loại bên dưới, cũng như tránh vô tình nuốt phải những mảnh sơn nhỏ.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Câu hỏi: Chảo Teflon bị trầy xước có nên sử dụng lại không?

Trường Chu Văn An trả lời: Nếu chỉ là vết xước nhỏ thì vẫn an toàn. Nhưng nếu bong ra từng mảng lớn thì bạn nên thay mới để đảm bảo hiệu quả chống dính và tránh cặn vụn lẫn vào thức ăn.

Câu hỏi: Teflon có dùng được trong lò vi sóng không?

Trường Chu Văn An trả lời: Không. Hầu hết các hộp đựng Teflon đều có bộ phận kim loại (như đáy chảo) không an toàn với lò vi sóng.

Hỏi: Làm sao để biết chảo của tôi có PFOA hay không?

Trường Lê Hồng Phong trả lời: Nếu bạn mua chảo sau năm 2015 của thương hiệu uy tín thì gần như chắc chắn không chứa PFOA. Hãy tìm nhãn “không chứa PFOA” trên bao bì.