Ethanol được sử dụng rộng rãi trong y tế, thực phẩm, mỹ phẩm và công nghiệp, tuy nhiên không phải vật liệu nào cũng phù hợp để tiếp xúc với dung môi này. Trên thực tế, ethanol ảnh hưởng đến nhựa và cao su theo nhiều mức độ khác nhau, đặc biệt khi sử dụng ở nồng độ cao và trong thời gian dài. Việc lựa chọn sai vật liệu có thể dẫn đến trương nở, nứt vỡ, lão hóa nhanh hoặc rò rỉ, gây ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và chi phí vận hành.
Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ ethanol tác động đến từng loại nhựa và cao su như thế nào, từ đó lựa chọn vật liệu phù hợp và tránh những rủi ro không đáng có trong quá trình sử dụng.
1. Ethanol ảnh hưởng đến nhựa và cao su như thế nào?
Ethanol là một dung môi phân cực nhẹ. Chính đặc tính này cho phép nó len lỏi vào cấu trúc phân tử của nhiều loại vật liệu không có tính kháng hóa chất cao.
Cơ chế Ethanol gây hư hại:
- Rút chất hóa dẻo (Plasticizer): Trong nhiều loại nhựa và cao su (như PVC), các chất hóa dẻo giúp vật liệu mềm dẻo. Ethanol có thể hòa tan và rút các chất này ra ngoài, khiến vật liệu trở nên cứng, giòn và dễ nứt.
- Gây trương nở: Ethanol thấm vào các kẽ hở phân tử cao su, làm thể tích vật liệu tăng lên (trương nở), dẫn đến mất độ đàn hồi và giảm khả năng chịu lực.
- Lão hóa nhanh: Làm biến đổi tính chất cơ học, khiến bề mặt vật liệu bị mờ, chảy mềm hoặc biến dạng.
Các yếu tố làm tăng mức độ hư hại:
- Nồng độ cao: Ethanol tuyệt đối (99.5%) có tính “háo nước” và hòa tan mạnh hơn các loại nồng độ thấp.
- Thời gian tiếp xúc: Ngâm lâu dài sẽ gây ra các vết nứt ứng suất (Stress cracking).
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng và hòa tan diễn ra càng nhanh.
- Ứng suất cơ học: Các bộ phận đang chịu nén, rung (như gioăng phớt) sẽ nhanh hỏng hơn dưới tác động của cồn.
2. Những loại nhựa nào chịu được Ethanol, loại nào nên tránh?
Lựa chọn đúng loại nhựa giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo an toàn cháy nổ.
2.1. Các loại nhựa bị Ethanol ảnh hưởng mạnh (Không khuyến nghị)
- PVC mềm: Ethanol rút chất hóa dẻo cực nhanh làm nhựa bị cứng và nứt vỡ.
- PS (Polystyrene): Dễ bị mờ bề mặt và nứt vỡ khi tiếp xúc với cồn nồng độ cao.
- ABS: Thường gặp tình trạng nứt ứng suất (stress cracking) khi tiếp xúc lâu.
- Acrylic (PMMA): Xuất hiện các vết nứt chân chim và làm hỏng độ trong suốt của bề mặt.
Các loại nhựa bị ảnh hưởng bởi Ethanol
2.2. Các loại nhựa chịu được Ethanol tốt (An toàn)
- HDPE / LDPE: Đây là tiêu chuẩn vàng để sản xuất can, phuy và bình chứa Ethanol. Khả năng kháng cồn rất tuyệt vời.
- PP (Polypropylene): Chịu nhiệt và chịu cồn ổn định lâu dài, thường dùng làm nắp chai hoặc thùng chứa.
- PET: Thường dùng cho chai đựng cồn y tế hoặc dung dịch sát khuẩn nhẹ.
- PTFE (Teflon): Kháng gần như tuyệt đối với mọi nồng độ Ethanol, thường dùng trong các bộ phận kỹ thuật cao cấp.
Các loại nhựa chịu được ethanol
3. Loại cao su nào chịu được Ethanol nên sử dụng?
Đối với các hệ thống ống dẫn và gioăng phớt, việc chọn sai cao su có thể dẫn đến rò rỉ hóa chất nguy hiểm.
3.1. Các loại cao su dễ bị Ethanol phá hủy
- Cao su tự nhiên (NR): Bị trương nở mạnh, trở nên mềm nhũn và mất khả năng đàn hồi.
- NBR (Nitrile): Mặc dù chịu dầu rất tốt nhưng lại kém bền khi gặp Ethanol, dễ bị trương nở sau thời gian ngắn.
- SBR: Lão hóa và giảm tính chất cơ học cực nhanh.
3.2. Các loại cao su chịu Ethanol tốt
- EPDM: Lựa chọn phổ biến cho các hệ thống tiếp xúc với cồn, nước và hơi nóng.
- Silicone: Kháng cồn khá tốt, ít bị biến đổi (lưu ý có độ trương nhẹ nhưng vẫn ổn định).
- Viton (FKM): Kháng dung môi cực mạnh, chịu được nhiệt độ và nồng độ cồn cao nhất.
4. Bảng tổng hợp mức độ kháng Ethanol của vật liệu
Dưới đây là bảng tóm tắt giúp bạn dễ dàng tra cứu khi lựa chọn vật liệu:
| Vật liệu | Khả năng kháng Ethanol | Ứng dụng thực tế |
| HDPE/LDPE | Rất tốt | Thùng chứa, can nhựa, phuy đựng cồn |
| PP | Tốt | Nắp chai, ống dẫn, bình chứa nhiệt độ cao |
| Teflon (PTFE) | Xuất sắc | Gioăng máy bơm, ống dẫn hóa chất đặc dụng |
| PVC / Acrylic | Kém | Tránh dùng làm bình chứa cồn nồng độ cao |
| Viton (FKM) | Rất tốt | Phớt máy bơm cồn, hệ thống dẫn nhiên liệu |
| EPDM | Trung bình – Khá | Gioăng bồn chứa, ron cửa |
| Nitrile (NBR) | Trung bình | Chỉ dùng cho tiếp xúc ngắn hạn |
5. Ethanol nồng độ cao ảnh hưởng đến vật liệu ra sao?
Nồng độ là yếu tố then chốt quyết định mức độ hư hại. Khi nồng độ tăng lên, tính chất của Ethanol thay đổi đáng kể:
- Ethanol 70%: Thường chứa ~30% nước, mức độ tác động vật liệu ở mức vừa phải.
- Ethanol 96%: Chứa khoảng 4% nước, bắt đầu gây ra rủi ro trương nở mạnh cho các loại cao su thông thường.
- Ethanol tuyệt đối (≥99.5%): Có tính hút ẩm cực mạnh. Nó không chỉ tác động vật lý mà còn có xu hướng rút hết hơi ẩm và các phân tử liên kết bên trong nhựa/cao su, làm vật liệu trở nên cực kỳ giòn.
Cảnh báo: Với cồn tuyệt đối, tuyệt đối không sử dụng nhựa PVC mềm hoặc cao su tự nhiên vì hư hại sẽ xảy ra gần như ngay lập tức.
Tóm lại, ethanol ảnh hưởng đến nhựa và cao su theo từng mức độ khác nhau và không phải vật liệu nào cũng phù hợp để sử dụng lâu dài. Việc hiểu rõ loại nhựa và cao su chịu được ethanol sẽ giúp hạn chế hư hỏng thiết bị, đảm bảo an toàn và tối ưu chi phí trong quá trình sử dụng.