氟塑料電線電纜介紹簡介

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,氟塑料電線電纜介紹,簡介,:,氟塑料是各種含氟聚合物的總稱,通常是指含有氟原子的單體自聚或其他不含氟的不飽和單體共聚而制得的聚合物。,氟塑料的合成最早是在,1934,年,由德國首次合成了,PCTFE,1938,年由,美國合成,PTFE,。,目前,工業(yè)化生產(chǎn)用的氟樹脂主要為四氟乙烯的均聚物和共聚物。,由于氟塑性料分子中的碳碳鍵和形成保護(hù)殼的碳氟鍵都是化學(xué)強(qiáng)鍵,(,鍵能極高,),并且對氟塑料的顯著性能起著關(guān)鍵作用,因此,氟塑料分子的這種微觀結(jié)構(gòu)決定了氟塑料具有一些獨(dú)特的、其他材料無法比擬的宏觀特性,從而使氟塑料

2、獲得十分廣泛的應(yīng)用。,返回主頁,電線電纜領(lǐng)域使用的氟塑料品種,:,聚四氟乙烯,可溶性聚四氟乙烯,聚全氟乙丙烯,乙烯四氟乙烯共聚物,乙烯三氟氯乙烯,聚偏氟乙烯,PTFE,PFA,FEP,ETFE,PCTFE,PVDF,返回主頁,PTFE,的性能特點(diǎn),:,寬泛的溫度特性和極高的耐溫特性。,氟塑料絕緣電線可在,60260,范圍內(nèi)長期連續(xù)工作,在,300,下也能短期工作。,優(yōu)異的電性能,主要表現(xiàn)為,:,高的介電強(qiáng)度,(,高達(dá),24KV/mm),、,高的體積電阻,(,可達(dá),10,18,級,),以及低的介電損耗,(,可達(dá),10,-5,級,),。,介電常數(shù)及介電損耗基本不隨頻率、溫度的變化而改變。,常利用這

3、一特性來生產(chǎn)射頻電纜,這一類射頻電纜通?？稍趲资畟€千兆赫茲的頻率下工作呈現(xiàn)低損耗。,耐油、耐溶劑、耐化學(xué)品等化學(xué)穩(wěn)定性,因此在石油化工航空航天汽車等行業(yè)應(yīng)用廣泛。,返回主頁,PTFE,PTFE,聚四氟乙烯是一種具有完全對稱的長鏈線型分子結(jié)構(gòu)、高結(jié)晶度的聚合體化合物,其結(jié)晶度可高達(dá),92%98%,由于,PTFE,聚四氟乙烯分子中的主要組成部分,C,C,鍵和,C,F,鍵,賦予其優(yōu)異的,耐熱性,;,在高溫下不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng),不受酮類、醚類等有機(jī)溶劑的侵蝕,具有,極好的耐化學(xué)介質(zhì)性能,;,優(yōu)異的電氣絕緣性,;,介電常數(shù)、介質(zhì)損耗幾乎不受溫度、頻率的影響,;,耐氣候老化,;,阻燃,;,極

4、優(yōu)良的,耐潮濕,、,耐水解,、,耐霉菌性能,俗稱“塑料王”。,PTFE,產(chǎn)品分為懸浮樹脂、分散樹脂、濃縮分散液三類，大致構(gòu)成為：,52%,、,28%,、,20%,。,電線電纜行業(yè)主要選用分散樹脂。,.,返回主頁,電線電纜成型時分散樹脂牌號的選用,由于不同生產(chǎn)公司、或不同牌號的分散樹脂其壓縮比不同，故而會根據(jù)不同的電線規(guī)格來選用不同壓縮比的分散樹脂。,一般的原則是大壓縮比的樹脂用來生產(chǎn)小規(guī)格電線，小壓縮比的樹脂用來生產(chǎn)大規(guī)格電線。,比如：,牌號,制造商,最大壓縮比,常用壓縮比,電線規(guī)格,F201,大金,4000,15002000,外徑,0.5mm,返回主頁,糊狀,推薦工藝的主要流程,:,相對,P

5、TFE,薄膜繞包線而言,PTFE,推擠工藝要復(fù)雜和難控制的多,:,1,、首先將過篩的,PTFE,粉狀樹脂加入適當(dāng)比例的溶劑，按一定的要求進(jìn)行混合；,2,、為使溶劑充分彌散到粉狀樹脂的表面，以利于后續(xù)工序的推擠加工，混合完畢的,PTFE,粉狀樹脂必須放置一定的時間才能用于電線的糊狀擠出；,3,、經(jīng)熟化后的糊狀,PTFE,按一定的尺寸預(yù)壓成型，置于專用的生產(chǎn)設(shè)備用于,PTFE,絕緣電線的生產(chǎn)。,4,、推擠成型的電線經(jīng)過溶劑揮發(fā)和燒結(jié)最終稱為成品電線，經(jīng)檢驗(yàn)合格后即可提供用戶使用。,返回主頁,糊狀推擠,工藝的要點(diǎn)：,1,、溶劑的比例要確當(dāng)（,1525%,），混合要均勻，并一定要讓混合料熟化（,8,小

6、時以上）；,2,、熟化后的糊狀,PTFE,要以一定的條件預(yù)壓（,1025kg/cm,2,;50mm/min),，,徹底排除料內(nèi)的殘留空氣；,3,、控制不同的溫度區(qū)段和生產(chǎn)速度讓溶劑充分揮發(fā)，這一點(diǎn)至關(guān)重要。有些生產(chǎn)廠家甚至將推擠時間成型的線不直接進(jìn)行燒結(jié)，而是放置一段時間后進(jìn)行燒結(jié)，其目的就是讓溶劑充分揮發(fā)以控制線的質(zhì)量。揮發(fā)區(qū)段的溫度控制范圍：,100250,；燒結(jié)區(qū)段的溫度控制范圍：,300400,；,4,、單根導(dǎo)體和多根導(dǎo)體電線的加工方式不同。單根導(dǎo)體應(yīng)采用牽引擠出；多根導(dǎo)體應(yīng)采用牽引擠出。,返回主頁,民用電線電纜方面,國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn),IEC,和,UL,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的,PTFE,聚四氟

7、乙烯（,F4,）,絕緣電線電纜的結(jié)構(gòu)主要為：,導(dǎo)體：鍍錫、鍍銀、鍍鎳、鍍銀銅包鋼、鍍銀或鍍鎳高強(qiáng)度銅合金線等；,絕緣結(jié)構(gòu)：以單一的,PTFE,聚四氟乙烯（,F4,）,絕緣擠出結(jié)構(gòu)；或,PTFE,聚四氟乙烯（,F4,）,擠出，加浸漬硅烷漆或,TFE,的玻璃絲編織組合結(jié)構(gòu)，或云母帶繞包浸漬玻璃絲編織組合結(jié)構(gòu)。,電線規(guī)格：從,320AWG,，,耐溫等級,200250,，耐電壓等級,300V,、,600V,等，以滿足不同使用場合對電線電纜耐溫、耐油、耐腐蝕、耐磨損、耐潮濕和阻燃等苛刻要求。,返回主頁,3,、高頻數(shù)據(jù)傳輸電線電纜,PTFE,聚四氟乙塑料（,F4,）,不僅電絕緣性突出，而且在較寬的使用溫度

8、區(qū)間及頻率范圍內(nèi)，具有,低介電常數(shù)并有特別低的損耗因子,，介電強(qiáng)度、介電常數(shù)（,2.32.1),、體積電阻率和表面電阻率保持良好，并直至它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都不受溫度影響；,它們具有,低吸濕性,，使介電性能很少受濕度的影響；,PTFE,聚四氟乙烯塑料（,F4,）,的,電性能不隨時間改變,）；幾乎對所有化學(xué)品和溶劑呈,惰性,，甚至在高溫和壓力下也能保持它們的優(yōu)異性能，特別適用于需要低衰減的數(shù)據(jù)傳輸電纜。,因而，在一些要求耐高溫同時又要防火的場合用它們做射頻電纜絕緣介質(zhì)，有利于提高傳輸信號的質(zhì)量，采用,PTFE,聚四氟乙烯聚合物做絕緣層，也做外護(hù)套。,返回主頁,汽車工業(yè),PTFE,聚四氟乙烯塑料另

9、外一個重要用途是：在苛刻環(huán)境下用做連接線，最高使用溫度為,250,。,PTFE,聚四氟乙烯塑料絕緣電纜可通過,UL,標(biāo)準(zhǔn),80,耐油試驗(yàn)，轎車中也有許多地方使用,PTFE,聚四氟乙烯塑料絕緣電線，如腐蝕油用自動傳動裝置的電纜；汽油油面?zhèn)鞲衅鳎恢苿幽ゲ羵鞲衅鞯龋?返回主頁,其他行業(yè),隨著我國城市化加速，高層建筑增多，人們對電線電纜火災(zāi)事認(rèn)識的加強(qiáng)，各領(lǐng)域?qū)﹄娎|防火的要求也越來越高，加上受設(shè)空間的限制，要求電線電纜線徑要小、載流量要大。,PTFE,聚四氟乙烯塑料的高熱穩(wěn)定性、高阻燃性、低損耗已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，采用,PTFE,聚四氟乙烯塑料絕緣用于特殊場合的連結(jié)線，可滿足上述要求，是,PTFE

10、,聚四氟乙烯塑料絕緣電線電纜有待拓展的一個領(lǐng)域。,另外，在其它方面，,PTFE,聚四氟乙烯塑料絕緣電線電纜主要用于：家用電器加熱導(dǎo)線；化工設(shè)備用電探測用的自控電纜；鹵素?zé)襞莨潭芤泳€；熱電偶電線；特殊油井鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)記錄電纜等。工程機(jī)械電纜等地方，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。,返回主頁,電線電纜的發(fā)展對絕緣材料的要求：,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是軍事工業(yè)、宇航、航空、通信等事業(yè)的發(fā)展，對電線電纜提出了更高的要求，實(shí)際上是對導(dǎo)體、絕緣材料提出了更高的要求，對絕緣材料的性能要求主要表現(xiàn)在：,使用溫度要高,不能局限于,PE,、,PVC,、,普通橡膠、絕緣紙那樣的幾十度，而要求達(dá)到,100,、,150,、

11、,200,、,250,，甚至更高。,使用頻率要高,不能只滿足于工頻、載頻，而要求頻率、頻率高，直至分米波、毫米波，甚至,40G,、,60G,。,返回主頁,電線電纜的發(fā)展對絕緣材料的要求,:,耐,環(huán)境,能耐各種惡劣環(huán)境，例如高低溫、各種氣候條件、耐輻照等。,高阻燃,耐,老化,使用壽命長、可靠性高。,耐介質(zhì),能耐各種嚴(yán)酷介質(zhì),小型化等,之所以含氟塑料絕緣電線電纜稱為氟塑料最重要、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一，正是因?yàn)楹芰喜煌矫?、不同程度上滿足了上述要求。,返回主頁,含,氟塑料的性能與結(jié)構(gòu)：,含,氟塑料的優(yōu)異特性，是由其分子結(jié)構(gòu)所賦予的，以,PTFE,最為典型：,分子中不存在或幾乎不存在極性基團(tuán)，且結(jié)

12、構(gòu)嚴(yán)格對稱，分子的偶極距為零，因此具有優(yōu)異的電性能（,、,tg,小，幾乎不受頻率而變化），,低的吸水性和良好的也潮性；,分子幾乎全部由,C,F,鍵構(gòu)成,(C,C,鍵除外），,C,F,鍵鍵能大（見表三），不容易斷鍵，且由于成鍵的,F,原子半徑較大，在,C-C,主鏈周圍螺旋排列（,19,個,C,原子為一節(jié)），形成對,C-C,鍵的遮蔽，保護(hù),C-C,主鏈不易受到攻擊而斷鏈。因此具有,耐高溫,、,耐老化,、,耐化學(xué)介質(zhì),、,阻燃,等一系列優(yōu)異性能。,表三、部分化學(xué)鍵鍵能比較,共價鍵,單位,C-H,C-I,C-Br,C-C1,C-C,O-H,C-F,鍵,能,Kcal/mol,87.3,45.5,54,6

13、6.5,58.6,110,107,返回主頁,熔融氟樹脂的開發(fā)：,PTFE,不能熔融擠出，必須通過薄膜繞包或糊狀擠出來生產(chǎn)電線電纜，需使用專門設(shè)備，設(shè)備復(fù)雜，工藝流程長，且生產(chǎn)是間歇性的，生產(chǎn)速度也受限制。因此開發(fā)可熔融擠出的氟塑料一直是高分子界的重大課題。,FEP,是首先開發(fā)成功的可熔融擠出氟塑料。它幾乎保持了,PTFE,的所有優(yōu)異性能，至今仍是除,PTFE,外使用最為廣泛、用量最大的含氟塑料。,FEP,的,連續(xù)使用溫度為,200,，,PFA,的成功開發(fā)才真正有了可在,250,下使用的熔融擠出氟塑料，但價格昂貴。,ETFE,、,PVDF,，,在基本保持了,PTFE,的各種性能下，以他們比重小、

14、強(qiáng)度大、耐輻照三大優(yōu)勢在含氟塑料中嶄露頭角，且在電線電纜中也獲得了廣泛應(yīng)用。,返回主頁,熔融氟樹脂的擠出設(shè)備：,除,PVDF,允許用一般擠出機(jī)擠出電線外，其他各種氟塑料都要用高溫擠出機(jī)生產(chǎn)電線電纜。,熔融氟樹脂用高溫擠出機(jī)的要求：,有足夠的加熱功率，確保高溫（例如,450,左右）條件下樹脂能夠熔融擠出；,與熔體接觸的部件：螺桿、螺膛、機(jī)頭及其組件、模具等，都要用高溫耐腐蝕合金，如鎳基合金（包括國內(nèi)的新三號鋼），主要是由于擠出過程中可能產(chǎn)生的,HF,等含氟氣體具有很強(qiáng)的腐蝕性。,返回主頁,熔融氟樹脂的擠出材料：,與,不同氟塑料有不同的使用溫度一樣，導(dǎo)體也需不同的適用溫度?？紤]到擠出時可能產(chǎn)生的氣

15、體對導(dǎo)體的腐蝕，氟塑料電線電纜幾乎都使用鍍銀、鍍錫、鍍鎳等鍍復(fù)導(dǎo)體。,使用溫度（）,導(dǎo)體類型,150,鍍錫銅線,200,鍍銀銅線、鍍銀銅合金線、鍍銀銅包鋼線,250,鍍鎳銅線,電線電纜研究、生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)電線電纜用戶的需要，正確選擇導(dǎo)體和絕緣材料，既要滿足客戶要求，又要讓絕緣材料用得恰到好處。因此，應(yīng)熟悉、掌握各種氟塑料的特性。,返回主頁,擠出工藝：,含氟塑料熔體的熔融粘度極大，不宜采用“壓力式”擠出（否則會對設(shè)備提出太苛刻的要求）；但熔體有足夠的強(qiáng)度，允許拉伸，所以幾乎都是采用,“套管式”擠出,來生產(chǎn)電線電纜，通過控制合理的拉伸系數(shù)保證絕緣與導(dǎo)體間的粘結(jié)力。,“套管式”擠出中，模具的設(shè)計(jì)或生產(chǎn)

16、中的“配?！?，都應(yīng)保證,DDR,、,DBR,兩個,參數(shù)之值在擠出材料允許的合理范圍之內(nèi)。,=,（,D,D,2,D,T,2,）（,d,b,2,d,c,2,),（,D,d,b,）,(D,T,/d,c,),D,:,模具的內(nèi)徑,D,T,：,模芯的外徑,d,b,:,包覆電線的外徑,d,c,:,芯線的外徑,DBR,稱之為（平衡）拉伸系數(shù)（拉伸度），表示外層熔體與內(nèi)層熔體受拉伸程度的比。,DDR,稱之為拉伸比（配模比），表示拉伸程度或允許生產(chǎn)速度,。,返回主頁,DDR,、,DBR,都是材料參數(shù)，,DDR,、,DBR,允許值越大，評價為材料擠出工藝好。不同材料，,DDR,、,DBR,不一樣；同種材料，牌號不同（,MI,不同），,DDR,、,DBR,也不一樣。不同材料、不同牌號的這兩個參數(shù)及其允許范圍，線纜研究、生產(chǎn)者必須掌握。作為其性，,MI,越大，,DDR,、,DBR,允許較大；絕緣擠出的,DBR,、,DDR,比護(hù)套擠出時大。,幾種常用線纜絕緣材料的,DDR,、,DBR,PFA,FEP,ETFE,LDPE,PVC,DBR,11.2,11.2,11.2,11.1,11.05,DDR,20400,203