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            氟塑料在線纜行業(yè)應(yīng)用介紹

              發(fā)表時間:2020年03月12日  點(diǎn)擊數(shù):1038 次

              目前在電線電纜生產(chǎn)中,常用的氟塑料有聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯和乙烯共聚物等,當(dāng)然一般按照市場價格來區(qū)分的話,站在氟塑料頂端的就是PTFE,其次就是PFA,再就是FEP,目前應(yīng)用最廣市場量級最大的當(dāng)屬FEP,當(dāng)然也有部分廠商選擇溫度等級稍低的PVDF/ETFE用于相關(guān)線纜上面,我們線纜行業(yè)將這些都統(tǒng)稱為鐵氟龍材質(zhì)或者說FEP材質(zhì),其這些材料主要用以制造各種耐熱高溫絕緣電線,測(油)井電纜、地質(zhì)探測電纜加熱電纜、F級和H級電機(jī)引接線、耐輻照電線、電磁線、射頻同軸電纜等,這樣說吧,凡分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的塑料總稱為氟塑料,氟塑料由含氟單體。如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯及氟乙烯等單體,通過均聚或共聚反應(yīng)制得,隨著高分子技術(shù)的不斷發(fā)展,氟塑料品種正在逐步增多,應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,由于氟塑料分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子,所以具有許多優(yōu)異的性能,如優(yōu)良的電絕緣性能、高度的耐熱性、突出的耐油性、耐溶劑和耐磨性能,良好的耐濕性和耐低溫性。因此,氟塑料在國防、機(jī)電、冶金、石油化工等工業(yè)部門占有重要的地位,今天我們聊聊為什么說氟塑料在線纜行業(yè)應(yīng)用開始風(fēng)生水起?

              氟塑料在各行各業(yè)中的終端應(yīng)用場景

              為什么我們要用氟塑料?

              氟塑料的性能特點(diǎn):聚四氟乙烯、全氟(乙烯—丙烯)共聚物(FEP)完全是由碳原子和氟原子組成的,而聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)分子中還含有氫原子,聚三氟氯乙烯則還含氯原子。氟塑料的優(yōu)異性能是由碳原子與氟原子間的高結(jié)合能實(shí)現(xiàn)。聚四氟乙烯的主鏈骨架是碳原子,而周圍完全由氟原子包圍,故其各種性能較高,而PFA、FEP、ETFE等品種由于側(cè)基的影響,軟化點(diǎn)低子PTFE,其他性能也有所變化.

              1.熱性能 氟塑料具有難燃性和優(yōu)異的耐熱性。PTFE和PFA的連續(xù)使用溫度可達(dá)260℃,短期可在300℃下使用。FEP的使用溫度要比它們低60℃。PCTFE的較高可在120℃下使用。氟塑料如長期在高溫下使用會引起結(jié)晶度變化,在制造設(shè)備襯里時尤須注意.

              2.耐藥品性 氟塑料具有卓越的耐藥品性和耐溶劑性,尤其是PTFE、PFA、FEP等,酸、堿、溶劑對它們均無浸蝕。但熔融堿金屬、氟、三氟氯化烴對它們有不同程度的影響。PCTFE、ETFE、PVDF等在氟塑料中耐藥品性稍差,但比其他塑料的耐腐蝕性還是好得多.

              3.電性能 氟塑料的電性能尤其是高頻電性能是其他材料難以匹敵的。PTFE、FEP、PFA分子的極性很低,在很寬的溫度、頻率區(qū)間變化都很小、相對介電常數(shù)穩(wěn)定、介電損耗很低,電絕緣性優(yōu)異。其中PVDF還有特異的壓電性和焦電性,可用來制造壓電材料.

              4.機(jī)械性能 氟塑料分子中含氫、氯原子增加則其拉伸強(qiáng)度也有所提高,PTFE和PCTFE的脆化溫度極低,顯示出極好的低溫性能,PTFE具有較低的摩擦系數(shù)和特異的自潤滑性,但是PTFE又有自身磨耗大和冷流性等缺點(diǎn),可采用填充各種填料以提高耐磨耗性,克服冷流性.

              5.不粘性 氟塑料具有特異的不粘性。尤其象PTPE、FEP、PFA等分子中氟含量高,表面接觸角非常大,使氟塑料制品表面上的液體成球狀。不易與樹脂粘接,故常用它制造炊具表面不粘徐層.

              6.耐侯性 各品種的氟塑料都有優(yōu)異的耐候性,即使在苛刻的溫度下長期曝曬,其各種性能都沒有變化.

              7.憎水性 氟塑料的吸水率低,尤以PTFE為甚?衫盟脑魉灾圃焱笟獠煌杆膹(fù)合織物和其他裝備.

              氟塑料家族科普

              1972年,美國杜邦公司開發(fā)了四氟乙烯(TFE)和全氟丙基乙烯醚(PPVE)的共聚物,商品名為Teflon PFA,系全氟烷氧基共聚物,此后,日本大金公司(Neoflon PFA)、旭硝子公司(Flon PFA)、歐洲泰良公司(Dyneon PFA)都相繼開發(fā)了自己的PFA產(chǎn)品,并在市場上占有一定份額,目前國內(nèi)的氟塑料以巨化股份,三愛富等為主導(dǎo)的廠商占據(jù)一定的線纜氟塑料的市場份額,現(xiàn)在大部分朋友都知道PTFE,Teflon是杜邦(現(xiàn)在為科慕)的商品名,中文名“特氟隆 ”、“特氟龍 ”、“特富隆”、“泰氟龍”,其實(shí)Teflon并不只是杜邦PTFE商品名,也是杜邦其他氟聚合物商品名,如FEP樹脂和PFA,而含氟常見的塑料其實(shí)還有:PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PVDF、PCTFE等,具體可以參考見下表:

             

              氟塑料在線纜行業(yè)的應(yīng)用場景

              


              由于氟塑料的的眾多優(yōu)點(diǎn),目前線纜行業(yè)的應(yīng)用場景非常之多

              使用溫度要高:不只局限于PE、PVC、普通橡膠、絕緣紙那樣的幾十度,而要求達(dá)到100℃、150 ℃、200 ℃、250 ℃,甚至更高的耐溫等級.

              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等高速線纜應(yīng)用上

              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:最低的阻燃標(biāo)準(zhǔn)都是VW-1

              耐老化:相比常規(guī)線纜使用的PVC和PE類材質(zhì),其使用壽命長、可靠性高

              小型化:小型化、輕量化,不占空間,減少重量,這在航天航空中尤為重要,之所以含氟塑料絕緣電線電纜稱為氟塑料重要、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一,正是因?yàn)楹芰喜煌矫妗⒉煌潭壬蠞M足了上述要求.

              高頻數(shù)據(jù)傳輸電線電纜

              氟塑料不僅電絕緣性突出,而且在較寬的使用溫度區(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)(2.3~2.1)、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;氟塑料(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,采用氟塑料做絕緣層,也做外護(hù)套.

              汽車行業(yè)關(guān)鍵部位的連接線

              氟塑料另外一個重要用途是:在苛刻環(huán)境下用做連接線,*高使用溫度為250℃,氟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氟塑料絕緣電線,如腐蝕油用自動傳動裝置的電纜;汽油油面?zhèn)鞲衅?制動磨擦傳感器等.

              建筑行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)布線

              隨著全世界的城市化加速,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,氟塑料的高熱穩(wěn)定性、高阻燃性、低損耗已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn),采用氟烯塑料絕緣用于特殊場合的連結(jié)線,可滿足上述要求,目前在部分歐洲國家強(qiáng)制要求布線必須使用氟塑料材質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)線.

              石油行業(yè)的鉆井線纜

              由于需要注入的蒸汽溫度高達(dá)300℃,壓力也可達(dá)到20MPa,油井內(nèi)部常年處于一種高溫高壓的環(huán)境,因此對于工作在這種高溫高壓環(huán)境的電纜來說,如何克服嚴(yán)苛的環(huán)境,把井下測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)骄暇统蔀橐粋重要的問題,氟塑料電纜擁有耐高溫的特性,在300℃的高溫下可以保持工作,耐壓性能同樣優(yōu)秀,因此在石油行業(yè)也有越來越廣泛的應(yīng)用,氟塑料搭配BASF的TPU護(hù)套是目前此類線纜的標(biāo)配.

              電力行業(yè)特殊線纜

              電力行業(yè)的電線電纜應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜,高溫(定子、轉(zhuǎn)子、空冷器入口)、浸泡液體(油槽、油管路、水管路及變壓器)、容易遭到機(jī)械損壞(機(jī)坑、風(fēng)洞),對電纜的要求十分苛刻,氟塑料電纜可以有效的克服這些惡劣環(huán)境,是適合的使用電纜,電力行業(yè)耐高溫電纜.

              航天航空線纜

              電線電纜是將電源與用電設(shè)備及用電設(shè)備相互之間連接起來形成飛機(jī)電網(wǎng)絡(luò)的材料,隨著航空工業(yè)的日益發(fā)展和對飛機(jī)性能的提高以及機(jī)載設(shè)備的更新,飛機(jī)傳送的信息量逐漸增加,在整個飛機(jī)系統(tǒng)中起著“神經(jīng)”、“血管”作用的傳輸線,對其性能的要求也越來越高,尤其是飛機(jī)內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜,電線電纜的應(yīng)用除了考慮其電氣性能、機(jī)械性能和化學(xué)性能外,還應(yīng)綜合考慮電網(wǎng)絡(luò)匹配關(guān)系、抗干擾能力、載流量大小、使用環(huán)境、機(jī)械強(qiáng)度、電纜保護(hù)等因素,氟塑料電纜具有輕量化,抗干擾,以及優(yōu)異的物理化學(xué)性能,在航天航空中正在發(fā)揮越來越重要的作用.

              其它行業(yè)

              在其它方面,氟塑料絕緣電線電纜主要用于:測試儀器配線,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.

              含氟塑料線纜的發(fā)展:

              復(fù)合薄膜繞包線一類:PFA/PTFE,F(xiàn)EP/PTFE,F(xiàn)EP/P1復(fù)合薄膜繞包線,廣泛用于航空工業(yè).

              輻照關(guān)聯(lián) ETFE通過輻照交聯(lián),增加了強(qiáng)度,抗輻照性,且使使用溫度達(dá)到200℃,由于其質(zhì)輕、強(qiáng)度大、耐輻照,在核工業(yè)、航空航天業(yè)及輻射照環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用.

              微孔PTFE薄膜繞包線、同軸電纜 微孔PTFE推擠同軸電纜發(fā)泡FEP、PFA同軸電纜 廣泛使用于各類低損耗電纜,相控程雷達(dá)中的穩(wěn)相電纜,預(yù)警機(jī)用電線等.

              

             

             

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