聚四氟乙烯绝缘电缆制造和应用

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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的特性：
• 聚四氟乙烯塑料不受氧气、紫外光作用， 耐气候性能好。 • 聚四氟乙烯具有不燃烧，良好的耐电弧 性、不吸水。聚四氟乙烯塑料可长期使 用于200～250℃下，在250℃高温下，经 1000 小时处理后，其机械强度和介电性 能均无显著变化。
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二，聚四氟乙烯
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一，前言
• 含氟塑料在电线电缆工业主要用于 要求耐高温、耐热条件下的产品， 其中尤以聚四氟乙烯的使用最为突 出。如制造各种耐高温的航空电线、 测（油）井电缆、加热电缆、耐高 温射频同轴电缆等等。
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一，前言
• 氟塑料的品种很多，目前在电线电缆工 业中应用的氟塑料有： 聚四氟乙烯（ F-4 ）、聚全氟乙丙稀 （ F-46 ）、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基 醚共聚物（ PFA ）、四氟乙烯和乙烯的 共聚物（ F-40 ）、三氟氯乙烯和乙烯的 共聚物（F-30）、聚三氟氯乙烯（F-3） 和聚偏二氟乙烯（F-2）等。
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一，前言
• 乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE）
乙烯－四氟乙烯共聚物，简称F－40。它的电气绝缘 性能，仅次于F4和F46，具有机械性能高、耐辐照、化 学稳定性好等优点。F－40是线性高聚物，其耐应力开 裂性能，不如F46，采用交联辐照可改善和提高其耐开 裂性能。它虽然可挤出加工，但流动性差、收缩性较 大，加工性能不如F46。它的使用温度范围： －100 〜 ＋180℃ 。 F40主要用作航空电线和各类仪器仪表及电子计算机 连接线、耐辐照电线和有耐高温要求的各种信号传输 线的绝缘等场合。
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
• 聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出） 活塞挤出是糊状聚四氟乙烯冷挤出或称 为软膏推挤，这是一种间歇式的推压挤 出，其加工工艺流程为： F － 4 树脂 → 过筛→加入助挤剂和树 脂混合→预成形→推压挤出→ 干燥、烧 结、冷却→火花耐电压→成品捡验。
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
3，聚四氟乙烯分散式水剂浸涂 聚四氟乙烯分散式水剂是一种把聚四氟 乙烯粒子分散在水中的乳白色乳浊液， 以非离子型湿润剂稳定，加入其他固体 或液体原料可以进一步改性至适合特殊 的用途。这种分散式水剂尤其适用于涂 覆或浸渍方面的应用，解决了一些树脂 不能使用传统溶剂或熔融技术的难题。
• 聚四氟乙烯的特性： • 聚四氟乙烯塑料在低温－200℃下，塑料的脆 性仍然很小，呈现高弹态具有优良的柔韧性， 这是由于聚四氟乙烯具有棒状分子链和螺旋型 结构，即使在很低温度下，分子间仍可以滑动 所致。 • 总之，聚四氟乙烯具有优异电气绝缘性能、耐 高温和低温、足够好的机械性能和化学稳定性 等优良性能，是良好的电线电缆绝缘材料。
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
• 聚四氟乙烯绝缘的三种加工工艺方式： 1，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）； 2，聚四氟乙烯薄膜绕包； 3，聚四氟乙烯分散式水剂浸涂。
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
• 聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出） 活塞挤出是糊状聚四氟乙烯冷挤出或称为软 膏推压挤出，这是聚四氟乙烯电线电缆绝缘 采用的主要加工工艺方式。 糊状冷挤出或软膏推挤用的是分散聚合的聚 四氟乙烯树脂，它是一种白色纤维状颗粒树 脂，这种树脂的比表面积大，能充分吸收有 机溶剂，形成糊膏状。
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一，前言
• 聚全氟乙丙烯（F－46）
聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和全氟丙烯（CF2＝CF－ CF3）的共聚物，简称FEP。由于三氟甲基（－ CF3）取 代了部分氟原子，因而破坏了聚四氟乙烯的结晶性（F －46的结晶度为40〜50％，分子链的长度也比四氟乙 烯短，从而降低了粘度，使它能在普通挤出机上挤出 加工，大大改善了工艺性，使它成为替代F－4材料， 而获得广泛应用，它的使用温度：－100 〜 ＋204℃。 F－46主要用作电子设备中的传输线、安装线、电子 计算机内部的连接线、宇宙航空用电线等等领域。
聚四氟乙烯绝缘电缆 制造和应用
李富根
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一，前言
• 聚四氟乙烯是含有氟原子（F）的塑料。 凡是含有氟原子的塑料统称为氟塑料。 • 含氟塑料与其他塑料相比，具有更优异 的耐高低温、耐腐蚀、耐侯性、电气绝 缘性、不吸收水及低的摩擦系数等等特 性，因此它已经成为现代尖端科学技术、 军工生产和各工业领域所不能缺少的新 型塑料之一。
2，聚四氟乙烯薄膜绕包 聚四氟乙烯薄膜绕包是聚四氟乙烯绝缘 电线电缆又一种绝缘结构加工形式。 绕包聚四氟乙烯薄膜绕包绝缘，其加工 工艺流程为： 聚四氟乙烯薄膜切条→薄膜绕包→绕 包薄膜烧结→火花耐电压→成品捡验
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
绕包采用的聚四氟乙烯是悬浮聚合树脂经 过模压烧结成毛坯，通过车削辊压而成。经过 辊压的 0.5 毫米厚度以下的称为定向薄膜，定 向度在 2.5 以上；未经过辊压的为不定向薄膜； 定向度在1.1～2.1之间的为半定向或部分定向 薄膜。 定向度就是薄膜加热后的收缩性。薄膜有定 向度即收缩性，才能在烧结时利用熔融时的收 缩压力达到绕包绝缘层间的紧密结合。
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
• 对绝缘厚度较薄的绝缘安装线，采用定 向度为 1.65 ～ 2.05 的 F4 薄膜绕包；绕包 薄膜一般都较薄和窄，为使绕包时薄膜 有一定的机械强度和烧结时易烧牢，故 取较大的定向度。但是，过高的薄膜定 向度，机械强度是提高了，可薄膜不容 易烧牢。用提高烧结温度的方法则往往 会造成聚四氟乙烯的分解，从安全角度 考虑，这是必须避免的。
二，聚四氟乙烯
• 综合考虑，聚四氟乙烯仍不失为电线电缆的一 种耐热绝缘材料。 • 采用聚四氟乙烯绝缘的电线电缆，可以应用于： 航空、航天技术中的耐高温安装线； 高频耐高温电缆，电视和雷达无线电通信装 置中的耐高温射频同轴电缆； 高温控制电缆，如石油勘探用电缆； 医用综合电缆，如 B 超电缆、超声探测电缆； 高温加热电缆。
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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的特性： • 由于聚四氟乙烯的C－F键的键能可达 107kcal/moi ， C － F 键不易断裂， C － F 键键能高，断开它需要很大的能量，它 不可能发生聚乙烯那样的链转移，因而 具有高度的热稳定性。聚四氟乙烯完全 没有支链，是典型的直链状线形热塑性 高分子化合物。
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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的特性：
• 整个聚四氟乙烯大分子呈螺旋状结构，外层氟原子紧 紧地将C－C主链包住，如条坚硬的长棒； • 聚四氟乙烯分子结构高度对称，因此很容易结晶，结 晶相含量可达 55 ～75％。聚四氟乙烯是完全对称线型 结晶性高分子化合物，当加热聚四氟乙烯到 327℃时 （结晶相的熔融温度），结晶相全部转化为无定形相， 当在 310 ～ 315℃时，快速冷却就能得到结晶度较小的 产品；如果缓慢冷却，则其结晶度相对较大，结晶度 可达63～85％；
二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的缺点。 • 聚四氟乙烯冷流性严重，聚四氟乙 烯在负荷的长期作用下，尺寸不稳 定，而且这种变形是不可逆。即在 连续负荷下会发生塑性变形，因而 制成品尺寸不稳定，特别是不能制 造外形复杂的产品；
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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的缺点。 • 聚四氟乙烯导热性差，它因温度变 化引起的膨胀和收缩要比一般塑料 大，如在加工工艺中烧结温度和冷 却速度控制不好，使得膨胀和收缩 不一致，会造成绝缘应力开裂；
二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的特性： • 对于浓酸、浓碱或强氧化剂，聚四氟乙 烯塑料即使在高温下也不会发生作用， 其耐腐蚀性能甚至超过贵重金属。除某 些卤化胺或芳香族碳氢化合物会使它有 轻微膨胀外，酮类、醚类和醇类等有机 溶剂均对其不起作用。只有在高温、高 压下，熔融状的碱金属、三氟化氢及元 素氟等才能对其起作用。
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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯（F4） • 聚四氟乙烯是由单体四氟乙烯CF2＝CF2经 游离基反应悬浮聚合而成，其平均分子 量约为15～50万,分子结构如下： F F ——C——C—— F F
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二பைடு நூலகம்聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯有悬浮聚合和分散聚合两种聚合工 艺。 • 聚合的方式不同，所得到的树脂颗粒大小、性 能也不同，相应的成形的加工工艺也有所不同。 • 悬浮聚合所得树脂颗粒直径大小在 35 ～ 500 微 米范围，一般用作模压或挤压应用； • 分散聚合的树脂：一种为白色纤维状颗粒树脂， 供糊状冷挤出或软膏推挤用；另一种为分散液。
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一，前言
• 四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA） 四氟乙烯－全氟烷基共聚物（PFA），几乎 保留了F－4的各种特性，但是它的熔融温度和 一般热塑性塑料一样能熔融流动，所以可以采 用挤出加工，往往称为可熔性聚四氟乙烯，它 的使用温度： －100 〜 ＋260℃ 。 PFA可用作大电流、高温电线、高温同轴电 缆、石油勘探电缆等。目前，这种树脂价格较 高。近期，日本日立公司用PFA绝缘制成的 46AWG超细同轴电缆绝缘外径只有0.115mm。
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二，聚四氟乙烯
• 聚四氟乙烯的缺点。
• 耐电晕性差，在电晕条件下长期负荷电压时， 介电性能将降低。 • 耐辐照性能也不好，在γ 射线作用下性能降低。 当辐照剂量为5×105～5×107伦琴时，F4的抗 拉强度和拉断伸长率直线下降。F4分子中氟原 子，在长期经受电压后会游离分解，使击穿电 压显著降低；同时氟原子的屏蔽不能阻止波长 很短的γ 射线的穿透，侵袭C－C主链而分解； • 聚四氟乙烯只能成为高温的低电压的不耐幅射 21 的绝缘材料；
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三，聚四氟乙烯绝缘的加工
• 对绝缘较厚的F4绝缘射频同轴电缆，绕包用薄 膜厚度为 0.1 毫米左右，需要对电缆进行多次 或多层绕包，才能得到需要的绝缘厚度，如果 采用定向度过大的薄膜，会使绕包薄膜在烧结 时收缩剧烈，造成整个绝缘开裂；用降低烧结 温度的办法，会使薄膜层间不能融合烧牢靠。 因此，所用的薄膜须有适当定向度的要求。 • 为达到薄膜既有适当收缩，又容易烧结，对绝 缘厚度较厚的电缆的绕包薄膜定向度取为 1.1±0.05左右较好。