ptfe膜材料在電線電纜行業(yè)中的應(yīng)用:
聚四氟乙烯簡(jiǎn)稱(chēng)f-4(tfe或ptfe),是由四氟乙烯聚合而成,是一種分子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)的無(wú)枝化線性聚合物,在已知的高分子鍵中,c-f鍵是***牢固的鍵之一,大部分主碳鏈的周?chē)急环泳o密包圍這,是c-c主鏈不受一般活潑分子的侵襲,并且在大分子的主鏈上氟原子相互對(duì)稱(chēng),所以電性中和,整個(gè)分子不帶極性,這種結(jié)構(gòu)上的特性,使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范圍及高低溫使用范圍、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及耐氣候老化性能,因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用,下面對(duì)聚四氟乙烯的性能做簡(jiǎn)要的介紹。
1、物理性能
聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物,它的晶格距離變化在19℃、29℃、327℃有轉(zhuǎn)折點(diǎn),即晶體在這個(gè)溫度上下,其體積會(huì)發(fā)生變化。19℃的轉(zhuǎn)變溫度,主要對(duì)加工聚四氟乙烯坯料極為重要,用聚四氟乙烯粉狀樹(shù)脂模壓成坯料的過(guò)程中,如果壓制坯料的溫度低于19℃,而當(dāng)制成的坯料處于19℃以上的溫度時(shí),其晶格距離會(huì)發(fā)生變化,是坯料制品變形,***終會(huì)導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開(kāi)裂,因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在19~29℃之間。327℃是聚四氟乙烯的熔點(diǎn),嚴(yán)格的說(shuō),在此溫度以上,結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失,聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o(wú)定性凝膠狀態(tài),并伴隨著體積比增大25%,這種凝膠狀態(tài)熔體粘度,在360℃時(shí)仍高達(dá)1010~1011pa·s,仍然不能流動(dòng),這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹(shù)脂常用的高溫熔融擠出的加工方式,而是采用類(lèi)似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工,由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低,熔點(diǎn)上下溫度時(shí)體積變化較大,所以在燒結(jié)過(guò)程中,在熔點(diǎn)附近加熱速率必須緩慢,以使制品內(nèi)外溫度均勻,不然會(huì)使制品內(nèi)部存在應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)_(kāi)裂。
2、電絕緣性能
在廣闊的溫度和頻率范圍內(nèi),聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能,介質(zhì)損耗角正切tga和相對(duì)介電常數(shù)er在工頻到109hz范圍內(nèi)變化很小,從室溫到300℃之間,聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小,而相對(duì)介電常數(shù)er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高,其體積電阻率pv一般大于1015ω·m,表面電阻率ps一般大于1016ω,即使長(zhǎng)期浸入水中變換也不顯著,隨溫度變會(huì)也不大。
3、熱性能
聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能,聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)有的塑料中是很高的,雖然在200℃時(shí)開(kāi)始有微量的分解物出現(xiàn),但從200℃至熔點(diǎn)(327℃)級(jí)以上溫度時(shí),其分解速度仍然非常緩慢,幾乎可以忽略不計(jì),只是在400℃才開(kāi)始發(fā)生顯著分解,在400℃每小時(shí)的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯,平均分子量有所下降,抗張強(qiáng)度降低了,在300℃下加熱一個(gè)月,其抗張強(qiáng)度下降10~20%,在260℃長(zhǎng)期加熱,抗張強(qiáng)度基本不變,因此,從熱分解的觀點(diǎn)來(lái)看,聚四氟乙烯可在300℃下短期使用,在260℃長(zhǎng)期使用。聚四氟乙烯在-200℃的極低溫度下,仍不脆硬,并具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度和柔軟性,因此,采用聚四幅乙性絕緣的電線,完全
可以在-60~260℃的環(huán)境下使用。
4、耐化學(xué)穩(wěn)定性
聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性,它不受強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕,亦不與之發(fā)生任何作用,完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過(guò)氧化氫的作用,即使在高溫下,聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性,只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。
5、力學(xué)性能
由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小,因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強(qiáng)度,在高溫下,當(dāng)溫度不超過(guò)250℃時(shí),聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不大,當(dāng)溫度超過(guò)327℃時(shí),由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài),因此其力學(xué)性能突然將低,如重新冷卻至327℃以下,聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。
6、耐濕性和耐水性
聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微,放在水中浸泡24小時(shí)后,西水性實(shí)際等于0,浸水后的絕緣電阻基本不變,是其它塑料所不及的。
7、耐氣候性
在大氣環(huán)境中,由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán),臭氧也不能與之發(fā)生作用,因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性,即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件下不加保護(hù)長(zhǎng)期使用,其性能也保持不變。
聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能,使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用,主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他環(huán)境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低,介質(zhì)損耗小,耐電強(qiáng)度高,因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料,選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜,可以承受250℃的高溫,因此可以大大提高電纜的工作溫度和傳輸容量。