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            氟塑料在線纜行業應用介紹

            發布時間:2020/5/11

            目前在電線電纜生產中,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,當然一般按照市場價格來區分的話,站在氟塑料頂端的就是PTFE,其次就是PFA,再就是FEP,目前應用***廣市場量級***大的當屬FEP,當然也有部分廠商選擇溫度等級稍低的PVDF/ETFE用于相關線纜上面,我們線纜行業將這些都統稱為鐵氟龍材質或者說FEP材質,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、地質探測電纜加熱電纜、F級和H級電機引接線、耐輻照電線、電磁線、射頻同軸電纜等,這樣說吧,凡分子結構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制得,隨著高分子技術的不斷發展,氟塑料品種正在逐步增多,應用范圍日益擴大,由于氟塑料分子結構中含有氟原子,所以具有許多優異的性能,如優良的電絕緣性能、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、機電、冶金、石油化工等工業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應用開始風生水起?



            氟塑料在各行各業中的終端應用場景


            為什么我們要用氟塑料?


            氟塑料的性能特點: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。氟塑料的優異性能是由碳原子與氟原子間的高結合能實現。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等品種由于側基的影響,軟化點低子PTFE,其他性能也有所變化.


            1.熱性能 氟塑料具有難燃性和優異的耐熱性。PTFE和PFA的連續使用溫度可達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晶度變化,在制造設備襯里時尤須注意.


            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、頻率區間變化都很小、相對介電常數穩定、介電損耗很低,電絕緣性優異。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.機械性能 氟塑料分子中含氫、氯原子增加則其拉伸強度也有所提高,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,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膹秃峡椢锖推渌b備.


            氟塑料家族科普


            1972年,美國杜邦公司開發了四氟乙烯(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)都相繼開發了自己的PFA產品,并在市場上占有一定份額,目前國內的氟塑料以巨化股份,三愛富等為主導的廠商占據一定的線纜氟塑料的市場份額,現在大部分朋友都知道PTFE,Teflon是杜邦(現在為科慕)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:




            氟塑料在線纜行業的應用場景



            由于氟塑料的的眾多優點,目前線纜行業的應用場景非常之多


            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等高速線纜應用上


            耐環境:能耐各種惡劣環境,例如高低溫、各種氣候條件、耐輻照等。


            高阻燃:***低的阻燃標準都是VW-1


            耐老化:相比常規線纜使用的PVC和PE類材質,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、廣泛的應用領域之一,正是因為含氟塑料不同方面、不同程度上滿足了上述要求.


            高頻數據傳輸電線電纜


            氟塑料不僅電絕緣性突出,而且在較寬的使用溫度區間及頻率范圍內,具有低介電常數并有特別低的損耗因子,介電強度、介電常數(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;幾乎對所有化學品和溶劑呈惰性,甚至在高溫和壓力下也能保持它們的優異性能,特別適用于需要低衰減的數據傳輸電纜,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,有利于提高傳輸信號的質量,采用氟塑料做絕緣層,也做外護套.


            汽車行業關鍵部位的連接線


            氟塑料另外一個重要用途是:在苛刻環境下用做連接線,*高使用溫度為250℃,氟塑料絕緣電纜可通過UL標準80℃耐油試驗,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;汽油油面傳感器;制動磨擦傳感器等.


            建筑行業的網絡布線


            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事認識的加強,各領域對電纜防火的要求也越來越高,加上受設空間的限制,要求電線電纜線徑要小、載流量要大,氟塑料的高熱穩定性、高阻燃性、低損耗已經成為人們關注的熱點,采用氟烯塑料絕緣用于特殊場合的連結線,可滿足上述要求,目前在部分歐洲國家強制要求布線必須使用氟塑料材質的網絡線.


            石油行業的鉆井線纜


            由于需要注入的蒸汽溫度高達300℃,壓力也可達到20MPa,油井內部常年處于一種高溫高壓的環境,因此對于工作在這種高溫高壓環境的電纜來說,如何克服嚴苛的環境,把井下測井數據傳輸到井上就成為一個重要的問題,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,耐壓性能同樣優秀,因此在石油行業也有越來越廣泛的應用,氟塑料搭配BASF的TPU護套是目前此類線纜的標配.


            電力行業特殊線纜


            電力行業的電線電纜應用環境非常復雜,高溫(定子、轉子、空冷器入口)、浸泡液體(油槽、油管路、水管路及變壓器)、容易遭到機械損壞(機坑、風洞),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境,是適合的使用電纜,電力行業耐高溫電纜.


            航天航空線纜


            電線電纜是將電源與用電設備及用電設備相互之間連接起來形成飛機電網絡的材料,隨著航空工業的日益發展和對飛機性能的提高以及機載設備的更新,飛機傳送的信息量逐漸增加,在整個飛機系統中起著“神經”、“血管”作用的傳輸線,對其性能的要求也越來越高,尤其是飛機內部環境復雜,電線電纜的應用除了考慮其電氣性能、機械性能和化學性能外,還應綜合考慮電網絡匹配關系、抗干擾能力、載流量大小、使用環境、機械強度、電纜保護等因素,氟塑料電纜具有輕量化,抗干擾,以及優異的物理化學性能,在航天航空中正在發揮越來越重要的作用.


            其它行業


            在其它方面,氟塑料絕緣電線電纜主要用于:測試儀器配線,家用電器加熱導線;化工設備用電探測用的自控電纜;鹵素燈泡固定架引接線;熱電偶電線;特殊油井鉆井設備數據記錄電纜等,工程機械電纜等地方,應用領域也在不斷擴大.


            含氟塑料線纜的發展:


            復合薄膜繞包線一類:PFA/PTFE,FEP/PTFE,FEP/P1復合薄膜繞包線,廣泛用于航空工業.


            輻照關聯 ETFE通過輻照交聯,增加了強度,抗輻照性,且使使用溫度達到200℃,由于其質輕、強度大、耐輻照,在核工業、航空航天業及輻射照環境中得到了廣泛應用.


            微孔PTFE薄膜繞包線、同軸電纜 微孔PTFE推擠同軸電纜發泡FEP、PFA同軸電纜 廣泛使用于各類低損耗電纜,相控程雷達中的穩相電纜,預警機用電線等.



            目前應用比較多的氟塑料線纜為:RG178;RG179;RG316等


            氟塑料的春天來了?


            當前全球各個國家都把發展5G技術設為戰略發展目標,“人工智能”、“虛擬現實”等在5G的加持下,運算和數據傳輸速率都會大大提升,隨著通訊技術發展的,是半導體行業的迅猛發展,化工領域的新興學科——電子化學品也應運而生,含氟特氣就是其中的一類除了作為原料用,氟塑料制品在半導體行業的作用也是不可替代的,比如前段時間科慕宣布大幅擴產的PFA等都值得關注,按計劃,我國2020年將正式啟動5G手機的商業用途,2019年,我國將在若干個城市發放5G臨時牌照,使大規模的組網能夠在部分城市和熱點地區率先實現,同時加快推進終端的產業化進程和網絡建設,用于5G手機射頻同軸線纜的連接線纜被稱為5G手機射頻連接線,簡稱RF連接線,作為一種信號傳輸線連接起到傳輸的橋梁作用,產品更新隨著5G的發展逐漸變快,5G手機是終端使用的產品,射頻連接線是前期通訊基礎建設要用到的產品,5G手機和射頻連接線的特殊關系,就像車子和馬路的關系,只有把通訊基礎建設這條路鋪好,才能進入5G手機及物聯網的運用,5G射頻線纜將帶動氟塑料的春天,拭目以待.


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