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氟塑料電纜<百科>

發(fā)布時間:2024-08-16 11:51:01 人氣:386

氟塑料電纜簡介

氟塑料電纜用來專指以氟塑料為外套的電線電纜。氟塑料電纜具有優(yōu)良的耐候性、耐熱性,摩擦系數(shù)較小,化學性能穩(wěn)定,具有較好的電絕緣性能。因此氟塑料電纜在石油、冶金、化工、電力、航天等環(huán)境惡劣的行業(yè)有著重要用途。在電線電纜的生產(chǎn)中,常用的氟塑料有聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物等,用以制造各種耐熱、耐高溫絕緣電線、測(油)井電纜、地質(zhì)探測電纜、加熱電纜,F(xiàn)級和H級電機引接線,耐輻照電線,電磁線,射頻同軸電纜,煤礦用阻燃電纜的A型電纜等。

種類

氟塑料電纜可以制成實芯和絕緣兩種形式,其中物理發(fā)泡氟塑料電纜在國外已有生產(chǎn)和使用,在國內(nèi)尚在研制過程中,平時我們所說的氟塑料電纜通常指實芯氟塑料電纜。

三種常見形式:單芯電纜、同軸電纜、多芯電纜。

1.單芯電纜

或者稱作高溫電線,其結(jié)構(gòu)是內(nèi)導體為單根或多股銅線(鍍錫銅線),導體外徑0.4~2.0MM,絕緣為氟塑料,絕緣層厚度在0.3~0.5MM,常用作航空導線、電子和電氣設(shè)備布線以及特殊場合的照明線。

2.同軸電纜

內(nèi)導體為單根或多股銅引(鍍錫銅銀銅線),直徑為1.25~1.6MM,有三種絕緣形式:A、氟塑料絕緣,厚度為0.5~0.7MM,B、氟塑料發(fā)泡絕緣,厚度為2.5~3.0MM,C、氟塑料與聚乙烯組合絕緣,即內(nèi)層用氟塑料絕緣,外層用聚乙烯絕緣,其中氟塑料的厚度為0.04~0.07MM。這類電纜常用作射頻電纜和電子設(shè)備的連接線。

3.多芯電纜

將單芯電線或同軸電纜絞合在一起,便于為多芯電纜。其中有對絞的,也有非對絞的,分別用作工業(yè)計算機控制和自動化儀表儀器控制,對于特殊場合的五類、超五類電纜,數(shù)據(jù)傳輸、音頻視頻傳輸?shù)?,也采用這種氟塑料電纜。

特性

氟塑料擁有高度的化學穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性能,耐火、耐高溫、阻燃等特性,因此在電線電纜行業(yè)有著廣泛的應用,特種電纜如:耐高溫電纜、阻燃電纜、耐腐蝕電纜等大都采用氟塑料做為護套外層。氟塑料電線電纜擁有的特性如下:

1.阻燃:氟塑料的氧指數(shù)高,燃燒時火焰擴散范圍小,產(chǎn)生的煙霧量少。用其制作的電纜適合對阻燃性要求嚴格的地方,例如計算機網(wǎng)絡(luò)、地鐵、車輛、高層建筑等公共場合,一旦發(fā)生火災,人們可以有一定的時間疏離,而不被濃煙熏倒,爭取到寶貴的救援時間。

2.電氣性能優(yōu)異:相對于聚乙烯而言,氟塑料的介電常數(shù)更低,因此,與同結(jié)構(gòu)的同軸電纜相比較,氟塑料電纜的衰減更小,更適合于高頻信號傳輸,當今電纜的使用頻率越來越高已經(jīng)成為潮流,同時又由于氟塑料能耐高溫,所以常用作傳輸通信設(shè)備的內(nèi)部接線、無線發(fā)射饋線與發(fā)射機之間的跳線和視頻音頻線。此外,氟塑料電纜的介電強度、絕緣電阻好,適合作重要儀表儀器的控制電纜。

3.耐高溫:氟塑料有著超乎尋常的熱穩(wěn)定性,使得氟塑料電纜能適應150~200度的高溫環(huán)境,而常見的聚乙烯、聚氯乙烯電纜只適用于70~90度的工作環(huán)境。另外,在同等截面導體的條件下,氟塑料電纜可以傳輸更大的許用電流,這就大大提高了電纜的使用范圍,由于這種獨特的性能,氟塑料電纜常用于飛機、艦艇、高溫爐以及電子設(shè)備的內(nèi)部布線、引接線等。

4.機械化學性能完美:氟塑料的化學鍵能高,具有高度的穩(wěn)定性,幾乎不受溫度變化的影響,有著優(yōu)良的耐氣候老化性能和機械強度;而且不受各種酸、堿和有機溶劑物影響,因此適用于環(huán)境氣候變化大、有腐蝕性場合,如石化、煉油、油井儀器控制等。

5.利于焊接連線:在電子儀器中,有不少接線是采用焊接方法進行連接,由于一般塑料的熔融溫度低,在高溫時容易融化,需要熟練的焊接技術(shù),而有些焊點必須要有一定的焊接時間,這也成為氟塑料電纜受到歡迎的原因,如通信設(shè)備和電子儀器的內(nèi)部接線。

6.氟塑料原料的價格高、電纜生產(chǎn)難度大:生產(chǎn)成本高,銷售價格自然也高,這也限制了產(chǎn)品的應用,然而,也正因為如此,使得競爭廠家少,需要使用氟塑料電纜的客戶也就不會過于的計較價格因素了。

擠出工藝

由于氟塑料原料價格較高,電纜生產(chǎn)擠出工藝難度大,在生產(chǎn)過程中材料擠出時會有有毒氣體排出,所以氟塑料電纜的生產(chǎn)成本高,其市場銷售價格也較高。以下為氟塑料電纜擠出工藝的幾個注意點:

1.擠出方式的選擇

含氟塑料熔體的熔融粘度極大,在熱塑性氟塑料的加工過程中,不宜采用壓力式擠出,依據(jù)熔體有足夠的強度且允許拉伸,故可采用套管式模具擠出方式生產(chǎn)氟塑料電線電纜。

2.擠出模具

套管式模具擠出時,模具是熱塑性氟塑料擠出工序中最關(guān)鍵的影響因素,不合適的模具可能會造成松套、熔體斷裂、表面波紋、外徑波動大等問題出現(xiàn),嚴重時可能無法擠出成型。在實際生產(chǎn)中,控制合理的拉伸系數(shù)以確保絕緣與導體間的粘結(jié)力就顯得尤為重要。拉伸平衡DRB值不應小于1.0,否則會出現(xiàn)絕緣松套現(xiàn)象,尤其是單線擠出時,其值應調(diào)到1.05~1.15之間,但DRB值不能大于1.2,否則會在擠出速度較快時出現(xiàn)熔融椎體破裂,影響產(chǎn)品質(zhì)量。一般情況下,熱塑性氟塑料擠出模具的承線長度不超過15mm比較合適。對于加工線徑較大,拉伸比DDR在5~10之間的情況下,需將擠出模具的承線長度提高到12mm左右,以便加大模具內(nèi)熔融樹脂的壓力和減小擠出外徑的波動,達到穩(wěn)定擠出的目的。

3.擠出溫度

擠出熱塑性氟塑料時,其溫度的設(shè)定與所擠出的線徑和速度成正比關(guān)系,線徑越大,擠出機螺桿轉(zhuǎn)速越高,那么設(shè)定的溫度也越高。在擠出過程中,通過觀察氟塑料熔融椎體的狀態(tài)判斷溫度是否得當。若溫度過低,則會導致絕緣應內(nèi)應力的存在而開裂;受熱過度則會導致氟塑料局部發(fā)生分解,造成電纜絕緣或護套表面存在氣泡,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時,線芯進入機頭前應經(jīng)過預熱,在模具和熔融椎體外增加保溫加熱罩,避免溫度變化導致熔融椎體粘度變化,而影響擠出速度及產(chǎn)品質(zhì)量。

4.冷卻控制

氟塑料是一種結(jié)晶型有機高分子材料,所以不宜采用定型冷卻驟冷方式,由于氟塑料的擠出溫度較高,所以冷卻介質(zhì)的溫度應達到材料晶核生長速度和晶粒生長速度的最佳比例。擠出后的絕緣或護套應采用分段冷卻方式進行冷卻,即水槽水溫從高到低進行設(shè)置,避免急速冷卻造成松套或在擠出物中形成內(nèi)應力。

應用行業(yè)

數(shù)據(jù)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;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,也做外護套。

汽車工業(yè)

PTFE聚四氟乙烯塑料另外一個重要用途是: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標準80℃耐油試驗,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?;制動磨擦傳感器等?br/>

建筑行業(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事認識的加強,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,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聚四氟乙烯塑料絕緣電線電纜有待拓展的一個領(lǐng)域。

石油行業(yè)

由于需要注入的蒸汽溫度高達300℃,壓力也可達到20 MPa,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,如何克服嚴苛的環(huán)境,把井下測井數(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用。

電力行業(yè)

電力行業(yè)的電線電纜應用環(huán)境非常復雜,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(huán)境,是適合的使用電纜。電力行業(yè)耐高溫電纜。

航天航空

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)展和對飛機性能的提高以及機載設(shè)備的更新,飛機傳送的信息量逐漸增加,在整個飛機系統(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。尤其是飛機內(nèi)部環(huán)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(wǎng)絡(luò)匹配關(guān)系、抗干擾能力、載流量大小、使用環(huán)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(yōu)異的物理化學性能,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,PTFE聚四氟乙烯塑料絕緣電線電纜主要用于:家用電器加熱導線;化工設(shè)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(shè)備數(shù)據(jù)記錄電纜等。工程機械電纜等地方,應用領(lǐng)域也在不斷擴大。

氟塑料電纜已在工業(yè)自動化控制中得到越來越多的應用,在冶金、石化、電站等高溫環(huán)境,用氟塑料電纜是種很好的選擇。此外,氟塑料電纜因其阻燃且燃燒時煙量少,可以廣泛用于高層建筑、地下商場、隧道、賓館、醫(yī)院內(nèi)的一般布線。

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