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聚全氟乙丙烯FEP或者 F46,是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,六氟丙烯的含量約15%左右,是聚四氟乙烯的改性材料。
F-46樹(shù)脂既具有與聚四氟乙烯相似的特性,又具有熱塑性塑料的良好加工性能。因而它彌補了聚四氟乙烯加工困難的不足,使其成為代替聚四氟乙烯的材料,在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中廣泛應用于高溫高頻下使用的電子設備傳輸電線(xiàn)、電子計算機內部的連接線(xiàn)、航空宇宙用電線(xiàn)及其特種用途安裝線(xiàn)、油泵電纜和潛油電機繞組線(xiàn)的絕緣層。
F-46樹(shù)脂和聚四氟乙丙烯一樣,也是完全氟化的結構,不同的是聚四氟乙烯主鏈的部分氟原子被三氟甲基(-CF3)所取代,結構式如下:
由此可見(jiàn),F-46樹(shù)脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周?chē)耆环影鼑?zhù),但F-46其大分子的主鏈上有分支和側鏈。這種結構上的差別對于材料在長(cháng)期應力下的溫度范圍上限來(lái)看,無(wú)很大影響,F-46的上限溫度為200℃,而聚四氟乙烯的高使用溫度是260℃。但是,這種結構上的差別,卻使F-46樹(shù)脂具有相當確定的熔點(diǎn),并可用一般的熱塑性加工方法成型加工,使加工工藝大為簡(jiǎn)化。這是聚四氟乙烯所不具備的。這便是用六氟丙烯改性聚四氟乙烯的主要目的。
F-46中六氟丙烯的含量對共聚體的性能是有一定的影響。當前生產(chǎn)的F-46樹(shù)脂的六氟丙烯的含量,通常在14%-25%(質(zhì)量分數)左右。
電絕緣性能
F-46的電絕緣性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介電系數從深冷到高工作溫度,從50Hz到1010Hz頻的廣闊范圍內幾乎不變,并且很低,僅2.1左右。介質(zhì)損耗角正切隨頻率的變化則有些變化,但隨溫度變化不大。
F-46樹(shù)脂的體積電阻率很高,一般大于1015Ω·m,且隨溫度變化甚微,也不受水和潮氣的影響。耐電弧大于165s。
F-46的擊穿場(chǎng)隨厚度的減少而提高,當厚度大于1mm時(shí),擊穿場(chǎng)強在30kV/mm以上,但不隨溫度的變化而變化。
F-46樹(shù)脂的耐熱性能僅次于聚四氟乙烯,能在-85-+200℃的溫度范圍內連續使用。即使在-200℃和+260℃的極限情況下,其性能也不惡化,可以短時(shí)間使用。
F-46與聚四氟乙烯相比,硬度及抗拉強度略有提高,摩擦系數也比聚四氟乙烯略大。常溫下,F-46具有較好的耐蠕變性能;但當溫度100℃時(shí),耐蠕變性能反而不及聚四氟乙烯。
F-46具有較好的加工工藝性能??刹捎猛ǔ5臄D出法包覆電線(xiàn)電纜的絕緣層。為了正確設計擠出機和模具,控制和掌握F-46樹(shù)脂的加工條件,應了解F-46的流變性能。F-46在390℃溫度下剪切應力與剪切速率的關(guān)系。其粘度μA隨剪切速率加而下降。 F-46的臨界剪切速率,如果剪切速率超過(guò)此數值,就會(huì )引起塑料流動(dòng)的下均勻,結果使制品表面粗糙,無(wú)光澤和起層。F-46的臨界剪切速率值與聚乙烯,尼龍相比相差懸殊,因而熔融破裂問(wèn)題尤為嚴重。
F-46樹(shù)脂在加工中有兩個(gè)特征,即具有熔融破裂的傾向和熔融狀態(tài)時(shí)有特高的可拉伸性。為了在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中盡量消除或改善熔融破裂和提高生產(chǎn)率,通常采取以下措施:,采用擠管式模具,擴大模子的開(kāi)口,以減慢聚合物在??诘牧魉?,使之在低于臨界剪切速率的適中擠出速度下擠出樹(shù)脂,并提高生產(chǎn)率;第二,在不致使樹(shù)脂分解的前提下,盡可能提高熔融樹(shù)脂的溫度,以降低樹(shù)脂粘度,從而提高其臨界剪切速率。
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