聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用

聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用
  
  
聚四氟乙烯简称
F-4(TFE或PTFE)，是由四氟乙烯聚合而成，是一种分子结构完全对称的无枝化线性聚合物，在已知的高分子键中，C-F键是最牢固的键之一，大部分主碳链的周围都被氟原子紧密包围这，是C-C主链不受一般活泼分子的侵袭，并且在大分子的主链上氟原子相互对称，所以电性中和，整个分子不带极性，这种结构上的特性，使聚四氟乙烯具有较高的频率使用范围及高低温使用范围、优异的化学稳定性、高电绝缘性以及耐气候老化性能，因此在电线电缆行业的到了广泛的应用，特别是PTFE绝缘电线下面对聚四氟乙烯的性能做简要的介绍。
 
1.物理性能
  
聚四氟乙烯是一种高结晶度的聚合物，它的晶格距离变化在19℃、29℃、327℃有转折点，即晶体在这个温度上下，其体积会发生变化。19℃的转变温度，主要对加工聚四氟乙烯坯料极为重要，用聚四氟乙烯粉状树脂模压成坯料的过程中，如果压制坯料的温度低于19℃，而当制成的坯料处于19℃以上的温度时，其晶格距离会发生变化，是坯料制品变形，最终会导致坯料制品的内部存在开裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的温度选择在19~29℃之间。327℃是聚四氟乙烯的熔点，严格的说，在此温度以上，结晶结构消失，聚四氟乙烯转变为透明的无定性凝胶状态，并伴随着体积比增大25%，这种凝胶状态熔体粘度，在360℃时仍高达1010~1011Pa·S，仍然不能流动，这种特性决定了聚四氟乙烯不能采取一般热塑性树脂常用的高温熔 
  
2 融挤出的加工方式，而是采用类似粉末冶金的加压与烧结相结合的方法加工，由于聚四氟乙烯的导热率低，熔点上下温度时体积变化较大，所以在烧结过程中，在熔点附近加热速率必须缓慢，以使制品内外温度均匀，不然会使制品内部存在应力，严重时甚至会开裂。
 
2．电绝缘性能
  
在广阔的温度和频率范围内，聚四氟乙烯具有优异的电绝缘性能，介质损耗角正切tga和相对介电常数Er在工频到109Hz范围内变化很小，从室温到300℃之间，聚四氟乙烯的介质损耗角正切tga变化很小，而相对介电常数Er随温度升高有下降。聚四氟乙烯的绝缘电阻率较高，其体积电阻率Pv一般大于1015Ω·m，表面电阻率Ps一般大于1016Ω，即使长期浸入水中变换也不显著，随温度变会也不大。
 
3．热性能
 聚四氟乙烯具有较高的耐热性和耐低温性能，聚四氟乙烯的耐热性在现有的塑料中是很高的，虽然在200℃时开始有微量的分解物出现，但从200℃至熔点（327℃）级以上温度时，其分解速度仍然非常缓慢，几乎可以忽略不计，只是在400℃才开始发生显著分解，在400℃每小时的重量损失约0.01%。经热分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，抗张强度降低了，在300℃下加热一个月，其抗张强度下降10~20%，在260℃长期加热，抗张强度基本不变，因此，从热分解的观点来看，聚四氟乙烯可在300℃下短期使用，在260℃长期使用。聚四氟乙烯在-200℃的极低温度下，仍不脆硬，并具有令人满意的机械强度和柔软性，因此，采用聚四幅乙性绝缘的电线，完全 
  
3.可以在-60~260℃的环境下使用。
 
4．耐化学稳定性
  
聚四氟乙烯具有突出的耐化学稳定性，它不受强腐蚀性的化学试剂侵蚀，亦不与之发生任何作用，完全不受王水、氢氟酸、浓硫酸、氯磺酸、热的浓硫酸、沸腾的苛性钠溶液、氯气以及过氧化氢的作用，即使在高温下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化学稳定性，只有高温下的氟元素和熔融的钾、钠等碱金属元素能与聚四氟乙烯发生作用。
 
5．力学性能
  
由于聚四氟乙烯分之之间的相互引力较小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉强度，在高温下，当温度不超过250℃时，聚四氟乙烯的力学性能变化不大，当温度超过327℃时，由于聚四氟乙烯失去结晶结构，转变为熔融状态，因此其力学性能突然将低，如重新冷却至327℃以下，聚四氟乙烯的力学性能又可复原。
 
6．耐湿性和耐水性
  聚四氟乙烯本身的透湿性和吸水性极微，放在水中浸泡24小时后，西水性实际等于0，浸水后的绝缘电阻基本不变，是其它塑料所不及的。
  
7．耐气候性
 在大气环境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基团，臭氧也不能与之发生作用，因此聚四氟乙烯PTFE绝缘电缆具有较好的耐气候性，即使在高温、高湿度或低温的气候条件下不加保护长期使用，其性能也保持不变。