文档介绍：聚四***乙烯绝缘制造加工工艺
聚四***乙烯是含有***原子(F)的塑料。凡是含有***原子的塑料统称为***塑料。***塑料的品种很多,目前在电线电缆工业中应用的***塑料有:聚四***乙烯(F-4)、聚全***乙丙稀(F-46)、四***乙烯和乙烯的共聚物(F-40)、三******乙烯和乙烯的共聚物(F-30)、聚三******乙烯(F-3)和聚偏二***乙烯(F-2)等。
含***塑料与其他塑料相比,具有更优异的耐高低温、耐腐蚀、耐侯性、电气绝缘性、不吸收水及低的摩擦系数等等特性,因此它已经成为现代尖端科学技术、军工生产和各工业领域所不能缺少的新型塑料之一。
含***塑料在电线电缆工业主要用于要求耐高温、耐热条件下的产品,其中尤以聚四***乙烯的使用最为突出。如制造各种耐高温的航空电线、测(油)井电缆、加热电缆、耐高温射频同轴电缆等等。
一,聚四***乙烯(F-4)
聚四***乙烯是由单体四***乙烯CF2=CF2经游离基反应悬浮聚合而成,其平均分子量约为15~50万,分子结构如下:
F F
——C——C——
F F
聚四***乙烯有悬浮聚合和分散聚合两种聚合工艺。聚合的方式不同,所得到的树脂颗粒大小、性能也不同,相应的成形的加工工艺也有所不同。悬浮聚合所得树脂颗粒直径大小在35~500微米范围,一般用作模压或挤压应用;分散聚合的树脂,一种为白色纤维状颗粒树脂,供糊状冷挤出或软膏推挤用。另一种为分散液。
从聚四***乙烯的分子结构可见聚四***乙烯的特性:
(1)由于聚四***乙烯的C-F键的键能可达107kcal/moi,C-F键不易断裂,因此它不可能发生聚乙烯那样的链转移,所以聚四***乙烯完全没有支链,是典型的直链状线形热塑性高分子化合物;
(2)整个聚四***乙烯大分子呈螺旋状结构,外层***原子紧紧地将C-C主链包住,如条坚硬的长棒;
(3)聚四***乙烯分子结构高度对称,因此很容易结晶,结晶相含量可达55~75%。聚四***乙烯是一种结晶性高分子化合物,当加热聚四***乙烯到327℃时(结晶相的熔融温度),结晶相全部转化为无定形相,当在310~315℃时,快速冷却就能得到结晶度较小的产品;如果缓慢冷却,则其结晶度相对较大,结晶度可达63~85%;
(4)聚四***乙烯的***原子负电性很大,因而C-F键是很强的极性键。但是由于聚四***乙烯排列对称,又没有支链,它的总偶极矩要比聚乙烯更接近于零,所以聚四***乙烯完全可以称为非极性高分子化合物。
聚四***乙烯是一种结晶性高分子化合物,它是热塑性塑料。由于聚四***乙烯中碳***键的空间排列成螺旋型,碳***键的键能较高,***的负电性很强,***原子的排斥力很大,从而使得分子键的内旋转很困难;聚四***乙烯中的***原子呈现对称性,偶极矩接近于零,使其介电常数()和介质损耗角正切值都很小。因而聚四***乙烯具有优良的介电性能、耐化学腐蚀、耐气候等等一系列的优秀性能。
对于浓酸、浓碱或强氧化剂,聚四***乙烯塑料即使在高温下也不会发生作用,其耐腐蚀性能甚至超过贵重金属。除某些卤化***或芳香族碳氢化合物会使它有轻微膨胀外,***类、醚类和醇类等有机溶剂均对其不起作用。只有在高温、高压下,熔融状的碱金属、三***化氢及元素***等才能对其起作用。
聚四***乙烯塑料不受氧气、紫外光作用,耐气候性能好。聚四***乙烯塑料,具有优良的介电性能,聚四***乙烯的介电常数ε和tgδ基本不受频率和温度变化的影响而变化。只是在低温时,聚四***乙烯的tgδ随温度变化有所变化。此外,聚四***乙烯具有不燃烧,良好的耐电弧性、不吸水。聚四***乙烯塑料可长期使用于200~250℃下,在250℃高温下,经1000小时处理后,其机械强度和介电性能均无显著变化。
聚四***乙烯塑料在低温-200℃下,塑料的脆性仍然很小,呈现高弹态具有优良的柔韧性,这是由于聚四***乙烯具有棒状分子链和螺旋型结构,即使在很低温度下,分子间仍可以滑动所致。
聚四***乙烯具有优异电气绝缘性能、耐高温和低温、足够好的机械性能和化学稳定性等优良性能,是良好的电线电缆绝缘材料。
聚四***乙烯虽然具有上述的一系列优点,但是作为电线电缆绝缘材料的聚四***乙烯也存在以下的缺点。
(1)聚四***乙烯虽是一种热塑性塑料,但是在高温时粘度很大,与其它热塑性塑料相比成形困难,聚四***乙烯不能采用一般热塑性塑料的挤出成形的加工方法。一般性热塑性塑料的加工都是在粘流温度以上,即在无定形相进入塑性态后才能进行,而聚四***乙烯当加热到327
℃时(结晶相的熔融温度),晶相消失而形成的熔融液体的粘度在1012~,仍然处在无定形的高弹态。加热到380℃时,,然而到390℃时已经开始分解,到415℃时则急剧分解。这就是说,直到分解开始前聚四***乙烯都没有达到无定形相的粘流温度,所以它不能用塑料粒子成形方法来制造成品,只能先在室温进行干压成形,然后再在高温下进行热处理烧结,