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根據(jù)加工需要,F(xiàn)-46可分為粒料、分散液和漆料三種。其中,粒料按其熔融指數(shù)的不同,可供模壓、擠出和注射成型用;分散液供浸漬燒結用;漆料供噴涂等用。
F-46樹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,F(xiàn)-46樹脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周圍完全被氟原子包圍著,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期應力下的溫度范圍上限來看,無很大影響,F(xiàn)-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樹脂具有相當確定的熔點,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樹脂的六氟丙烯的含量,通常在14%-25%(質(zhì)量分數(shù))左右。
物理性能
F-46樹脂的分子量測定,當前尚無可行的方法。但它在380℃時的熔融粘度要比聚四氟乙烯低,為103-104Pa.s??梢奆-46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
F-46的熔點隨共聚體的組分不同而有一定的差異,共聚體中六氟丙烯的含量的增加時,熔點變低。按差熱分析法所測得的結果,國產(chǎn)F-46樹脂的熔點大多在250-270℃之間,比聚四氟乙烯低。
F-46樹脂是一種結晶性高聚物,結晶度比聚四氟乙烯低一些,當F-46熔體緩慢冷卻到晶體熔點以下溫度時,大分子重行結晶,結晶度在50%-60%之間;當熔體以淬火方式迅速冷卻時,結晶度較小,在40%-50%之間。F-46的晶體結構形態(tài),均為球晶結構,并隨樹脂和加工成型溫度及熱處理方式的不同而有一定的差異。
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(shù)也比聚四氟乙烯略大。常溫下,F(xiàn)-46具有較好的耐蠕變性能;但當溫度100℃時,耐蠕變性能反而不及聚四氟乙烯。
F-46樹脂在加工中有兩個特征,即具有熔融破裂的傾向和熔融狀態(tài)時有特高的可拉伸性。為了在電線電纜生產(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,擴大模子的開口,以減慢聚合物在模口的流速,使之在低于臨界剪切速率的適中擠出速度下擠出樹脂,并提高生產(chǎn)率;第二,在不致使樹脂分解的前提下,盡可能提高熔融樹脂的溫度,以降低樹脂粘度,從而提高其臨界剪切速率。
工藝要點
1)供料:F-46擠出前,先在120℃下預烘3h左右為宜。
2)導電線芯預熱:為擠出的F-46絕緣層內(nèi)外溫度均一,導電線芯應預熱至300-350℃。
3)擠出機的溫度分布:擠出機一般以280℃(進料口)至380℃(機頭)直線上升的溫度分布為好;機頭溫度波動范圍不大于±5℃,并應在不致使樹脂分解的前提下,盡量提高機頭溫度,以降低樹脂的熔融粘度。擠出機機身(自進料口至機頭)、機頭、模套的參考溫度如下:
機身段 280-310℃第二段 315-330℃
第三段340-360℃ 第四段360-380℃
機頭 380℃模套 380-410℃
4)模套的拉伸比:宜選擇在50-200范圍內(nèi)。
5)螺桿的轉(zhuǎn)速:協(xié)同溫度將螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)好后,在F-46樹脂擠出加工過程中不要變動頻繁,如有必要可稍加調(diào)整。螺桿轉(zhuǎn)速應隨導電線芯截面的大小而有所不同,一般可取5-15r/min。
6)模具模口保溫:保溫區(qū)應布滿整個拉伸區(qū),保溫溫度在350-380℃,以避免F-46的錐體至成型之前,由于表面驟冷而形成應力,從而導致絕緣開裂。
7)絕緣電線冷卻:從擠出機擠出后的電線采用水冷。模口與水槽距離以較近為宜,建議不大于20cm。
8)設置濾網(wǎng)。為改善F-46樹脂的塑化和混合質(zhì)量,增加反壓力,擠出機螺桿端部應加2-3層濾網(wǎng)為宜。
9)每批F-46材料應力求以佳情況擠出,塑化良好,錐體透亮,無氣泡,表面光滑,錐體與模套間無“眼屎”。每批料要做好工藝記錄,以便積累資料和工藝數(shù)據(jù),有利于質(zhì)量分析。
F-46絕緣電線在樹脂質(zhì)量不佳和擠出工藝不當時,絕緣層會發(fā)生開裂現(xiàn)象,其主要原因是:
(a)絕緣層有內(nèi)應力。生產(chǎn)內(nèi)應力的原因很多,例如加工過程中樹脂組成不均所引起的塑化不良和加工工藝不當?shù)取?br />
(b)絕緣中大球晶、片晶交界面聯(lián)系分子鏈少,或球晶過大、脆弱
(c)不穩(wěn)定基團產(chǎn)生的大分子的斷鏈
(d)樹脂分子量過小或分布過寬,使材料承受強度降低。
(e)六氟丙烯含量過低,組成分布不均勻。
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