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F-46樹脂和聚四氟乙丙烯一樣,也是完全氟化的結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)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(cè)鏈。這種結(jié)構(gòu)上的差別對(duì)于材料在長(zhǎng)期應(yīng)力下的溫度范圍上限來(lái)看,無(wú)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(jié)構(gòu)上的差別,卻使F-46樹脂具有相當(dāng)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。
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(shù)從深冷到高工作溫度,從50Hz到1010Hz頻的廣闊范圍內(nèi)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(dāng)厚度大于1mm時(shí),擊穿場(chǎng)強(qiáng)在30kV/mm以上,但不隨溫度的變化而變化。
F-46與聚四氟乙烯相比,硬度及抗拉強(qiáng)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(dāng)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。可采用通常的擠出法包覆電線電纜的絕緣層。為了正確設(shè)計(jì)擠出機(jī)和模具,控制和掌握F-46樹脂的加工條件,應(yīng)了解F-46的流變性能。F-46在390℃溫度下剪切應(yīng)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(shù)值,就會(huì)引起塑料流動(dòng)的下均勻,結(jié)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(yán)重。
工藝要點(diǎn)
1)供料:F-46擠出前,先在120℃下預(yù)烘3h左右為宜。
2)導(dǎo)電線芯預(yù)熱:為擠出的F-46絕緣層內(nèi)外溫度均一,導(dǎo)電線芯應(yīng)預(yù)熱至300-350℃。
3)擠出機(jī)的溫度分布:擠出機(jī)一般以280℃(進(jìn)料口)至380℃(機(jī)頭)直線上升的溫度分布為好;機(jī)頭溫度波動(dòng)范圍不大于±5℃,并應(yīng)在不致使樹脂分解的前提下,盡量提高機(jī)頭溫度,以降低樹脂的熔融粘度。擠出機(jī)機(jī)身(自進(jìn)料口至機(jī)頭)、機(jī)頭、模套的參考溫度如下:
機(jī)身段 280-310℃第二段 315-330℃
第三段340-360℃ 第四段360-380℃
機(jī)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(guò)程中不要變動(dòng)頻繁,如有必要可稍加調(diào)整。螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)隨導(dǎo)電線芯截面的大小而有所不同,一般可取5-15r/min。
6)模具??诒兀罕貐^(qū)應(yīng)布滿整個(gè)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(yīng)力,從而導(dǎo)致絕緣開裂。
7)絕緣電線冷卻:從擠出機(jī)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(shè)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(jī)螺桿端部應(yīng)加2-3層濾網(wǎng)為宜。
9)每批F-46材料應(yīng)力求以佳情況擠出,塑化良好,錐體透亮,無(wú)氣泡,表面光滑,錐體與模套間無(wú)“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。
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