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該材料不引燃,可阻止火焰的擴(kuò)散。它具有優(yōu)良的耐磨性,摩擦系數(shù)較低,從低溫到392F均可使用。該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產(chǎn)品,用作流化床和靜電涂飾的粉末,也可制成水分散液。半成品有膜、板。棒和單纖維。美國(guó)市場(chǎng)經(jīng)銷(xiāo)的FEP有DUIPont公司的 Teflon牌、Daikin公司的Neoflo牌、Hoechst Celanese公司的IHoustaflow牌。其主要的用途是用于制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)襯、滾筒的面層及各種電線(xiàn)和電纜,如飛機(jī)掛鉤線(xiàn)、增壓電纜、報(bào)警電纜、扁形電纜和油井測(cè)井電纜。FEP膜已見(jiàn)用作太陽(yáng)能收集器的薄涂層。
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。
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(jié)用;漆料供噴涂等用。
F-46樹(shù)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(jiàn),F(xiàn)-46樹(shù)脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周?chē)耆环影鼑獸-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(shù)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。
物理性能
F-46樹(shù)脂的分子量測(cè)定,當(dāng)前尚無(wú)可行的方法。但它在380℃時(shí)的熔融粘度要比聚四氟乙烯低,為103-104Pa.s??梢?jiàn)F-46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
F-46的熔點(diǎn)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(shí),熔點(diǎn)變低。按差熱分析法所測(cè)得的結(jié)果,國(guó)產(chǎn)F-46樹(shù)脂的熔點(diǎn)大多在250-270℃之間,比聚四氟乙烯低。
F-46樹(shù)脂是一種結(jié)晶性高聚物,結(jié)晶度比聚四氟乙烯低一些,當(dāng)F-46熔體緩慢冷卻到晶體熔點(diǎn)以下溫度時(shí),大分子重行結(jié)晶,結(jié)晶度在50%-60%之間;當(dāng)熔體以淬火方式迅速冷卻時(shí),結(jié)晶度較小,在40%-50%之間。F-46的晶體結(jié)構(gòu)形態(tài),均為球晶結(jié)構(gòu),并隨樹(shù)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樹(shù)脂的熱分解溫度熔點(diǎn)溫度,在400℃以上才發(fā)生顯著的熱分解,分解產(chǎn)物主要是四氟乙烯和六氟丙烯。由于F-46大分子通常帶有的等端基在熔點(diǎn)以上溫度時(shí)也會(huì)分解,因此300℃以上進(jìn)行加工時(shí)也注意適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。F-46在熔點(diǎn)溫度以下是相當(dāng)穩(wěn)定的,但在200℃高溫下機(jī)械強(qiáng)度損失較大。圖2是F-46樹(shù)脂的熔融指數(shù)在恒溫下的瞬間變化情況,熔融指數(shù)表示F-46在372℃,5000g重力下,10min內(nèi)流過(guò)規(guī)定孔徑的克數(shù),因此,可用熔融指數(shù)的增加來(lái)分析熔體粘度的減少及共聚物發(fā)生熱分解的情況。圖3是F-46與F-4絕緣電線(xiàn)相比較的壽命曲線(xiàn)。
F-46在-250℃時(shí)仍不完全硬脆,還保持有很小的伸長(zhǎng)率和一定的曲撓性,比聚四氟乙烯甚至更好些,是其他所有各類(lèi)塑料所不及的。
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樹(shù)脂在大氣中抗氧化性能非常好,耐大氣穩(wěn)定性高。F-46的耐輻照性要比聚四氟乙烯好,略遜于聚乙烯。在空氣中和室溫下,F(xiàn)-46開(kāi)始出現(xiàn)性能變化的小吸收劑量為105-106rad?既103-104Gy,故可作耐輻照材料使用。
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(shè)計(jì)擠出機(jī)和模具,控制和掌握F-46樹(shù)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。
主要參數(shù)
F-46的擠出機(jī),一般采用單頭全螺紋、等距、突變壓縮型螺桿。為F-46樹(shù)脂的充分塑化,螺桿的均化區(qū)長(zhǎng)度,通常占螺桿全長(zhǎng)的25%左右;螺桿呈圓錐形,以防止樹(shù)脂的停滯和分解。
螺桿的主要技術(shù)參數(shù)如下:
長(zhǎng)徑比L/D 20 螺距1D
加料區(qū)長(zhǎng)度 15.5D 壓縮區(qū)長(zhǎng)度0.5D
均化區(qū)長(zhǎng)度難關(guān) 4D 螺紋寬帶0.1D
加料區(qū)螺紋槽深 ?h1 1/6D
均化區(qū)螺紋槽深?h2 1/18D
壓縮比 ?h1/h2 3
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