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F-46樹脂既具有與聚四氟乙烯相似的特性,又具有熱塑性塑料的良好加工性能。因而它彌補(bǔ)了聚四氟乙烯加工困難的不足,使其成為代替聚四氟乙烯的材料,在電線電纜生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于高溫高頻下使用的電子設(shè)備傳輸電線、電子計算機(jī)內(nèi)部的連接線、航空宇宙用電線及其特種用途安裝線、油泵電纜和潛油電機(jī)繞組線的絕緣層。
物理性能
F-46樹脂的分子量測定,當(dāng)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。可見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,熔點(diǎn)變低。按差熱分析法所測得的結(jié)果,國產(chǎn)F-46樹脂的熔點(diǎn)大多在250-270℃之間,比聚四氟乙烯低。
F-46樹脂是一種結(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,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,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),并隨樹脂和加工成型溫度及熱處理方式的不同而有一定的差異。
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的擊穿場隨厚度的減少而提高,當(dāng)厚度大于1mm時,擊穿場強(qiáng)在30kV/mm以上,但不隨溫度的變化而變化。
F-46樹脂的耐熱性能僅次于聚四氟乙烯,能在-85-+200℃的溫度范圍內(nèi)連續(xù)使用。即使在-200℃和+260℃的極限情況下,其性能也不惡化,可以短時間使用。
F-46樹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)以上溫度時也會分解,因此300℃以上進(jìn)行加工時也注意適當(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)流過規(guī)定孔徑的克數(shù),因此,可用熔融指數(shù)的增加來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絕緣電線相比較的壽命曲線。
F-46具有較好的加工工藝性能??刹捎猛ǔ5臄D出法包覆電線電纜的絕緣層。為了正確設(shè)計擠出機(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,如果剪切速率超過此數(shù)值,就會引起塑料流動的下均勻,結(jié)果使制品表面粗糙,無光澤和起層。F-46的臨界剪切速率值與聚乙烯,尼龍相比相差懸殊,因而熔融破裂問題尤為嚴(yán)重。
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(kuò)大模子的開口,以減慢聚合物在??诘牧魉伲怪诘陀谂R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。
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樹脂的充分塑化,螺桿的均化區(qū)長度,通常占螺桿全長的25%左右;螺桿呈圓錐形,以防止樹脂的停滯和分解。
螺桿的主要技術(shù)參數(shù)如下:
長徑比L/D 20 螺距1D
加料區(qū)長度 15.5D 壓縮區(qū)長度0.5D
均化區(qū)長度難關(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
F-46絕緣電線在樹脂質(zhì)量不佳和擠出工藝不當(dāng)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(yīng)力。生產(chǎn)內(nèi)應(yīng)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(dāng)?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(tuán)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(qiáng)度降低。
(e)六氟丙烯含量過低,組成分布不均勻。
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