氟塑线缆

含氟塑料的性能与结构：
含氟塑料的优异特性，是由其分子结构所赋予的， 以PTFE最为典型： 分子中不存在或几乎不存在极性基团，且结构严格 对称，分子的偶极距为零，因此具有优异的电性能（ε、 tgδ小，几乎不受频率而变化），低的吸水性和良好的 也潮性； 分子几乎全部由C－F键构成(C－C键除外），C－ F键键能大（见表三），不容易断键，且由于成键的F 原子半径较大，在C-C主链周围螺旋排列（19个C原子 为一节），形成对C-C键的遮蔽，保护C-C主链不易受 到攻击而断链。因此具有耐高温、耐老化、耐化学介 质、阻燃等一系列优异性能。

耐老化
使用寿命长、可靠性高。
耐介质
能耐各种严酷介质

高阻燃
小型化等
之所以含氟塑料绝缘电线电缆称为氟塑料最 重要、最广泛的应用领域之一，正是因为含氟塑 料不同方面、不同程度上满足了上述要求。
特性 ◆ 物理性能
比重 吸水率（%） 成形收缩（cm/cm） 接触角（度） ◆ 热性能 导热率（W/cm· k）， ℃/cm）
挤出工艺：

含氟塑料熔体的熔融粘度极大，不宜采用“压力式”挤出（否 则会对设备提出太苛刻的要求）；但熔体有足够的强度，允许拉伸 所以几乎都是采用“套管式”挤出来生产电线电缆，通过控制合理 的拉伸系数保证绝缘与导体间的粘结力。 “套管式”挤出中，模具的设计或生产中的“配模”，都应保 证DDR、DBR两个参数之值在挤出材料允许的合理范围之内。
一.电线电缆使用的氟塑料种类:
1. 聚四氟乙烯 Polytetra fluoroethylene） PTFE F4 2. 四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（可熔性聚四氟 乙烯 Perfluo Alkoxy Alkoxyl PFA 3. 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（聚全氟乙丙烯 Perfluoroethylene Propylene FEP F46 4. 乙烯-四氟乙烯共聚物 （Ethylene∕Tetrafluoroethylene ETFE F40 5. 辐照交联ETFE （Cross-linked ETFE XL-ETFE） 6. 聚三氟氯乙烯 （yPolychlorotrifluoroethylene PCTFE F3） 7. 乙烯-三氟氯乙烯共聚物 （Ethylene∕Chlorotrifluoroethylene ECTFE） 8. 聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride PVDF F2 ）
5.0 3.0
5.4 2.3
2.6 0.2
2.4 0.7
静摩擦系 数
0.02
0.05
0.05
0.06
0.08
0.4
◆ 电特性 D150/103H z D150/106H z D150/103H z D150/106H z D149/短时 间，3.2mm
介电常数
2.1 2.1
2.1 2.1
2.1 2.1
10Leabharlann Baidu （230℃）
最高连续使用温 度（℃）
260
260
200
150
120
150
◆ 机械性能
拉伸强度 （Mpa） D638/23℃ 20-45 27-35 19-22 40-50 31-41 39-59
延伸率（%） D638/23℃
压缩强度 （Mpa） 拉伸回弹 率（Mpa） 弯曲回弹 率（Mpa） 冲击强度 （J/m） 硬度 （shore） D695/1%变 形，25℃ D638/23℃
16
20-24
10
体积电阻 （Ω -cm）
D257
＞1018
＞1018
＞1018
＞1016
＞1016
2×1014
耐药品性 耐气候性 D2863/氧 阻燃性（%） 指数浓度 临界指数
优异 优异
优异 优异
优异 优异
优异 优异
优异 优异
优异 优异
＞95
＞95
＞95
31
＞95
43
第一部份

熔融氟树脂介绍（FEP，PFA，ETFE， XLETFE，PVDF）
氟塑料电线电缆的介绍
简介:



氟塑料是各种含氟聚合物的总称,通常是指含有氟 原子的单体自聚或其他不含氟的不饱和单体共聚而制 得的聚合物。 氟塑料的合成最早是在1934年,由德国首次合成了 PCTFE,1938年由美国合成PTFE。目前,工业化生产用的 氟树脂主要为四氟乙烯的均聚物和共聚物。 由于氟塑性料分子中的碳－碳键和形成保护壳的 碳－氟键都是化学强键(键能极高),并且对氟塑料的显 著性能起着关键作用,因此,氟塑料分子的这种微观结 构决定了氟塑料具有一些独特的、其他材料无法比拟 的宏观特性,从而使氟塑料获得十分广泛的应用。
含氟塑料电线电缆的应用：
o o
o o o o o
2、控制电线 耐高温控制电缆 航空航天用控制电缆（各种陀螺式、加速度等） 3、同轴电缆、通信、信号电缆 FEP绝缘同轴电缆 SF46F 50、75Ω 系列； PTFE绝缘同轴电缆 SFF、SFT、SFX 50、 75 Ω系列 其他绝缘同轴电缆的护套 五类线（六类、七类） 石油勘探用测井电缆（1km、2km定长）
2.6 2.6
2.3-2.7 2.3-2.7
7.72 6.43
介电损耗 因数
＜1×10-5 ＜2×10-5
1×10-5 3×10-4
6×10-5 5×10-4
8×10-4 5×10-3
（2.3-2.7） 1.9×10-2 ×10-2 0.159 1×10-2
介电击穿 强度 （MV/m）
1.9
20
20-24
线膨胀系数（1/℃） D696/23-60℃
（8.3-10.5） （5-9） ×10-5 ×10-5 （-50-+100℃）
熔点（℃）
327
10111013 （340380℃）
302-310
270
260
104-105 （300330℃）
210-212
熔融粘度（P）
104-105 （380℃）
4×10-4-10-5 （380℃）
熔融氟树脂的开发：
PTFE不能熔融挤出，必须通过薄膜绕包或糊状挤出 来生产电线电缆，需使用专门设备，设备复杂，工艺流 程长，且生产是间歇性的，生产速度也受限制。因此开 发可熔融挤出的氟塑料一直是高分子界的重大课题。 FEP是首先开发成功的可熔融挤出氟塑料。它几乎保 持了PTFE的所有优异性能，至今仍是除PTFE外使用最 为广泛、用量最大的含氟塑料。 FEP的连续使用温度为200℃，PFA的成功开发才真 正有了可在250 ℃下使用的熔融挤出氟塑料，但价格昂 贵。 ETFE、PVDF，在基本保持了PTFE的各种性能下， 以他们比重小、强度大、耐辐照三大优势在含氟塑料中 崭露头角，且在电线电缆中也获得了广泛应用。
2.10-2.14 ＜0.00 0.015-0.020 84
1.761.78 ＜0.04 0.014 82
与水平的夹角
110
C177
0.25 10×105
12×10-5 （+20+100℃）
0.25
0.24
0.20-0.22 （4.5-7.0） ×10-5
0.13 4.2×1 0-5 173175 2×103105 （210270℃）
熔融氟树脂的挤出材料：

与不同氟塑料有不同的使用温度一样，导体也需不 同的适用温度。考虑到挤出时可能产生的气体对导体 的腐蚀，氟塑料电线电缆几乎都使用镀银、镀锡、镀 镍等镀复导体。
导体类型
使用温度（℃）
150
200 250
镀锡铜线
镀银铜线、镀银铜合金线、镀银铜包钢线 镀镍铜线
电线电缆研究、生产者应根据电线电缆用户的需要， 正确选择导体和绝缘材料，既要满足客户要求，又要让 绝缘材料用得恰到好处。因此，应熟悉、掌握各种氟塑 料的特性。
不能局限于PE、PVC、普通橡胶、绝缘纸那样的几十度， 而要求达到100℃、150 ℃、200 ℃、250 ℃，甚至更高。

使用频率要高 不能只满足于工频、载频，而要求频率、频率高， 直至分米波、毫米波，甚至40G、60G。
电线电缆的发展对绝缘材料的要求:

耐环境
能耐各种恶劣环境，例 如高低温、各种气候条件、 耐辐照等。

熔融氟树脂的挤出设备：
除PVDF允许用一般挤出机挤出电线外， 其他各种氟塑料都要用高温挤出机生产电线电 缆。 熔融氟树脂用高温挤出机的要求：
• •
有足够的加热功率，确保高温（例如450 ℃ 左右）条件下树脂能够熔融挤出； 与熔体接触的部件：螺杆、螺膛、机头及其 组件、模具等，都要用高温耐腐蚀合金，如镍 基合金（包括国内的新三号钢），主要是由于 挤出过程中可能产生的HF等含氟气体具有很强 的腐蚀性。
200-450
5-6
280-400
5-6
250-330
5-6
420-460
11
80-250
9-12
300-450
13-14
392
451
343
490-784
1029-2058
784-1960
D790/23℃ D256/23℃ 悬臂梁式 硬度计 Durometer
490-588
647-686
539-637
含氟塑料线缆的发展:
1、复合薄膜绕包线一类：
PFA/PTFE，FEP/PTFE，FEP/P1复合薄膜绕包线， 广泛用于航空工业。
2、辐照关联
ETFE通过辐照交联，增加了强度，抗辐照性，且使使用 温度达到200℃。由于其质轻、强度大、耐辐照，在核工业、 航空航天业及辐射照环境中得到了广泛应用。
3、微孔PTFE薄膜绕包线、同轴电缆 微孔PTFE推挤同轴电缆 发泡FEP、PFA同轴电缆
DDR、DBR都是材料参数，DDR、DBR允许值越大， 评价为材料挤出工艺好。 不同材料，DDR、DBR不一样；同种材料，牌号不同 （MI不同），DDR、DBR也不一样。不同材料、不同牌 号的这两个参数及其允许范围，线缆研究、生产者必须 掌握。 作为其性，MI越大，DDR、DBR允许较大；绝缘挤 出的DBR、DDR比护套挤出时大。 几种常用线缆绝缘材料的DDR、DBR
PFA FEP ETFE LDPE PVC
DBR
DDR 机头、摸头推荐温 度（℃）
1~1.2
20~400
1~1.2
20~350
1~1.2
20~80 ~330
1~1.1
1.3~10 --
1~1.05
1.2~5 --
390~400 380~390
含氟塑料电线电缆的应用：

o o o o
1、安装线，包括屏蔽安装线 AF46-200，AFX-300，AF-250，AF40-150 一般分110，250，500三个电压等级，截 面积0.035~6.0mm2 用于: 电子仪器仪表连接线 飞机、卫星、导弹安装线 三防（防潮、防霉、防盐雾）安装线 计算机、机车车辆、建筑等高密度布线用线
882-1372
1274-1764
1372-1764
160 D50-D65
冲不断 D60
冲不断 D55
冲不断 D75
133-144 D80
1104 D75-D85
承载变形 （% ）
D621/100 ℃ 6.8MPa,24 h D621/25℃ 13.7MPa,2 4h
与钢对摩
5.0 7.0
2.4 2.7
广泛使用于各类低损耗电缆，相控程雷达中的稳相电缆， 预警机用电线等。
发泡（包括微孔）工艺对电线电缆发展的意义
物理发泡工艺的发展，开辟了半空气绝缘线缆生产的 新路。通过把氮气或其他惰性气体注入塑料的熔体，均 匀分散，在绝缘层中独立闭孔，形成所谓半空气介质 （半空气绝缘）。由于加入气体介电常数近似为1，使绝 缘层的等效介电常数变小，这对同轴电缆有重要意义：


ＤＤＲ=（DD2－DT2）／（db2－dc2) ＤＢＲ＝（ＤD／db）／(DT/dc)
ＤD : 模具的内径 db:包覆电线的外径 DT ：模芯的外径 dc:芯线的外径
DBR称之为（平衡）拉伸系数（拉伸度），表示外层熔体与内层熔体 受拉伸程度的比。 DDR称之为拉伸比（配模比），表示拉伸程度或允许生产速度。
ASTM实验方 法及条件
PTFE
PFA
FEP
ETFE
PCTFE
PVDF
D792 D570/24h， 1/3″t
2.132.22 ＜0.00 0.020.05
2.12-2.17 ＜0.01 0.04 115
2.12-2.17 ＜0.00 0.03-0.06 114
1.701.86 ＜0.1 0.030.04 96
表三、部分化学键键能比较
共价键 键能 单位 C-H C-I C-Br C-C1 54 66.5 C-C O-H C-F 58.6 110 107 Kcal/mol 87.3 45.5
二.电线电缆的发展对绝缘材料的要求：
随着科学技术的发展，特别是军事工业、宇航、航空、


通信等事业的发展，对电线电缆提出了更高的要求， 实际上是对导体、绝缘材料提出了更高的要求，对绝 缘材料的性能要求主要表现在： 使用温度要高