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聚四氟乙烯的性能
1. 物理性能 聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物,它的螺旋狀結(jié)晶的晶格距離變化在19 、29 、327 有轉(zhuǎn)折點(diǎn),即晶體在這三個(gè)溫度上下,其比體積會(huì)發(fā)生突變。因此,19 和327 這兩個(gè)溫度的轉(zhuǎn)變點(diǎn),對聚四氟乙烯的加工工藝來說是重要的。
19 的晶體轉(zhuǎn)變溫度,主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要。用聚四氟乙烯制作薄膜或推擠電線絕緣層時(shí),都有一個(gè)將聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程。如果壓制坯料的溫度低于19 ,而當(dāng)制成坯料處于19 以上的溫度時(shí),其晶格距離就會(huì)變大,是預(yù)成形制品變形,最終導(dǎo)致燒結(jié)后的制品內(nèi)部存在開裂。
327 是聚四氟乙烯的熔點(diǎn),嚴(yán)格的說,在此溫度以上時(shí),結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失,轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定型凝膠狀態(tài),并伴隨比體積增大25%。這種凝膠狀熔體粘度,在360 時(shí)高達(dá)10 –10 ,仍然不能流動(dòng)。該特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂相同的方法(如熔融擠出),進(jìn)行成型加工,而用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工。由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率較低,熔點(diǎn)上下溫度時(shí)體積變化較大,所以在燒結(jié)過程中,在熔點(diǎn)附近加熱速率必須緩慢,以使制品內(nèi)外溫度均勻,不然會(huì)造成制品內(nèi)部存在應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)甚至開裂。
聚四氟乙烯結(jié)晶度的大小,對電線的物理和力學(xué)性能有一定的影響。通常,結(jié)晶度大,聚四氟乙烯的密度也大,物理力學(xué)性能有所提高,反之則小。所以,在加工過程中應(yīng)對聚四氟乙烯的結(jié)晶度加以控制。
聚四氟乙烯的結(jié)晶度與分子量大小和燒結(jié)后的冷卻速度有關(guān)。在相同的冷卻速率下,分子量越小,越易結(jié)晶,結(jié)晶速度越高。在分子量相同情況下,極其緩慢的冷卻速度,有助于聚四氟乙烯大分子的重結(jié)晶,因而制品的結(jié)晶度高,最高可達(dá)75%左右,如果迅速冷卻,能阻止無定型凝膠的重結(jié)晶,結(jié)晶度就小。但即使是最快的冷卻速率。其結(jié)晶度一般也在50%左右。所以冷卻速率不同,燒結(jié)后聚四氟乙烯結(jié)晶度通常在50%-70%之間,在310-315 溫度范圍內(nèi)有最大的結(jié)晶速度。
PTFE是一種堅(jiān)韌、柔軟、沒有彈性、拉伸強(qiáng)度適中的材料,低溫性好,當(dāng)溫度低至4K(-269 )時(shí),在受壓的情況下,PTFE仍然具有延展性。
2.電絕緣性能 在廣闊的溫度和頻率范圍內(nèi),聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能。由于聚四氟乙烯分子鏈中的氟原子對稱、均勻分布,不存在固有的偶極距,使介質(zhì)損耗角正切 和相對介電系數(shù) 在工頻到10 HZ范圍內(nèi)變化很小。從室溫到300 之間,聚四氟乙烯的 值實(shí)際變化很小,而 隨溫度升高有所下降。
聚四氟乙烯的絕緣電阻很高,其體積電阻率 一般大于10 ,表面電阻率 大于10 ,即使長期浸于水中變化也不顯著,隨溫度變化也不大。
聚四氟乙烯的擊穿場強(qiáng)很高,很薄的聚四氟乙烯薄膜,其擊穿場強(qiáng)可達(dá)200KV/mm,但隨厚度增大,擊穿場強(qiáng)逐漸降低,溫度變化對擊穿場強(qiáng)影響不大。
聚四氟乙烯對電弧作用極為穩(wěn)定,通常耐電弧性大于30 。這是因?yàn)楦唠妷罕砻娣烹姇r(shí),不會(huì)因炭化而引起短路,僅分解成氣體。即使在長期露天暴露,受到塵埃雨霧的污染情況下,也不影響其絕緣性。
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