F46电缆料的挤出温度和特性

F46电缆料的挤出温度和特性

F46：FEP（F46）为聚全氟乙丙烯，是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。六氟丙烯的含量约１５％左右，是聚四氟乙烯的改性材料。耐腐蚀性与PTFE相当，；

Ｆ４６树脂既具有与聚四氟乙丙烯相似的特性，又具有热塑性塑料的良好加工性能。因而它弥补了聚四氟乙丙烯加工困难的不足，使其成为代替聚四氟乙丙烯的材料，在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输电线、电子计算机内部的连接线、航空宇宙用电线及其特种用途安装线、油泵电缆和潜油电机绕组线的绝缘层。

Ｆ４６树脂既具有与聚四氟乙丙烯相似的特性，又具有热塑性塑料的良好加工性能。因而它弥补了聚四氟乙丙烯加工困难的不足，使其成为代替聚四氟乙丙烯的材料，在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输电线、电子计算机内部的连接线、航空宇宙用电线及其特种用途安装线、油泵电缆和潜油电机绕组线的绝缘层。

根据加工需要，Ｆ４６粒料按其熔融指数的不同，可供模压、挤出和注射成型用。

１ 聚全氟乙丙烯的结构特点

Ｆ－４６树脂和聚四氟乙丙烯一样，也是完全氟化的结构，不同的是聚四氟乙烯主链的部分氟原子被三氟甲基（－ＣＦ３）

由此可见，Ｆ－４６树脂和聚四氟乙烯虽都由碳氟元素组成，碳链周围完全被氟原子包围着，但Ｆ－４６其大分子的主链上有分支和侧链。这种结构上的差别对于材料在长期应力下的温度范围上限来看，无很大影响，Ｆ－４６的上限温度为２００℃，而聚四氟乙烯的*高使用温度是２６０℃。但是，这种结构上的差别，却使Ｆ－４６树脂具有相当确定的熔点，并可用一般的热塑性加工方法成型加工，使加工工艺大为简化。这是聚四氟乙烯所不具备的。这便是用六氟丙烯改性聚四氟乙烯的主要目的。

２ 聚全氟乙丙烯的性能

Ｆ－４６中六氟丙烯的含量对共聚体的性能是有一定的影响。目前生产的Ｆ－４６树脂的六氟丙烯的含量，通常在１４％－２５％（质量分数）左右。

１　物理性能

Ｆ－４６树脂的分子量测定，目前尚无可行的方法。但它在３８０℃时的熔融粘度要比聚四氟乙烯低，为１０３－１０４Ｐａ．ｓ。可见Ｆ－４６的分子量比聚四氟乙烯低得多。

Ｆ－４６的熔点随共聚体的组分不同而有一定的差异，共聚体中六氟丙烯的含量的增加时，熔点变低。按差热分析法所测得的结果，国产Ｆ－４６树脂的熔点大多在２５０－２７０℃之间，比聚四氟乙烯低。

Ｆ－４６树脂是一种结晶性高聚物，结晶度比聚四氟乙烯低一些，当Ｆ－４６熔体缓慢冷却到晶体熔点以下温度时，大分子重行结晶，结晶度在５０％－６０％之间；当熔体以淬火方式迅速冷却时，结晶度较小，在４０％－５０％之间。Ｆ－４６的晶体结构形态，均为球晶结构，并随树脂和加工成型温度及热处理方式的不同而有一定的差异。

２　电绝缘性能

Ｆ－４６的电绝缘性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介电系数从深冷到*高工作温度，从５０Ｈｚ到１０１０Ｈｚ超高频的广阔范围内几乎不变，并且很低，仅２．１左右。介质损耗角正切随频率的变化则有些变化，但随温度变化不大。

Ｆ－４６树脂的体积电阻率很高，一般大于１０１５?．ｍ，且随温度变化甚微，也不受水和潮气的影响。耐电弧大于１６５ｓ。

Ｆ－４６的击穿场随厚度的减少而提高，当厚度大于１ｍｍ时，击穿场强在３０ｋＶ／ｍｍ以上，但不随温度的变化而变化。

３　热性能

Ｆ－４６树脂的耐热性能 仅次于聚四氟乙烯，能在－８５－＋２００℃的温度范围内连续使用。即使在－２００℃和＋２６０℃的极限情况下，其性能也不恶化，可以短时间使用。

Ｆ－４６树脂的热分解温度高于熔点温度，在４００℃以上才发生显著的热分解，分解产物主要是四氟乙烯和六氟丙烯。由于Ｆ－４６大分子通常带有的等端基在熔点以上温度时也会分解，因此３００℃以上进行加工时也必须注意适当的通风。

４ 聚全氟乙丙烯挤出工艺要点

Ｆ－４６具有较好的加工工艺性能。可采用通常的挤出法包覆电线电缆的绝缘层。为了正确设计挤出机和模具，控制和掌握Ｆ－４６树脂的加工条件，首先应了解Ｆ－４６的流变性能。Ｆ－４６在３９０℃温度下剪切应力与剪切速率的关系。其粘度μＡ随剪切速率加而下降。 Ｆ－４６的临界剪切速率，如果剪切速率超过此数值，就会引起塑料流动的下均匀，结果使制品表面粗糙，无光泽和起层。Ｆ－４６的临界剪切速率值与聚乙烯，尼龙相比相差悬殊，因而熔融破裂问题尤为严重。

Ｆ－４６树脂在加工中有两个特征，即具有熔融破裂的倾向和熔融状态时有特高的可拉伸性。为了在电线电缆生产中尽量消除或改善熔融破裂和提高生产率，通常采取以下措施：第一，采用挤管式模具，扩大模子的开口，以减慢聚合物在模口的流速，使之在低于临界剪切速率的适中挤出速度下挤出树脂，并提高生产率；**，在不致使树脂分解的前提下，尽可能提高熔融树脂的温度，以降低树脂粘度，从而提高其临界剪切速率。

（１） 挤出机螺杆的主要参数

Ｆ－４６的挤出机，一般采用单头全螺纹、等距、突变压缩型螺杆。为保证Ｆ－４６树脂的充分塑化，螺杆的均化区长度，通常占螺杆全长的２５％左右；螺杆顶端呈圆锥形，以防止树脂的停滞和分解。

螺杆的主要技术参数如下：

长径比Ｌ／Ｄ ２０ 螺距 １Ｄ

加料区长度 １５．５Ｄ 压缩区长度 ０．５Ｄ

均化区长度难关 ４Ｄ 螺纹宽带 ０．１Ｄ

加料区螺纹槽深 ｈ１　１／６Ｄ

均化区螺纹槽深 ｈ２　１／１８Ｄ

压缩比 ｈ１／ｈ２　３ 　　２

Ｆ－４６绝缘电线挤出工艺要点

１）供料：Ｆ－４６挤出前，先在１２０℃下预烘３ｈ左右为宜。

２）导电线芯预热：为保证挤出的Ｆ－４６绝缘层内外温度均一，导电线芯应预热至３００－３５０℃。

３）挤出机的温度分布：挤出机一般以２８０℃（进料口）至３８０℃（机头）直线上升的温度分布为好；机头温度波动范围不大于±５℃，并应在不致使树脂分解的前提下，尽量提高机头温度，以降低树脂的熔融粘度。挤出机机身（自进料口至机头）、机头、模套的参考温度如下：

机身 第一段 ２８０－３１０℃ **段 ３１５－３３０℃

第三段 ３４０－３６０℃ 第四段 ３６０－３８０℃

机头 ３８０℃ 模套 ３８０－４１０℃

４）模套的拉伸比：宜选择在５０－２００范围内。

５）螺杆的转速：协同温度将螺杆转速调好后，在Ｆ－４６树脂挤出加工过程中不要变动频繁，如有必要可稍加调整。螺杆转速应随导电线芯截面的大小而有所不同，一般可取５－１５ｒ／ｍｉｎ。

６）模具模口保温：保温区应布满整个拉伸区，保温温度在３５０－３８０℃，以避免Ｆ－４６的锥体至成型之前，由于表面骤冷而形成应力，从而导致绝缘开裂。

７）绝缘电线冷却：从挤出机挤出后的电线采用水冷。模口与水槽距离以较近为宜，建议不大于２０ｃｍ。

８）设置滤网。为改善Ｆ－４６树脂的塑化和混合质量，增加反压力，挤出机螺杆端部应加２－３层滤网为宜。

９）每批Ｆ－４６材料应力求以*佳情况挤出，保证塑化良好，锥体透亮，无气泡，表面光滑，锥体与模套间无“眼屎”。每批料要做好工艺记录，以便积累资料和工艺数据，有利于质量分析。

Ｆ－４６绝缘电线在树脂质量不佳和挤出工艺不当时，绝缘层会发生开裂现象，其主要原因是：

（ａ）绝缘层有内应力。生产内应力的原因很多，例如加工过程中树脂组成不均所引起的塑化**和加工工艺不当等。

（ｂ）绝缘中大球晶、片晶交界面联系分子链少，或球晶过大、脆弱

（ｃ）不稳定基团产生的大分子的断链

（ｄ）树脂分子量过小或分布过宽，使材料承受强度降低。

（ｅ）六氟丙烯含量过低，组成分布不均匀。

５ 聚全氟乙丙烯在电线电缆中的应用

聚全氟乙丙烯树脂具有与聚四氟乙烯相似的特性，又有热塑塑料的良好加工工艺，因而使之成为代替聚四氟乙烯的重要材料。Ｆ－４６在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输线，电子计算机内部的连接线，航空宇宙用电线，及其他特种用途安装线、油矿测井电缆、潜油电机绕组线、微电机引出线等等。