一、FEP特性
FEP中六氟丙烯的含量對(duì)共聚體的性能是有一定的影響。目前生產(chǎn)的FEP樹脂的六氟丙烯的含量,通常在14%-25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右。
FEP樹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。F46樹脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周圍完全被氟原子包圍著,但FEP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)于材料在長期應(yīng)力下的溫度范圍上限來看,無很大影響,F(xiàn)EP的上限溫度為200℃,而聚四氟乙烯的使用溫度是260℃。但是,這種結(jié)構(gòu)上的差別,卻使F46樹脂具有相當(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。
1、物理性能
FEP樹脂的分子量測定,目前尚無可行的方法。但它在380℃時(shí)的熔融粘度要比聚四氟乙烯低,為103-104Pa.s。可見F46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
FEP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。按差熱分析法所測得的結(jié)果,國產(chǎn)F46樹脂的熔點(diǎn)大多在250-270℃之間,比聚四氟乙烯低。
FEP樹脂是一種結(jié)晶性聚物,結(jié)晶度比聚四氟乙烯低一些,當(dāng)F46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。F46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。
2、電絕緣性能
FEP的電絕緣性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介電系數(shù)從深冷到工作溫度,從50Hz到1010Hz超高頻的廣闊范圍內(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。
FEP樹脂的體積電阻率,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。
FEP的擊穿場隨厚度的減少,當(dāng)厚度大于1mm時(shí),擊穿場強(qiáng)在30kV/mm以上,但不隨溫度的變化而變化。
3、熱性能
FEP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(shí)間使用。
FEP樹脂的熱分解溫度于熔點(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FEP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)也必須注意適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。F46在熔點(diǎn)溫度以下是相當(dāng)穩(wěn)定的,但在200℃溫度下機(jī)械強(qiáng)度損失較大。圖2是F46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F46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F46與F-4絕緣電線相比較的壽命曲線。
FEP在-250℃時(shí)仍不定期完硬脆,還保持有很小的伸長率和一定的曲撓性,比聚四氟乙烯甚至更好些,是其他所有各類塑料所不及的。
4、耐化學(xué)穩(wěn)定性
FEP的耐化學(xué)穩(wěn)定性與聚四氟化乙烯相似,具有優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性。除與氟元素、熔融的堿金屬和三氟化氯等發(fā)生反應(yīng)外,與其他化學(xué)藥品接觸時(shí)均不被腐蝕。
5、力學(xué)性能
FEP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)EP具有較好的耐蠕變性能;但當(dāng)溫度高于100℃時(shí),耐蠕變性能反而不及聚四氟乙烯。
二、FEP用途:
FEP樹脂既具有與聚四氟乙丙烯相似的特性,又具有熱塑性塑料的良好加工性能。因而它彌補(bǔ)了聚四氟乙丙烯加工困難的不足,使其成為代替聚四氟乙丙烯的材料,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(jì)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。
其主要的用途是用于制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)村、滾筒的面層及各種電線和電纜,如飛機(jī)掛鉤線、增壓電纜、報(bào)警電纜、扁形電纜和油井測井電纜。FEP膜已見用作太陽能收集器的薄涂層。主要應(yīng)用于通訊電纜、電線、半導(dǎo)體、化工防腐、醫(yī)用材料、汽車、工業(yè)涂料等領(lǐng)域。
三、FEP擠出工藝要點(diǎn)
FEP具有較好的加工工藝性能。可采用通常的擠出法包覆電線電纜的絕緣層。為了正確設(shè)計(jì)擠出機(jī)和模具,控制和掌握FEP樹脂的加工條件,首先應(yīng)了解FEP的流變性能。FEP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。 FEP的臨界剪切速率,如果剪切速率超過此數(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,無光澤和起層。FEP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。