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乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE、F40）在线缆中的应用 一.ETFE的发展过程
乙烯--四氟乙烯共聚物(ETFE ) 自1946年发现以来, 实验室一直在从事合成可热熔融加工且具有较高强度和刚性的聚四氟乙烯 (PTFE) 的研究。人们寄希望于既具有PTFE的耐温、耐介质和耐老化, 又具有聚乙烯的可热塑加工特性的新材料。美国D u Po n t 公司经历了20 年研究之后, 于70 年代初开发出了以Tefzel 为商品名的改性乙烯一四氟乙烯共聚物 (ETFE)。据日本旭硝子公司称亦经十年之久才使其商品化。
ETFE(F40)是继PTFE(F4 )、PVDF(F2)和FEP(F46 )后氟塑料开发的又一品种。美国和日本先后于1974年、1976年投产, 已发展到千吨级规模.70年代末和80年代初美、日等国大力开发应用领域, 致使该材料发展很迅速。与PTFE、FE P相比, 除耐热温度稍低外, 保持了其优良的电性能、耐化学性和耐老化性。由于乙烯的引人大大提高了耐辐照性, 其机械性能的改善更为突出, 如韧性、硬度、冷流和蠕变都比PTFE和FEP好。其制件尺寸稳定性可与尼龙或聚甲醛媲美。与短玻纤或碳纤共混, 其机械强度可达或超过尼龙增强制品。这些优良性能再加上易于加工特性, 使该共聚物作为高性能工程塑料的一员,发展甚为迅速。特别是在强酸、强碱、强氧化剂等化学介质条件下, 作为工程塑料应用更为突出。
1995年杜邦宣布高性能ETFE新品种Tefzel研制成功, 其长期使用温度从150 ℃ 提高到200 ℃ ,旭硝子公司亦研制出Aflon COP LM。这些新产品的性能比80 年代有了很大提高, 特别是结晶度从60%--70% 降到40%--50%,因而极大地改善了加工及耐开裂性能。
二.ETFE的性能
乙烯-四氟乙烯(ETFE)是一种具有类似PTFE的优良性能, 又具有类似聚乙烯的易加工性能, 还具有耐溶剂和耐辐照等优点的新型氟塑料。该塑料的详细规格和性能指标见表1 、表2。从表1&2可见ETFE材料具有优良的机械性能, 如高拉伸强度、中等刚性、高挠曲性、高抗冲性、耐磨性及抗剪切性, 它亦具有低介电常数、高介电强度、低损耗因子及优良的绝缘性等介电性能, 它还有优良的热性能、耐老化性能、耐化学品性能及耐辐照性能。
表1：ETFE的规格
熔融指数 主要用途
0.1--1.0 模压
1.0--4.0 模压及管材挤出
5.0--9.0 通用挤出
10.0--14.0 挤出薄壁导线
15.0--30.0 高速挤出导线及粉末涂料
50.0--100.0 低分子量型
表2.ETFE的主要性能
项目 参数
比重(g/cm3) 1.70～1.74
熔点(℃) 265～275
拉伸强度(MPa) 30～50
介电常数(106Hz) 2.4
伸长率(%) 300～500
最大连续使用温度(℃) 150
抗冲强度 不碎
线性膨胀系数 4.71*10-3
耐折指数(次） 5*103～3*104
硬度(D) 75
吸水率(%) <0.03(23℃)
耐溶剂性 优良
体积电阻(Ωcm) >*10-18
燃烧性 94V-0
熔融指数 据型号而定
介电损耗(106Hz) 5*10-3
三.ETFE在电线电缆的应用
在氟树脂中，因机械强度高，相对密度小（发泡后更轻）、耐辐照，ETFE作为绝缘的电线电缆在航空航天方面的应用是其应用的重要领域。国外以美国为主要代表的氟塑料线缆产业在辐照交联的ETFE线缆方面取得的技术和应用成就已形成对航空航天事业的重要支撑。我国航空航天虽也取得很大进步，但毕竟起步晚，基础(包括材料支撑）薄弱，近年来，我国飞机工业和航天事业加快了发展，对ETFE电线电缆提出很高很迫切的要求，短期还难以马上全部满足这方面要求，每年还得进口可观数量X-ETFE电缆料。这对相关企业当然也展现了很好的机遇。
ETFE可以制成各种粗细的电线电缆, 应用于各行各业, 特别是在高温化学介质等较苛刻条件下得到应用例如, 现代飞机或航天器,都需应用大量电线电缆, 一架现代喷气式飞机要用50--60km长的各种规格的航空电线。由于ETFE比重轻、强度高, 可制成薄型电线, 又具有PTFE 的耐化学特性, 因此被选为第五代航空导线, 加上它的优良的耐辐照性, 同样大量用于核电站它还可以做成计算机上用的电缆。计算机的电缆中, 电线很细很多, 用一般的塑料, 要有一定的厚度才可以维持强度, 而用赛氟龙制成的护套虽只有薄薄一层, 也足够抵抗一定的拉力, 使计算机中信息畅通无阻地传递我国“ 远望号” 航天测量船上用的计算机就是用它作电缆的。ETFE电线还用于一些机器配线、汽车线、变压器的绕线、600V电线、多芯电缆、和编织电缆等。因耐热性好和机械强度高、耐磨损等特点，ETFE电线还应用于钻井平台上的深井电缆，用来进行探油和生产时的数据传输。
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