聚四氟乙烯絕緣電纜制造和應(yīng)用：劉凱技術(shù)研發(fā)部電線電纜

1、1聚四氟乙烯絕緣電纜制造和應(yīng)用李富根2一，前言 聚四氟乙烯是含有氟原子（F）的塑料。凡是含有氟原子的塑料統(tǒng)稱為氟塑料含有氟原子的塑料統(tǒng)稱為氟塑料。 含氟塑料與其他塑料相比，具有更優(yōu)異的耐高低溫、耐腐蝕、耐侯性、電氣絕緣性、不吸收水及低的摩擦系數(shù)等等特性，因此它已經(jīng)成為現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)、軍工生產(chǎn)和各工業(yè)領(lǐng)域所不能缺少的新型塑料之一。3一，前言 含氟塑料在電線電纜工業(yè)主要用于要求耐高溫、耐熱條件下的產(chǎn)品，其中尤以聚四氟乙烯的使用最為突出。如制造各種耐高溫的航空電線、測（油）井電纜、加熱電纜、耐高溫射頻同軸電纜等等。 4一，前言 氟塑料的品種很多，目前在電線電纜工業(yè)中應(yīng)用的氟塑料有： 聚四氟乙烯（F

2、-4）、聚全氟乙丙?。‵-46）、四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、四氟乙烯和乙烯的共聚物（F-40）、三氟氯乙烯和乙烯的共聚物（F-30）、聚三氟氯乙烯（F-3）和聚偏二氟乙烯（F-2）等。5一，前言 聚全氟乙丙烯（F46） 聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和全氟丙烯（CF2CF CF3）的共聚物，簡稱FEP。由于三氟甲基（ CF3）取代了部分氟原子，因而破壞了聚四氟乙烯的結(jié)晶性（F46的結(jié)晶度為結(jié)晶度為40405050，分子鏈的長度也比四氟乙，分子鏈的長度也比四氟乙烯短，從而降低了粘度，使它能在普通擠出機(jī)上擠出烯短，從而降低了粘度，使它能在普通擠出機(jī)上擠出加工，大大改善了工藝性，使它成為替代

3、加工，大大改善了工藝性，使它成為替代F F4 4材料，材料，而獲得廣泛應(yīng)用，它的使用溫度：100 204。 F46主要用作電子設(shè)備中的傳輸線、安裝線、電子計算機(jī)內(nèi)部的連接線、宇宙航空用電線等等領(lǐng)域。6一，前言 四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA） 四氟乙烯全氟烷基共聚物（PFA），幾乎保留了F4的各種特性，但是它的熔融溫度和一般熱塑性塑料一樣能熔融流動，所以可以采用擠出加工，往往稱為可熔性聚四氟乙烯，它可熔性聚四氟乙烯，它的使用溫度：的使用溫度： 100 260 。 PFA可用作大電流、高溫電線、高溫同軸電纜、石油勘探電纜等。目前，這種樹脂價格較高。近期，日本日立公司用PFA絕緣制成的46

4、AWG超細(xì)同軸電纜絕緣外徑只有0.115mm。7一，前言 乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE） 乙烯四氟乙烯共聚物，簡稱F40。它的電氣絕緣性能，僅次于F4和F46，具有機(jī)械性能高、耐輻照、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。F40是線性高聚物，其耐應(yīng)力開裂性能，不如F46，采用交聯(lián)輻照可改善和提高其耐開裂性能。它雖然可擠出加工，但流動性差、收縮性較大，加工性能不如F46。它的使用溫度范圍： 100 180 。 F40主要用作航空電線和各類儀器儀表及電子計算機(jī)連接線、耐輻照電線和有耐高溫要求的各種信號傳輸線的絕緣等場合。8二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（F4F4） 聚四氟乙烯是由單體四氟乙烯CF2CF2經(jīng)游

5、離基反應(yīng)懸浮聚合而成，其平均分子量約為1550萬,分子結(jié)構(gòu)如下： F F CC F F9二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯有懸浮聚合懸浮聚合和分散聚合分散聚合兩種聚合工藝。 聚合的方式不同，所得到的樹脂顆粒大小、性能也不同，相應(yīng)的成形的加工工藝也有所不同。 懸浮聚合所得樹脂顆粒直徑大小在35500微米范圍，一般用作模壓或擠壓應(yīng)用； 分散聚合的樹脂：分散聚合的樹脂：一種為白色纖維狀顆粒樹脂，供糊狀冷擠出或軟膏推擠用；供糊狀冷擠出或軟膏推擠用；另一種為分散液。10二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 由于聚四氟乙烯的CF鍵的鍵能可達(dá)107kcal/moi，CF鍵不易斷裂， CF鍵鍵能高，斷開它需要很大的能量

6、，它不可能發(fā)生聚乙烯那樣的鏈轉(zhuǎn)移，因而具有高度的熱穩(wěn)定性。聚四氟乙烯完全沒有支鏈，是典型的直鏈狀線形熱塑性典型的直鏈狀線形熱塑性高分子化合物。高分子化合物。11二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 整個聚四氟乙烯大分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，外層氟原子緊緊地將CC主鏈包住，如條堅硬的長棒； 聚四氟乙烯分子結(jié)構(gòu)高度對稱，因此很容易結(jié)晶，結(jié)晶相含量可達(dá)5575。聚四氟乙烯是完全對稱線型聚四氟乙烯是完全對稱線型結(jié)晶性高分子化合物結(jié)晶性高分子化合物，當(dāng)加熱聚四氟乙烯到327327時（結(jié)晶相的熔融溫度熔融溫度），結(jié)晶相全部轉(zhuǎn)化為無定形相，當(dāng)在310315時，快速冷卻就能得到結(jié)晶度較小的產(chǎn)品；如果緩慢冷卻，則其結(jié)晶度

7、相對較大，結(jié)晶度可達(dá)6385；12二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 聚四氟乙烯的氟原子負(fù)電性很大，因而CF鍵是很強(qiáng)的極性鍵。但是由于聚四氟乙烯排列對稱，又沒有支鏈，它的總偶極矩要比聚乙烯更接近于零，所以聚四氟乙烯完全可以稱為非極性高分子化合物。非極性高分子化合物。13二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 聚四氟乙烯中碳氟鍵的空間排列成螺旋型，碳氟鍵的鍵能較高，氟的負(fù)電性很強(qiáng)，氟原子的排斥力很大，從而使得分子鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)很困難；聚四氟乙烯中的氟原子呈現(xiàn)對稱性，偶極矩接近于零，使其介電常數(shù)（2.0左右）和介質(zhì)損tg（1105）很小，基本不受頻率和溫度變化的影響。只是在低溫時，聚四氟乙烯的tg隨溫度變

8、化有所變化。 聚四氟乙烯具有聚四氟乙烯具有優(yōu)良優(yōu)良的介電性能、耐化學(xué)腐蝕、耐氣候等等一的介電性能、耐化學(xué)腐蝕、耐氣候等等一系列的優(yōu)秀性能。系列的優(yōu)秀性能。 14二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 對于濃酸、濃堿或強(qiáng)氧化劑，聚四氟乙烯塑料即使在高溫下也不會發(fā)生作用，其耐腐蝕性能甚至超過貴重金屬。除某些鹵化胺或芳香族碳?xì)浠衔飼顾休p微膨脹外，酮類、醚類和醇類等有機(jī)溶劑均對其不起作用。只有在高溫、高壓下，熔融狀的堿金屬、三氟化氫及元素氟等才能對其起作用。15二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 聚四氟乙烯塑料不受氧氣、紫外光作用，耐氣候性能好。 聚四氟乙烯具有不燃燒，良好的耐電弧性、不吸水。聚四氟

9、乙烯塑料可長期使用于200250下，在250高溫下，經(jīng)1000小時處理后，其機(jī)械強(qiáng)度和介電性能均無顯著變化。16二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的特性： 聚四氟乙烯塑料在低溫200下，塑料的脆性仍然很小，呈現(xiàn)高彈態(tài)具有優(yōu)良的柔韌性，這是由于聚四氟乙烯具有棒狀分子鏈和螺旋型結(jié)構(gòu)，即使在很低溫度下，分子間仍可以滑動所致。 總之，總之，聚四氟乙烯具有優(yōu)異電氣絕緣性能、耐聚四氟乙烯具有優(yōu)異電氣絕緣性能、耐高溫和低溫、足夠好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性高溫和低溫、足夠好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，是良好的電線電纜絕緣材料。等優(yōu)良性能，是良好的電線電纜絕緣材料。17二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的缺點。 聚四氟乙烯

10、雖是一種熱塑性塑料，但是在高溫時粘度很大，與其它熱塑性塑料相比成形困難，聚四氟乙烯不能采用不能采用一般熱塑性塑料的擠出成熱塑性塑料的擠出成形的加工方法，須采用推擠工藝，工藝復(fù)雜、形的加工方法，須采用推擠工藝，工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低。生產(chǎn)效率低。 聚四氟乙烯塑料，價格相對較高。 聚四氟乙烯塑料是含鹵塑料，不是環(huán)保型材料不是環(huán)保型材料。18二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的缺點。 聚四氟乙烯當(dāng)加熱到327時（結(jié)晶相的熔融溫度），晶相消失而形成的熔融液體的粘度在101215Pa.s之間，仍然處在無定形的高彈態(tài)。加熱到380時，它的粘度仍在1011Pa.s附近，然而到390時已經(jīng)開始分解，到415415時則急

11、時則急劇分解。劇分解。直到分解開始前聚四氟乙烯都沒有達(dá)到無定形相的粘流溫度，所以它不能用塑料粒子成形方法，只能先在室溫進(jìn)行干壓成形，然后再在高溫下進(jìn)行熱處理燒結(jié)，最后控制冷卻溫度以獲得預(yù)期性性能要求的產(chǎn)品；19二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的缺點。 聚四氟乙烯冷流性嚴(yán)重，聚四氟乙烯在負(fù)荷的長期作用下，尺寸不穩(wěn)定，而且這種變形是不可逆。即在連續(xù)負(fù)荷下會發(fā)生塑性變形，因而制成品尺寸不穩(wěn)定，特別是不能制造外形復(fù)雜的產(chǎn)品； 20二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的缺點。 聚四氟乙烯導(dǎo)熱性差，它因溫度變化引起的膨脹和收縮要比一般塑料大，如在加工工藝中燒結(jié)溫度和冷卻速度控制不好，使得膨脹和收縮不一致，會造成絕緣應(yīng)力開

12、裂；21二，聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的缺點。 耐電暈性差，在電暈條件下長期負(fù)荷電壓時，介電性能將降低。 耐輻照性能也不好，在射線作用下性能降低。當(dāng)輻照劑量為51055107倫琴時，F(xiàn)4的抗拉強(qiáng)度和拉斷伸長率直線下降。F4分子中氟原子，在長期經(jīng)受電壓后會游離分解，使擊穿電壓顯著降低；同時氟原子的屏蔽不能阻止波長很短的射線的穿透，侵襲CC主鏈而分解； 聚四氟乙烯只能成為聚四氟乙烯只能成為高溫的低電壓的不耐幅射高溫的低電壓的不耐幅射的絕緣材料的絕緣材料；22二，聚四氟乙烯 綜合考慮，聚四氟乙烯仍不失為電線電纜的一種耐熱絕緣材料。 采用聚四氟乙烯絕緣的電線電纜，可以應(yīng)用于： 航空、航天技術(shù)中的耐高溫安裝

13、線； 高頻耐高溫電纜，電視和雷達(dá)無線電通信裝置中的耐高溫射頻同軸電纜； 高溫控制電纜，如石油勘探用電纜； 醫(yī)用綜合電纜，如B超電纜、超聲探測電纜； 高溫加熱電纜。 23三，聚四氟乙烯絕緣的加工 自1938年美國化學(xué)家R.J.Plumkett合成聚四氟乙烯后，盡管聚四氟乙烯材料具有一系列優(yōu)異的性能，但鑒于它的熔融粘度太大，不能采用一般的熱塑性塑料的擠出加工方法，使得它的應(yīng)用、發(fā)展受到了制約； 1958年美國吉寧機(jī)械制造公司提出了推壓擠出聚四氟乙烯專利后，才解決了聚四氟乙烯簿層絕緣的加工問題，從此聚四氟乙烯絕緣電線獲得了迅速發(fā)展和應(yīng)用。24三，聚四氟乙烯絕緣的加工 聚四氟乙烯絕緣的三種加工工藝方式

14、：1，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）；2，聚四氟乙烯薄膜繞包；3，聚四氟乙烯分散式水劑浸涂。 25三，聚四氟乙烯絕緣的加工 聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為軟膏推壓擠出，這是聚四氟乙烯電線電纜絕緣采用的主要加工工藝方式。 糊狀冷擠出或軟膏推擠用的是分散聚合分散聚合的聚四氟乙烯樹脂，它是一種白色纖維狀顆粒樹脂，這種樹脂的比表面積大，能充分吸收有機(jī)溶劑，形成糊膏狀。26三，聚四氟乙烯絕緣的加工 聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為軟膏推擠，這是一種間歇式的推壓擠出，其加工工藝流程為： F4樹脂 過篩加入助擠劑和樹脂混合預(yù)成形

15、推壓擠出 干燥、燒結(jié)、冷卻火花耐電壓成品撿驗。27三，聚四氟乙烯絕緣的加工2，聚四氟乙烯薄膜繞包 聚四氟乙烯薄膜繞包是聚四氟乙烯絕緣電線電纜又一種絕緣結(jié)構(gòu)加工形式。 繞包聚四氟乙烯薄膜繞包絕緣，其加工工藝流程為： 聚四氟乙烯薄膜切條薄膜繞包繞包薄膜燒結(jié)火花耐電壓成品撿驗28三，聚四氟乙烯絕緣的加工 繞包采用的聚四氟乙烯是懸浮聚合懸浮聚合樹脂經(jīng)過模壓燒結(jié)成毛坯，通過車削輥壓而成。經(jīng)過輥壓的0.5毫米厚度以下的稱為定向薄膜定向薄膜，定向度在2.5以上；未經(jīng)過輥壓的為不定向薄膜；定向度在1.12.1之間的為半定向或部分定向薄膜。 定向度就是薄膜加熱后的收縮性定向度就是薄膜加熱后的收縮性。薄膜有定向度

16、即收縮性，才能在燒結(jié)時利用熔融時的收縮壓力達(dá)到繞包絕緣層間的緊密結(jié)合。29三，聚四氟乙烯絕緣的加工 對絕緣厚度較薄的絕緣安裝線，采用定向度為1.652.05的F4薄膜繞包；繞包薄膜一般都較薄和窄，為使繞包時薄膜有一定的機(jī)械強(qiáng)度和燒結(jié)時易燒牢，故取較大的定向度。但是，過高的薄膜定向度，機(jī)械強(qiáng)度是提高了，可薄膜不容易燒牢。用提高燒結(jié)溫度的方法則往往會造成聚四氟乙烯的分解，從安全角度考慮，這是必須避免的。30三，聚四氟乙烯絕緣的加工 對絕緣較厚的F4絕緣射頻同軸電纜，繞包用薄膜厚度為0.1毫米左右，需要對電纜進(jìn)行多次或多層繞包，才能得到需要的絕緣厚度，如果采用定向度過大的薄膜，會使繞包薄膜在燒結(jié)時收

17、縮劇烈，造成整個絕緣開裂；用降低燒結(jié)溫度的辦法，會使薄膜層間不能融合燒牢靠。因此，所用的薄膜須有適當(dāng)定向度的要求。 為達(dá)到薄膜既有適當(dāng)收縮，又容易燒結(jié)，對絕緣厚度較厚的電纜的繞包薄膜定向度取為1.10.05左右較好。31三，聚四氟乙烯絕緣的加工3，聚四氟乙烯分散式水劑浸涂 聚四氟乙烯分散式水劑是一種把聚四氟乙烯粒子分散在水中的乳白色乳濁液，以非離子型濕潤劑穩(wěn)定，加入其他固體或液體原料可以進(jìn)一步改性至適合特殊的用途。這種分散式水劑尤其適用于涂覆或浸漬方面的應(yīng)用，解決了一些樹脂不能使用傳統(tǒng)溶劑或熔融技術(shù)的難題。 32三，聚四氟乙烯絕緣的加工 聚四氟乙烯分散式水劑生產(chǎn)的紡紗產(chǎn)品，可以重復(fù)地進(jìn)行浸漬涂

18、覆至所需要的厚度，然后再除去水份并將其他原料的活性減低，最后干凈的樹脂微粒被加熱結(jié)牢成為一連續(xù)性的涂層，或者產(chǎn)品會被非熔融性的微粒所涂覆或浸漬。一般玻璃纖維或人工合成產(chǎn)品都可以采用。33四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 活塞擠出（推壓擠出） 活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為軟膏推擠，是聚四氟乙烯電線電纜絕緣采用的主要加工工藝方式。這是一種間歇式的推壓擠出，其加工工藝流程為： F4樹脂 過篩加入助擠劑和樹脂混合預(yù)成形推壓擠出 干燥、燒結(jié)、冷卻火花耐電壓成品撿驗。34四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）1,樹脂過篩 活塞式擠出，使用的聚四氟乙烯樹脂主要是分散聚合型樹脂。它是白色纖維狀結(jié)構(gòu)，

19、很容易結(jié)團(tuán)，為了獲得均勻的絕緣結(jié)構(gòu)獲得均勻的絕緣結(jié)構(gòu)，并使樹脂和使樹脂和助擠劑混合良好助擠劑混合良好，首先要對所用的樹脂進(jìn)行過篩。 對絕緣外徑較大或絕緣壁厚的絕緣，可以使用經(jīng)過過篩下來的余料繼續(xù)使用或再通過3mm孔的篩子過篩后使用。 35四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）1,樹脂過篩 一般樹脂粉末顆粒越細(xì)，絕緣的電性能顆粒越細(xì)，絕緣的電性能就越好。就越好。但是，只要樹脂未結(jié)團(tuán)，則顆粒大小對絕緣性能的影響不大。值得指出的是，結(jié)團(tuán)的樹脂決不可采用“高速搗碎機(jī)”進(jìn)行搗碎，也不能用力過猛或長時間的篩析。因為這些做法都會破壞樹脂的顆粒纖維，使擠出所得的絕緣斷裂或成碎片。36四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活

20、塞擠出）2，混合 混合是將過篩過的樹脂與助擠劑，按一定比例的數(shù)量在密閉容器中進(jìn)行混合。混合應(yīng)該均勻，不然會影響料的均勻性，使絕緣產(chǎn)生皺紋或斑點。 混合方式可以使用混合機(jī)或用手搖動的方法，一般混合510分鐘即可?；旌虾玫臉渲?，通常以存放數(shù)小時后再用為好，這樣可以使得助擠劑充分地擴(kuò)散到樹脂中間去，達(dá)到均勻混合的作用。37四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 助擠劑 助擠劑又稱為潤濕劑，助擠劑又稱為潤濕劑，助擠劑起二個作用： 一是助擠劑與聚四氟乙烯樹脂混合后使其成為糊狀物糊狀物，以便經(jīng)剪切力作用能將樹脂顆粒，拉伸成纖維形結(jié)構(gòu)； 二是助擠劑起潤滑作用潤滑作用，減小樹脂和擠出模子壁、樹脂本身之間的摩擦力

21、。如果不用助擠劑，沒有助擠劑的潤滑作用，單用F4來推擠，將會使推擠阻力很大，往往無法進(jìn)行擠出，同時不含助擠劑的樹脂擠出中極容易粘模子。38四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 助擠劑要求助擠劑要求 ： 良好的潤滑性能； 助擠劑在推擠成形過程中本身不會起化學(xué)變化，不影響F4樹脂的機(jī)械物理性能； 助擠劑在干燥、燒結(jié)時能全部揮發(fā)逸出，否則將會使絕緣表面發(fā)黃、有氣泡和裂紋； 逸出的助擠劑在絕緣表面不應(yīng)留下任何含碳的殘留物，否則殘留物會在絕緣燒結(jié)時碳化，使絕緣變色，降低絕緣的電性能和耐化學(xué)腐蝕性能。 39四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 助擠劑種類助擠劑種類 任何具有能夠潤濕F4粉料的溶劑都能作助擠

22、劑?？勺骶鬯姆蚁┲鷶D劑，主要是有機(jī)溶劑類物質(zhì)： 甲苯作為助擠劑的優(yōu)點是能夠使聚四氟乙烯絕緣較白，但是甲苯的毒性大，故不采用； 溶劑油如120號溶劑汽油，加工性能優(yōu)異、柔軟，價格適中；但去除時容易燃燒、不太安全； 石油醚其性能介于甲苯和溶劑油之間，使用安全，因而較多采用，但價格較高。40四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 助擠劑的用量助擠劑的用量 助擠劑的用量視絕緣外徑大小、絕緣厚度而定。絕緣厚度厚，助擠劑的配比量增加，配比增大，使推擠阻力減小，樹脂所受到的剪切力也減小。當(dāng)樹脂與助擠劑的配比太大時，會使絕緣難以成形。反之，配比過小，會導(dǎo)致絕緣推擠阻力增大，易使樹脂過分受力而產(chǎn)生裂紋和絕緣表面

23、雀斑。 一般樹脂與助擠劑的重量比為100：1825。當(dāng)其它工藝條件相同時，增大配比量，會使絕緣外徑疏松，絕緣收縮率大，絕緣表面發(fā)黃，絕緣內(nèi)部空隙多，從而使絕緣的擊穿電壓低。41四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 樹脂與助擠劑的配比量，應(yīng)考慮因素：1）當(dāng)推擠壓縮比增大時，則推擠壓力越大，越需要減小推擠阻力，增大助擠劑含量可以減小推擠時的摩擦系數(shù)。反之，推擠壓縮比越小，助擠劑含量應(yīng)減少。壓縮比的大小是影響樹脂與壓縮比的大小是影響樹脂與助擠劑配比大小的主要因素；助擠劑配比大小的主要因素；2）在相同或相近壓縮比的條件下，絕緣厚度較大的可以比絕緣薄的少加12份助擠劑，這是因為絕緣薄，助擠劑易于揮發(fā)。同

24、時較厚的絕緣層推擠時需要較大推壓力，如果助擠劑過多會使絕緣不密實；42四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 樹脂與助擠劑的配比量，應(yīng)考慮因素：3）推擠速度快的應(yīng)比推擠速度慢的少加12份助擠劑，以使助擠劑充分揮發(fā)；4）當(dāng)操作溫度高，助擠劑易于揮發(fā)時，此時應(yīng)多加12份助擠劑，以保證推擠順暢。43四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）3，預(yù)成形 預(yù)成形或預(yù)壓是將樹脂粉粒預(yù)壓成坯。 預(yù)壓的目的是克服粉狀樹脂加料，助擠劑易揮預(yù)壓的目的是克服粉狀樹脂加料，助擠劑易揮發(fā)、加料易不均勻、加粒量少的缺點。發(fā)、加料易不均勻、加粒量少的缺點。 預(yù)成形壓強(qiáng)一般在2050kg/cm2 ，具體應(yīng)視坯體大小確定。坯體所受預(yù)成

25、形壓力，應(yīng)比推擠過程中所受壓力小，但不能太小，過小達(dá)不到預(yù)壓的目的；預(yù)成形壓力過大，易將助擠劑壓出，影響配比和造成過多的逃料。一般預(yù)成形壓力，以見到模底邊緣稍有助擠劑外滲，仃止加壓，然后保持壓力35分鐘。44四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）3，預(yù)成形 預(yù)成形后，從模子中取出坯體時，必須十分小心，因為此時的坯體很不結(jié)實堅固，而且比較柔軟。 預(yù)壓好的坯體要用干凈綢布拿起坯體并放置于干燥容器中，存放時間以不超過八小時為好，最好立即使用，以免污染坯體和助擠劑的揮發(fā)。 45四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）4，推壓擠出（推擠） 推擠是預(yù)壓好的坯體放置于活塞推壓機(jī)的鋼桶中，當(dāng)推壓機(jī)的活塞上升或下降時

26、，坯體通過具有一定錐角的模具，在剪切力的作用下將樹脂顆粒拉伸成纖維狀結(jié)構(gòu)，然后再經(jīng)過干燥、燒結(jié)、冷卻等工序，獲得聚四氟乙烯絕緣。46四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） F4推擠設(shè)備及過程 推擠機(jī)頭 47四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 推擠模具 模具直接影響絕緣尺寸和質(zhì)量。 模芯 內(nèi)?？壮叽?，以使導(dǎo)體線芯能不緊不松通過為好；內(nèi)模往往采用針管； 模套外模孔的錐體和光潔度，直接影響絕緣的表面質(zhì)量，要求外模錐體和模孔的光潔度達(dá)到7以上。?？壮叽?，考慮F4經(jīng)燒結(jié)后有一定的收縮率，應(yīng)相當(dāng)于擠出的絕緣外徑d2，并稍大于d2；收縮率隨絕緣厚薄不同而不相等； 制造模具的材料以不銹鋼較好。48四，聚四氟乙

27、烯的軟膏推擠（活塞擠出） 推擠模具 外模的承線增長，有利于改善絕緣表面光潔度和均勻性，但會使推擠壓力增大，反之則減小。承線長度控制在38mm； 一般壓縮比增大時，應(yīng)使模具的承線短些，因為承線過長，將使推擠壓力增大，容易造成絕緣燒結(jié)后產(chǎn)生裂紋。同樣，外模的錐角大則推擠的壓力大，反之則壓力小。模具錐角大小的選取還跟缸筒、壓縮比大小等有關(guān)。模具的錐角一般選為1520度，以20度比較適宜。 49四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 壓縮比 壓縮比是推擠中的一個重要參數(shù)，壓縮比壓縮比M M定定義為：推擠機(jī)的活塞截面積義為：推擠機(jī)的活塞截面積S S與制得的絕緣層截與制得的絕緣層截面積面積S S之比，即之比

28、，即M=S/SM=S/S電纜絕緣的推擠壓縮比電纜絕緣的推擠壓縮比的表達(dá)式為：的表達(dá)式為： M=D22D12/d22d12式中：D1導(dǎo)桿直徑或稱為芯棒直徑； D2缸筒直徑或稱為活塞直徑； d1電纜的導(dǎo)電線芯直徑； d2電纜的絕緣直徑（外徑）。 實際生產(chǎn)中，壓縮比一般取300800之間。50四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 壓縮比 壓縮比的大小與所用樹脂的質(zhì)量、模具角度、模具的承線長短等因素有關(guān)： 壓縮比不能超過樹脂本身容許的壓縮比范圍； 減小壓縮比，應(yīng)適當(dāng)增大模具角度，反之則應(yīng)減??； 模具的承線短，壓縮比增大，擠出壓力增大，過高的壓力不僅增加絕緣定向度，使沿擠出方向造成開裂，并在擠出層內(nèi)部粒

29、子間形成硬脆的交界面，使燒結(jié)時不能熔融在一起，引起絕緣的裂紋。 壓縮比或推擠壓力的大小及均勻，直接影響擠出和絕緣質(zhì)量。只有選取適當(dāng)?shù)膲嚎s比，并使推擠壓力保持均勻，才能保證絕緣的擠出質(zhì)量，并避免擠出的絕緣層松緊不一的現(xiàn)象。 51四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 推擠速度 推擠速度的控制主要取決于干燥和燒結(jié)速度。 燒結(jié)速度過慢，有時會由于助擠劑大量逸出而不能成形，這樣生產(chǎn)效率低； 推擠速度太慢，還會由于坯體受壓力時間過長，致使預(yù)制品密實，助擠劑不易逸出而使絕緣發(fā)黃； 推擠速度太快，易造成干燥不完全、充分，造成絕緣發(fā)黃甚至發(fā)黑，同時絕緣也不容易燒結(jié)透。因此推擠速度必須小于或等于干燥速度，而干燥速

30、度又與絕緣尺寸、絕緣厚度、干燥區(qū)域的長度等因素有關(guān)。52四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）5，干燥和燒結(jié) 干燥和燒結(jié)的作用是使推擠的絕緣層，在燒結(jié)溫度下經(jīng)過熔融透明后，由于分子間力的作用使它成為密實的整體。 干燥和燒結(jié)的工藝方法可采用烘箱燒結(jié)和管型爐燒結(jié)。管型爐燒結(jié)的燒結(jié)質(zhì)量較好，燒結(jié)均勻、便于連續(xù)生產(chǎn)、成形工藝簡單，因而獲得普遍應(yīng)用，這是聚四氟乙烯絕緣主要采用的干燥和燒結(jié)工藝方法。53四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 管型燒結(jié)爐 在管型燒結(jié)爐中，按其溫度分布和所起作用，可分為： 干燥區(qū)； 預(yù)熱區(qū)； 燒結(jié)區(qū)； 冷卻區(qū)。 各區(qū)的溫度高低和分布，直接影響絕緣的物理機(jī)械性能和表面質(zhì)量。54四，

31、聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 干燥區(qū) 干燥區(qū)的作用是除去助擠劑干燥區(qū)的作用是除去助擠劑。一般干燥區(qū)的溫度以使所用助擠劑沸程范圍內(nèi)即可，以達(dá)到除去助擠劑的目的，干燥區(qū)溫度不超過300。 擠出速度一定時，干燥區(qū)溫度太高，會導(dǎo)致干燥速度太快，助擠劑來不及揮發(fā)，會使絕緣發(fā)黃，產(chǎn)生夾層、氣泡或裂紋。反之，溫度太低，助擠劑不能全部揮發(fā)逸出，也會使絕緣發(fā)黃，嚴(yán)重時甚至發(fā)黑。 適當(dāng)放長干燥區(qū)的長度，有利于助擠劑的充分揮發(fā)。干燥區(qū)的溫度，應(yīng)均勻緩慢上升，沿縱向長度各點溫度差應(yīng)不大于5為好，以避免擠出的絕緣層膨脹不均勻。干燥區(qū)的最高溫度不應(yīng)超過聚四氟乙烯的結(jié)晶熔點327。55四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出

32、） 預(yù)熱區(qū) 預(yù)熱區(qū)是干燥區(qū)和燒結(jié)區(qū)之間的一個接續(xù)區(qū)段，它的溫度一般在270320的范圍內(nèi)。預(yù)熱區(qū)的溫度過高或過低，也會導(dǎo)致絕緣的裂紋。 預(yù)熱區(qū)的作用是使聚四氟乙烯絕緣層，在一定的溫度范圍內(nèi)，有一個穩(wěn)定的過程，使助擠劑得到進(jìn)一步的充分揮發(fā)和逸出。56四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 燒結(jié)區(qū) 當(dāng)F4絕緣層離開干燥和預(yù)熱區(qū)時，絕緣層中存在較多的孔隙需要在燒結(jié)區(qū)加以消除，使得絕緣層緊密成為整體。F4是晶相和非晶相的混合物，F(xiàn)4的晶態(tài)的熔融溫度是327。當(dāng)溫度超過晶體熔點時，聚合物開始轉(zhuǎn)為非晶態(tài)，呈現(xiàn)透明狀態(tài)，此時絕緣層體積增加約25，燒結(jié)區(qū)的作用就是實現(xiàn)這樣一個過程：消除絕緣層消除絕緣層中的孔隙，

33、使絕緣緊密成為整體。中的孔隙，使絕緣緊密成為整體。 燒結(jié)區(qū)溫度一般控制在500以下。57四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 燒結(jié)區(qū) 燒結(jié)區(qū)的溫度高低與絕緣厚度、收線速度等有關(guān)。燒結(jié)區(qū)溫度分布應(yīng)呈現(xiàn)波浪型，即逐步升高后再逐步下降。這是考慮聚四氟乙烯在熔點附近有較大體積膨脹的緣故。因為如果溫度驟然由預(yù)熱區(qū)的300左右，驟然上升到燒結(jié)區(qū)的420450，則會由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱性差，而在絕緣內(nèi)外表面造成溫度梯度，使絕緣層膨脹不一造成內(nèi)部應(yīng)力，造成絕緣開裂。逐步升溫和降溫，可以減小和避免這種內(nèi)應(yīng)力。58四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 冷卻區(qū) 經(jīng)過燒結(jié)后的F4冷卻過程，就是使它從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)。

34、冷卻后結(jié)晶體含量，除與聚合物本身分子量有關(guān)外，還與冷卻速度有關(guān)。 冷卻速度快，結(jié)晶含量（低）少，伸長率大收縮率小，電線柔軟；冷卻速度慢，則反之。 對于薄層絕緣，快速冷卻有利于提高其機(jī)械性能。但驟然冷卻會增加絕緣層內(nèi)外溫差，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)避免。 冷卻區(qū)溫度的高低，表明了冷卻速度的快慢。冷卻區(qū)，一般都是采用空氣冷卻。59四，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出） 干燥和燒結(jié)工藝可與推擠連續(xù)進(jìn)行，也可以采用先推擠然后再燒結(jié)的方式。先擠出后再燒結(jié)的好處是，能夠更好地控制干燥和燒結(jié)，不必受限于推擠速度等因素。 干燥和燒結(jié)后的絕緣，應(yīng)進(jìn)行絕緣表面和絕緣耐電壓性能撿驗，然后再進(jìn)入以后的加工生產(chǎn)工序，如外導(dǎo)體、絞對等工序。60五，聚四氟乙烯絕緣加工的質(zhì)聚四氟乙烯絕緣加工的質(zhì)量控制和安全量控制和安全 聚四氟乙烯絕緣加工的質(zhì)量控制 推擠成形和薄膜繞包的聚四氟乙烯絕緣，在實際生產(chǎn)中都會發(fā)生質(zhì)量問題。這里主要就推擠成形質(zhì)量問題作一簡介。 下表列出了推擠成形中的主要