氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物) 英文商品名:Teflon* FEP (Fluorinated ethylene propylene) FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。
美國(guó)市場(chǎng)經(jīng)銷(xiāo)的FEP有DUIPont公司的 Teflon牌、Daikin公司的Neoflo牌、Hoechst Celanese公司的IHoustaflow牌。其主要的用途是用于制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)襯、滾筒的面層及各種電線(xiàn)和電纜,如飛機(jī)掛鉤線(xiàn)、增壓電纜、報(bào)警電纜、扁形電纜和油井測(cè)井電纜。FEP膜已見(jiàn)用作太陽(yáng)能收集器的薄涂層。
FEP塑料應(yīng)用:
聚全氟乙丙烯樹(shù)脂具有與聚四氟乙烯相似的特性,又有熱塑塑料的良好加工工藝,因而使之成為代替聚四氟乙烯的重要材料。F-46在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于高溫高頻下使用的電子設(shè)備傳輸線(xiàn),電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部的連接線(xiàn),航空用電線(xiàn),及其他特種用途安裝線(xiàn)、油礦測(cè)井電纜、潛油電機(jī)繞組線(xiàn)、微電機(jī)引出線(xiàn)等等。
FEP全稱(chēng)為Fluorinated ethylene propylene,翻譯為氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物) 英文商品名:Teflon* FEP,是一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)。FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。FEP結(jié)晶熔化點(diǎn)為304℃,密度為2.15g/CC(克/立方厘米)。
FEP可應(yīng)用到軟性塑料,其拉伸強(qiáng)度、耐磨性、抗蠕變性低于許多工程塑料。它是化學(xué)惰性的,在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較低的介電常數(shù)(2.1)。
FEP屬性:
該材料不引燃,可阻止火焰的擴(kuò)散。它具有優(yōu)良的耐磨性,摩擦系數(shù)較低,從低溫到392F均可使用。該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產(chǎn)品,用作流化床和靜電涂飾的粉末,也可制成水分散液。半成品有膜、板。棒和單纖維。美國(guó)市場(chǎng)經(jīng)銷(xiāo)的FEP有DUIPont公司的 Teflon牌、Daikin公司的Neoflo牌、Hoechst Celanese公司的IHoustaflow牌。其主要的用途是用于制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)襯、滾筒的面層及各種電線(xiàn)和電纜,如飛機(jī)掛鉤線(xiàn)、增壓電纜、報(bào)警電纜、扁形電纜和油井測(cè)井電纜。FEP膜已見(jiàn)用作太陽(yáng)能收集器的薄涂層。
聚全氟乙丙烯FEP或者 F46,是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,六氟丙烯的含量約15%左右,是聚四氟乙烯的改性材料。
F-46樹(shù)脂既具有與聚四氟乙烯相似的特性,又具有熱塑性塑料的良好加工性能。因而它彌補(bǔ)了聚四氟乙烯加工困難的不足,使其成為代替聚四氟乙烯的材料,在電線(xiàn)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(xiàn)、電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部的連接線(xiàn)、航空用電線(xiàn)及其特種用途安裝線(xiàn)、油泵電纜和潛油電機(jī)繞組線(xiàn)的絕緣層。
根據(jù)加工需要,F(xiàn)-46可分為粒料、分散液和漆料三種。其中,粒料按其熔融指數(shù)的不同,可供模壓、擠出和注射成型用;分散液供浸漬燒結(jié)用;漆料供噴涂等用。
FEP結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
F-46樹(shù)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,結(jié)構(gòu)式如下:
由此可見(jiàn),F(xiàn)-46樹(shù)脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周?chē)耆环影鼑?,但F-46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(zhǎng)期應(yīng)力下的溫度范圍上限來(lái)看,無(wú)很大影響,F(xiàn)-46的上限溫度為200℃,而聚四氟乙烯的高使用溫度是260℃。但是,這種結(jié)構(gòu)上的差別,卻使F-46樹(shù)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(jiǎn)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。
性能編輯
F-46中六氟丙烯的含量對(duì)共聚體的性能是有一定的影響。當(dāng)前生產(chǎn)的F-46樹(shù)脂的六氟丙烯的含量,通常在14%-25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右。
FEP物理性能:
F-46樹(shù)脂的分子量測(cè)定,當(dāng)前尚無(wú)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??梢?jiàn)F-46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
F-46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(cè)得的結(jié)果,國(guó)產(chǎn)F-46樹(shù)脂的熔點(diǎn)大多在250-270℃之間,比聚四氟乙烯低。
F-46樹(shù)脂是一種結(jié)晶性高聚物,結(jié)晶度比聚四氟乙烯低一些,當(dāng)F-46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。F-46的晶體結(jié)構(gòu)形態(tài),均為球晶結(jié)構(gòu),并隨樹(shù)脂和加工成型溫度及熱處理方式的不同而有一定的差異。
FEP電絕緣性能:
F-46的電絕緣性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介電系數(shù)從深冷到高工作溫度,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。
F-46樹(shù)脂的體積電阻率很高,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。
F-46的擊穿場(chǎng)隨厚度的減少而提高,當(dāng)厚度大于1mm時(shí),擊穿場(chǎng)強(qiáng)在30kV/mm以上,但不隨溫度的變化而變化。
FEP熱性能:
F-46樹(shù)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。
F-46樹(shù)脂的熱分解溫度高于熔點(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F-46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)。F-46在熔點(diǎn)溫度以下是相當(dāng)穩(wěn)定的,但在200℃高溫下機(jī)械強(qiáng)度損失較大。圖2是F-46樹(shù)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F-46在372℃,5000g重力下,10min內(nèi)流過(guò)規(guī)定孔徑的克數(shù),因此,可用熔融指數(shù)的增加來(lái)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F-46與F-4絕緣電線(xiàn)相比較的壽命曲線(xiàn)。
F-46在-250℃時(shí)仍不完全硬脆,還保持有很小的伸長(zhǎng)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(lèi)塑料所不及的。
FEP耐化學(xué)穩(wěn)定性:
F-46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。除與高溫下的氟元素、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。
FEP力學(xué)性能:
F-46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)-46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。
FEP其他性能:
F-46樹(shù)脂在大氣中抗氧化性能非常好,耐大氣穩(wěn)定性高。F-46的耐輻照性要比聚四氟乙烯好,略遜于聚乙烯。在空氣中和室溫下,F(xiàn)-46開(kāi)始出現(xiàn)性能變化的小吸收劑量為105-106rad?既103-104Gy,故可作耐輻照材料使用。
FEP生產(chǎn)要點(diǎn):
F-46具有較好的加工工藝性能??刹捎猛ǔ5臄D出法包覆電線(xiàn)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F-46樹(shù)脂的加工條件,首先應(yīng)了解F-46的流變性能。F-46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。 F-46的臨界剪切速率,如果剪切速率超過(guò)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(wú)光澤和起層。F-46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(wèn)題尤為嚴(yán)重。
F-46樹(shù)脂在加工中有兩個(gè)特征,即具有熔融破裂的傾向和熔融狀態(tài)時(shí)有特高的可拉伸性。為了在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中盡量消除或改善熔融破裂和提高生產(chǎn)率,通常采取以下措施:,采用擠管式模具,擴(kuò)大模子的開(kāi)口,以減慢聚合物在??诘牧魉?,使之在低于臨界剪切速率的適中擠出速度下擠出樹(shù)脂,并提高生產(chǎn)率;第二,在不致使樹(shù)脂分解的前提下,盡可能提高熔融樹(shù)脂的溫度,以降低樹(shù)脂粘度,從而提高其臨界剪切速率。
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