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有关耐热电线电缆技术的4问4答

 盈众设计

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   在开发低压耐热电线电缆时,通常陷入对选择何种耐热导体、绝缘材料、护层结构以及耐热电线电缆的使用环境及方法陷入困惑。本文参考国外耐热电线电缆专家的意见,对这些问题做简要回答。


   问1 :如果FEP (俗称铁氟龙--氟化乙烯丙烯共聚物)和硅橡胶绝缘电缆的连续额定
温度都是200℃,那么,其区别是什么?对于同一种用途而言,哪种材料更好些?
   答:FEP 铁氟龙是热塑性塑料,在暴露于足够高的温度时会再次熔融。而硅橡胶是热固性材料,在热活化催化剂的作用下,在其分子内可形成更强的化学键。当暴露于过高的温度下时,硅橡胶将会碳化或者降解为非常细的粉末。

   这种根本性的差别,对于决定把电缆产品应用于特高温环境还是火焰环境是十分重要的。塑料类绝缘层会在安装管道内和电缆桥架上熔融,并滴落在下方的结构和设备上,需要花费昂贵的清理费用或更换。而硅橡胶材料则相反,它高温或火焰环境中只是碳化成粉末,清除和更换都很容易。另外,铁氟龙是一种比硅橡胶硬的材料,极限抗拉强是硅橡胶的2倍。

   这一差别就是,为什么硅橡胶绝缘电线电缆表面还要加上一个纤维编织层的原因。加上编织层可提高产品的耐切割性和耐磨性。

   FEP 铁氟龙既僵又硬。FEP绝缘层具有一定的记忆性,电线电缆绕在线盘上再放开来以后,会一直保持原来成卷包装时的环形形状。

   硅橡胶绝缘电线电缆则相反,它们非常柔软,对形状没有记忆性,很适合于反复弯曲的场合。

   从电气性能来看,这两种材料都是良好的电气绝缘材料。FEP特氟龙更适合于传输高频交流信号,因为FEP特氟龙可以挤制成最薄的绝缘厚度,可减少信号路径损耗,提高传输速率和延长传输距离,而不需要使用放大器。相反,硅橡胶绝缘电线电缆会在很长时间内保留着电容电荷。

   另外在防潮性方面,FEP 铁氟龙是能防潮的。它不会吸收水分,即使绝缘厚度很薄,水分也不会渗入内部。而硅橡胶就像许多电气绝缘材料那样,会吸收少量的水分,透过绝缘层进入结构内部。



   问2 :如果PFA 铁氟龙和硅橡胶绝缘电缆的连续额定温度都是200℃,那么,其区别是什么?对于同一种用途而言,哪种材料更好些?
   答:PFA 铁氟龙(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物,又称过氟烷基化物、可溶性聚四氟乙烯)的性能与FEP相似,只不过PFA的额定温度为250℃。额定温度200℃的硅橡胶的性能与那些额定温度250℃的混合物材料相类似。



   问3:PFA、FEP、TPFE和Tefzel都是特氟龙类绝缘材料。它们之间有何差别?

   答:有许多属于特氟龙家族的含氟聚合物都可用作电气绝缘。其中,绝大多数材料是杜邦公司首先开发的。至今,杜邦公司仍然是全球最大的绝大多数含氟聚合物的制造商。 

   这些材料包括FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)以及Tefzel(乙烯-四氟乙烯共聚物)。

   这些材料有许多相似之处,诸如:优良的耐恶劣化学环境、耐潮、阻燃性能,以及电器绝缘材料其他特性。

   其中,Tefuzel的连续额定温度只有150℃,但具有较好的韧性,能抵抗机械冲击和损坏。

   FEP的额定温度为200℃,在燃烧时不会产生烟雾。

   PTFE和PFA的定温度都是250℃,都具有良好的耐室外老化性能,其中包括碳弧、日晒和雨淋等。



   问4 :芳纶(Kevlar)编织护层和玻璃纤维编织护层有何差别?

   答:纤维编织层的作用是增强导体绝缘层和电缆结构的强度。 

   通常情况下,编织层上需要进行表面涂漆处理,以提高耐磨性,防止水分浸入。涂漆层通常是着色的,以便于电路识别或者改善电线电缆的外观。

   玻璃纤维和芳纶是最常用的编织材料。玻璃纤维的热稳定性好,软化温度700℃,熔融温度1400℃。芳纶的分解温度600℃左右。玻璃纤维编织层的平均厚度为0.002-0.035吋(0.05-0.89mm)。芳纶编织层的平均厚度稍小些,为0.018-0.040吋(0.457-1.02mm)。玻璃纤维很容易着色,并且外观色调鲜艳光亮,其本色为自然白色。而芳纶很难做成亮白色的,只有其他鲜艳的颜色,但外观光亚无泽。芳纶最显著的特点是其耐磨性和抗剪切性,其强度比玻璃纤维大若干倍,因此而成为电线电缆外护层的首选材料。
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