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1、聚四氟乙烯绝缘电缆制造和应用李富根1一，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统称为氟塑料含有氟原子的塑料统称为氟塑料。含氟塑料与其他塑料相比，具有更优异的耐高低温、耐腐蚀、耐侯性、电气绝缘性、不吸收水及低的摩擦系数等等特性，因此它已经成为现代尖端科学技术、军工生产和各工业领域所不能缺少的新型塑料之一。2一，前言含氟塑料在电线电缆工业主要用于要求耐高温、耐热条件下的产品，其中尤以聚四氟乙烯的使用最为突出。如制造各种耐高温的航空电线、测（油）井电缆、加热电缆、耐高温射频同轴电缆等等。3一，前言氟塑料的品种很多，目前在电线电缆工业中应用的氟塑料有：聚四氟乙烯（F-4）、聚全氟
2、乙丙稀（F-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。4一，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，简称FEP。由于三氟甲基（CF3）取代了部分氟原子，因而破坏了聚四氟乙烯的结晶性（F46的结晶度为结晶度为40405050，分子链的长度也比四氟乙，分子链的长度也比四氟乙烯短，从而降低了粘度，使它能在普通挤出机上挤出烯短，从而降低了粘度，使它能在普通挤出机上挤出加工，大大改善了工艺性，使它成为替代加工，大大改善了工艺
3、性，使它成为替代F F4 4材料，材料，而获得广泛应用，它的使用温度：100 204。F46主要用作电子设备中的传输线、安装线、电子计算机内部的连接线、宇宙航空用电线等等领域。5一，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），几乎保留了F4的各种特性，但是它的熔融温度和一般热塑性塑料一样能熔融流动，所以可以采用挤出加工，往往称为可熔性聚四氟乙烯，它可熔性聚四氟乙烯，它的使用温度：的使用温度：100 260。PFA可用作大电流、高温电线、高温同轴电缆、石油勘探电缆等。目前，这种树脂价格较高。近期，日本日立公司用PFA绝缘制成的46AWG超细同轴电缆绝缘外径只有0
4、.115mm。6一，前言乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）乙烯四氟乙烯共聚物，简称F40。它的电气绝缘性能，仅次于F4和F46，具有机械性能高、耐辐照、化学稳定性好等优点。F40是线性高聚物，其耐应力开裂性能，不如F46，采用交联辐照可改善和提高其耐开裂性能。它虽然可挤出加工，但流动性差、收缩性较大，加工性能不如F46。它的使用温度范围：100 180。F40主要用作航空电线和各类仪器仪表及电子计算机连接线、耐辐照电线和有耐高温要求的各种信号传输线的绝缘等场合。7二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（F4F4）聚四氟乙烯是由单体四氟乙烯CF2CF2经游离基反应悬浮聚合而成，其平均分子量约为1550
5、万,分子结构如下：F F CC F F8二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯有悬悬浮浮聚聚合合和分分散散聚聚合合两种聚合工艺。聚合的方式不同，所得到的树脂颗粒大小、性能也不同，相应的成形的加工工艺也有所不同。悬浮聚合所得树脂颗粒直径大小在35500微米范围，一般用作模压或挤压应用；分分散散聚聚合合的的树树脂脂：一种为白色纤维状颗粒树脂，供糊状冷挤出或软膏推挤用；供糊状冷挤出或软膏推挤用；另一种为分散液。9二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：由于聚四氟乙烯的CF键的键能可达107kcal/moi，CF键不易断裂，CF键键能高，断开它需要很大的能量，它不可能发生聚乙烯那样的链转移，因而具有高度的热稳定性。聚四氟乙
6、烯完全没有支链，是典典型型的的直直链链状状线线形形热热塑塑性性高分子化合物。高分子化合物。10二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：整个聚四氟乙烯大分子呈螺旋状结构，外层氟原子紧紧地将CC主链包住，如条坚硬的长棒；聚四氟乙烯分子结构高度对称，因此很容易结晶，结晶相含量可达5575。聚聚四四氟氟乙乙烯烯是是完完全全对对称称线线型型结结晶晶性性高高分分子子化化合合物物，当加热聚四氟乙烯到327327时（结晶相的熔熔融融温温度度），结晶相全部转化为无定形相，当在310315时，快速冷却就能得到结晶度较小的产品；如果缓慢冷却，则其结晶度相对较大，结晶度可达6385；11二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：聚四氟
7、乙烯的氟原子负电性很大，因而CF键是很强的极性键。但是由于聚四氟乙烯排列对称，又没有支链，它的总偶极矩要比聚乙烯更接近于零，所以聚四氟乙烯完全可以称为非极性高分子化合物。非极性高分子化合物。12二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：聚四氟乙烯中碳氟键的空间排列成螺旋型，碳氟键的键能较高，氟的负电性很强，氟原子的排斥力很大，从而使得分子键的内旋转很困难；聚四氟乙烯中的氟原子呈现对称性，偶极矩接近于零，使其介电常数（2.0左右）和介质损tg（1105）很小，基本不受频率和温度变化的影响。只是在低温时，聚四氟乙烯的tg随温度变化有所变化。聚四氟乙烯具有聚四氟乙烯具有优良优良的介的介电电性能、耐化学腐性能、
8、耐化学腐蚀蚀、耐气候等等一、耐气候等等一系列的系列的优优秀性能。秀性能。13二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：对于浓酸、浓碱或强氧化剂，聚四氟乙烯塑料即使在高温下也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过贵重金属。除某些卤化胺或芳香族碳氢化合物会使它有轻微膨胀外，酮类、醚类和醇类等有机溶剂均对其不起作用。只有在高温、高压下，熔融状的碱金属、三氟化氢及元素氟等才能对其起作用。14二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：聚四氟乙烯塑料不受氧气、紫外光作用，耐气候性能好。聚四氟乙烯具有不燃烧，良好的耐电弧性、不吸水。聚四氟乙烯塑料可长期使用于200250下，在250高温下，经1000小时处理后，其机械强度和介电性能
9、均无显著变化。15二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的特性：聚四氟乙烯塑料在低温200下，塑料的脆性仍然很小，呈现高弹态具有优良的柔韧性，这是由于聚四氟乙烯具有棒状分子链和螺旋型结构，即使在很低温度下，分子间仍可以滑动所致。总总之之，聚聚四四氟氟乙乙烯烯具具有有优优异异电电气气绝绝缘缘性性能能、耐耐高高温温和和低低温温、足足够够好好的的机机械械性性能能和和化化学学稳稳定定性性等等优优良性能，是良好的良性能，是良好的电线电缆绝缘电线电缆绝缘材料。材料。16二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的缺点。聚四氟乙烯虽是一种热塑性塑料，但是在高温时粘度很大，与其它热塑性塑料相比成形困难，聚四氟乙烯不能采用不能采用一般热塑性塑
10、料的挤出成热塑性塑料的挤出成形的加工方法，须采用推挤工艺，工艺复杂、形的加工方法，须采用推挤工艺，工艺复杂、生产效率低。生产效率低。聚四氟乙烯塑料，价格相对较高。聚四氟乙烯塑料是含卤塑料，不是环保型材料不是环保型材料。17二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的缺点。聚四氟乙烯当加热到327时（结晶相的熔融温度），晶相消失而形成的熔融液体的粘度在101215Pa.s之间，仍然处在无定形的高弹态。加热到380时，它的粘度仍在1011Pa.s附近，然而到390时已经开始分解，到415415时则急时则急剧分解。剧分解。直到分解开始前聚四氟乙烯都没有达到无定形相的粘流温度，所以它不能用塑料粒子成形方法，只能先在室温
11、进行干压成形，然后再在高温下进行热处理烧结，最后控制冷却温度以获得预期性性能要求的产品；18二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的缺点。聚四氟乙烯冷流性严重，聚四氟乙烯在负荷的长期作用下，尺寸不稳定，而且这种变形是不可逆。即在连续负荷下会发生塑性变形，因而制成品尺寸不稳定，特别是不能制造外形复杂的产品；19二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的缺点。聚四氟乙烯导热性差，它因温度变化引起的膨胀和收缩要比一般塑料大，如在加工工艺中烧结温度和冷却速度控制不好，使得膨胀和收缩不一致，会造成绝缘应力开裂；20二，聚四氟乙烯聚四氟乙烯的缺点。耐电晕性差，在电晕条件下长期负荷电压时，介电性能将降低。耐辐照性能也不好，在射线作用下性
12、能降低。当辐照剂量为51055107伦琴时，F4的抗拉强度和拉断伸长率直线下降。F4分子中氟原子，在长期经受电压后会游离分解，使击穿电压显著降低；同时氟原子的屏蔽不能阻止波长很短的射线的穿透，侵袭CC主链而分解；聚四氟乙烯只能成为聚四氟乙烯只能成为高温的低高温的低电压电压的不耐幅射的不耐幅射的的绝缘绝缘材料材料；21二，聚四氟乙烯综合考虑，聚四氟乙烯仍不失为电线电缆的一种耐热绝缘材料。采用聚四氟乙烯绝缘的电线电缆，可以应用于：航空、航天技术中的耐高温安装线；高频耐高温电缆，电视和雷达无线电通信装置中的耐高温射频同轴电缆；高温控制电缆，如石油勘探用电缆；医用综合电缆，如B超电缆、超声探测电缆；高
13、温加热电缆。22三，聚四氟乙烯绝缘的加工自1938年美国化学家R.J.Plumkett合成聚四氟乙烯后，尽管聚四氟乙烯材料具有一系列优异的性能，但鉴于它的熔融粘度太大，不能采用一般的热塑性塑料的挤出加工方法，使得它的应用、发展受到了制约；1958年美国吉宁机械制造公司提出了推压挤出聚四氟乙烯专利后，才解决了聚四氟乙烯簿层绝缘的加工问题，从此聚四氟乙烯绝缘电线获得了迅速发展和应用。23三，聚四氟乙烯绝缘的加工聚四氟乙烯绝缘的三种加工工艺方式：1，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）；2，聚四氟乙烯薄膜绕包；3，聚四氟乙烯分散式水剂浸涂。24三，聚四氟乙烯绝缘的加工聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）活塞
14、挤出是糊状聚四氟乙烯冷挤出或称为软膏推压挤出，这是聚四氟乙烯电线电缆绝缘采用的主要加工工艺方式。糊状冷挤出或软膏推挤用的是分分散散聚聚合合的聚四氟乙烯树脂，它是一种白色纤维状颗粒树脂，这种树脂的比表面积大，能充分吸收有机溶剂，形成糊膏状。25三，聚四氟乙烯绝缘的加工聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）活塞挤出是糊状聚四氟乙烯冷挤出或称为软膏推挤，这是一种间歇式的推压挤出，其加工工艺流程为：F4树脂 过筛加入助挤剂和树脂混合预成形推压挤出 干燥、烧结、冷却火花耐电压成品捡验。26三，聚四氟乙烯绝缘的加工2，聚四氟乙烯薄膜绕包 聚四氟乙烯薄膜绕包是聚四氟乙烯绝缘电线电缆又一种绝缘结构加工形式。绕包聚四
15、氟乙烯薄膜绕包绝缘，其加工工艺流程为：聚四氟乙烯薄膜切条薄膜绕包绕包薄膜烧结火花耐电压成品捡验27三，聚四氟乙烯绝缘的加工 绕包采用的聚四氟乙烯是悬悬浮浮聚聚合合树脂经过模压烧结成毛坯，通过车削辊压而成。经过辊压的0.5毫米厚度以下的称为定定向向薄薄膜膜，定向度在2.5以上；未经过辊压的为不定向薄膜；定向度在1.12.1之间的为半定向或部分定向薄膜。定定向向度度就就是是薄薄膜膜加加热热后后的的收收缩缩性性。薄膜有定向度即收缩性，才能在烧结时利用熔融时的收缩压力达到绕包绝缘层间的紧密结合。28三，聚四氟乙烯绝缘的加工对绝缘厚度较薄的绝缘安装线，采用定向度为1.652.05的F4薄膜绕包；绕包薄膜
16、一般都较薄和窄，为使绕包时薄膜有一定的机械强度和烧结时易烧牢，故取较大的定向度。但是，过高的薄膜定向度，机械强度是提高了，可薄膜不容易烧牢。用提高烧结温度的方法则往往会造成聚四氟乙烯的分解，从安全角度考虑，这是必须避免的。29三，聚四氟乙烯绝缘的加工对绝缘较厚的F4绝缘射频同轴电缆，绕包用薄膜厚度为0.1毫米左右，需要对电缆进行多次或多层绕包，才能得到需要的绝缘厚度，如果采用定向度过大的薄膜，会使绕包薄膜在烧结时收缩剧烈，造成整个绝缘开裂；用降低烧结温度的办法，会使薄膜层间不能融合烧牢靠。因此，所用的薄膜须有适当定向度的要求。为达到薄膜既有适当收缩，又容易烧结，对绝缘厚度较厚的电缆的绕包薄膜定
17、向度取为1.10.05左右较好。30三，聚四氟乙烯绝缘的加工3，聚四氟乙烯分散式水剂浸涂 聚四氟乙烯分散式水剂是一种把聚四氟乙烯粒子分散在水中的乳白色乳浊液，以非离子型湿润剂稳定，加入其他固体或液体原料可以进一步改性至适合特殊的用途。这种分散式水剂尤其适用于涂覆或浸渍方面的应用，解决了一些树脂不能使用传统溶剂或熔融技术的难题。31三，聚四氟乙烯绝缘的加工聚四氟乙烯分散式水剂生产的纺纱产品，可以重复地进行浸渍涂覆至所需要的厚度，然后再除去水份并将其他原料的活性减低，最后干净的树脂微粒被加热结牢成为一连续性的涂层，或者产品会被非熔融性的微粒所涂覆或浸渍。一般玻璃纤维或人工合成产品都可以采用。32四
18、，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）活塞挤出（推压挤出）活塞挤出是糊状聚四氟乙烯冷挤出或称为软膏推挤，是聚四氟乙烯电线电缆绝缘采用的主要加工工艺方式。这是一种间歇式的推压挤出，其加工工艺流程为：F4树脂 过筛加入助挤剂和树脂混合预成形推压挤出 干燥、烧结、冷却火花耐电压成品捡验。33四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）1,树脂过筛活塞式挤出，使用的聚四氟乙烯树脂主要是分散聚合型树脂。它是白色纤维状结构，很容易结团，为了获得均匀的绝缘结构获得均匀的绝缘结构，并使树脂和使树脂和助挤剂混合良好助挤剂混合良好，首先要对所用的树脂进行过筛。对绝缘外径较大或绝缘壁厚的绝缘，可以使用经过过筛下来的余料继续使用
19、或再通过3mm孔的筛子过筛后使用。34四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）1,树脂过筛一般树脂粉末颗颗粒粒越越细细，绝绝缘缘的的电电性性能能就就越越好好。但是，只要树脂未结团，则颗粒大小对绝缘性能的影响不大。值得指出的是，结团的树脂决不可采用“高速捣碎机”进行捣碎，也不能用力过猛或长时间的筛析。因为这些做法都会破坏树脂的颗粒纤维，使挤出所得的绝缘断裂或成碎片。35四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）2，混合混合是将过筛过的树脂与助挤剂，按一定比例的数量在密闭容器中进行混合。混合应该均匀，不然会影响料的均匀性，使绝缘产生皱纹或斑点。混合方式可以使用混合机或用手摇动的方法，一般混合510分钟即可。
20、混合好的树脂，通常以存放数小时后再用为好，这样可以使得助挤剂充分地扩散到树脂中间去，达到均匀混合的作用。36四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）助挤剂 助挤剂又称为润湿剂，助挤剂又称为润湿剂，助挤剂起二个作用：一是助挤剂与聚四氟乙烯树脂混合后使其成为糊糊状状物物，以便经剪切力作用能将树脂颗粒，拉伸成纤维形结构；二是助挤剂起润润滑滑作作用用，减小树脂和挤出模子壁、树脂本身之间的摩擦力。如果不用助挤剂，没有助挤剂的润滑作用，单用F4来推挤，将会使推挤阻力很大，往往无法进行挤出，同时不含助挤剂的树脂挤出中极容易粘模子。37四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）助挤剂要求助挤剂要求：良好的润滑性能；助挤
21、剂在推挤成形过程中本身不会起化学变化，不影响F4树脂的机械物理性能；助挤剂在干燥、烧结时能全部挥发逸出，否则将会使绝缘表面发黄、有气泡和裂纹；逸出的助挤剂在绝缘表面不应留下任何含碳的残留物，否则残留物会在绝缘烧结时碳化，使绝缘变色，降低绝缘的电性能和耐化学腐蚀性能。38四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）助挤剂种类助挤剂种类 任何具有能够润湿F4粉料的溶剂都能作助挤剂。可作聚四氟乙烯助挤剂，主要是有机溶剂类物质：甲苯作为助挤剂的优点是能够使聚四氟乙烯绝缘较白，但是甲苯的毒性大，故不采用；溶剂油如120号溶剂汽油，加工性能优异、柔软，价格适中；但去除时容易燃烧、不太安全；石油醚其性能介于甲苯和溶
22、剂油之间，使用安全，因而较多采用，但价格较高。39四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）助挤剂的用量助挤剂的用量 助挤剂的用量视绝缘外径大小、绝缘厚度而定。绝缘厚度厚，助挤剂的配比量增加，配比增大，使推挤阻力减小，树脂所受到的剪切力也减小。当树脂与助挤剂的配比太大时，会使绝缘难以成形。反之，配比过小，会导致绝缘推挤阻力增大，易使树脂过分受力而产生裂纹和绝缘表面雀斑。一般树脂与助挤剂的重量比为100：1825。当其它工艺条件相同时，增大配比量，会使绝缘外径疏松，绝缘收缩率大，绝缘表面发黄，绝缘内部空隙多，从而使绝缘的击穿电压低。40四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）树脂与助挤剂的配比量，应考虑因
23、素：1）当推挤压缩比增大时，则推挤压力越大，越需要减小推挤阻力，增大助挤剂含量可以减小推挤时的摩擦系数。反之，推挤压缩比越小，助挤剂含量应减少。压压缩缩比比的的大大小小是是影影响响树树脂脂与与助挤剂配比大小的主要因素；助挤剂配比大小的主要因素；2）在相同或相近压缩比的条件下，绝缘厚度较大的可以比绝缘薄的少加12份助挤剂，这是因为绝缘薄，助挤剂易于挥发。同时较厚的绝缘层推挤时需要较大推压力，如果助挤剂过多会使绝缘不密实；41四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）树脂与助挤剂的配比量，应考虑因素：3）推挤速度快的应比推挤速度慢的少加12份助挤剂，以使助挤剂充分挥发；4）当操作温度高，助挤剂易于挥发时
24、，此时应多加12份助挤剂，以保证推挤顺畅。42四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）3，预成形 预成形或预压是将树脂粉粒预压成坯。预预压压的的目目的的是是克克服服粉粉状状树树脂脂加加料料，助助挤挤剂剂易易挥挥发、加料易不均匀、加粒量少的缺点。发、加料易不均匀、加粒量少的缺点。预成形压强一般在2050kg/cm2，具体应视坯体大小确定。坯体所受预成形压力，应比推挤过程中所受压力小，但不能太小，过小达不到预压的目的；预成形压力过大，易将助挤剂压出，影响配比和造成过多的逃料。一般预成形压力，以见到模底边缘稍有助挤剂外渗，仃止加压，然后保持压力35分钟。43四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）3，预成形
25、 预成形后，从模子中取出坯体时，必须十分小心，因为此时的坯体很不结实坚固，而且比较柔软。预压好的坯体要用干净绸布拿起坯体并放置于干燥容器中，存放时间以不超过八小时为好，最好立即使用，以免污染坯体和助挤剂的挥发。44四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）4，推压挤出（推挤）推挤是预压好的坯体放置于活塞推压机的钢桶中，当推压机的活塞上升或下降时，坯体通过具有一定锥角的模具，在剪切力的作用下将树脂颗粒拉伸成纤维状结构，然后再经过干燥、烧结、冷却等工序，获得聚四氟乙烯绝缘。45四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）F4推挤设备及过程 推挤机头 46四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）推挤模具 模具直接影响
26、绝缘尺寸和质量。模芯 内模孔尺寸，以使导体线芯能不紧不松通过为好；内模往往采用针管；模套外模孔的锥体和光洁度，直接影响绝缘的表面质量，要求外模锥体和模孔的光洁度达到7以上。模孔尺寸，考虑F4经烧结后有一定的收缩率，应相当于挤出的绝缘外径d2，并稍大于d2；收缩率随绝缘厚薄不同而不相等；制造模具的材料以不锈钢较好。47四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）推挤模具 外模的承线增长，有利于改善绝缘表面光洁度和均匀性，但会使推挤压力增大，反之则减小。承线长度控制在38mm；一般压缩比增大时，应使模具的承线短些，因为承线过长，将使推挤压力增大，容易造成绝缘烧结后产生裂纹。同样，外模的锥角大则推挤的压力大
27、，反之则压力小。模具锥角大小的选取还跟缸筒、压缩比大小等有关。模具的锥角一般选为1520度，以20度比较适宜。48四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）压缩比 压缩比是推挤中的一个重要参数，压压缩缩比比M M定定义义为为：推推挤挤机机的的活活塞塞截截面面积积S S与与制制得得的的绝绝缘缘层层截截面面积积S S之之比比，即即M=S/SM=S/S电电缆缆绝绝缘缘的的推推挤挤压压缩缩比比的表达式为：的表达式为：M=D22D12/d22d12式中：D1导杆直径或称为芯棒直径；D2缸筒直径或称为活塞直径；d1电缆的导电线芯直径；d2电缆的绝缘直径（外径）。实际生产中，压缩比一般取300800之间。49四，
28、聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）压缩比 压缩比的大小与所用树脂的质量、模具角度、模具的承线长短等因素有关：压缩比不能超过树脂本身容许的压缩比范围；减小压缩比，应适当增大模具角度，反之则应减小；模具的承线短，压缩比增大，挤出压力增大，过高的压力不仅增加绝缘定向度，使沿挤出方向造成开裂，并在挤出层内部粒子间形成硬脆的交界面，使烧结时不能熔融在一起，引起绝缘的裂纹。压缩比或推挤压力的大小及均匀，直接影响挤出和绝缘质量。只有选取适当的压缩比，并使推挤压力保持均匀，才能保证绝缘的挤出质量，并避免挤出的绝缘层松紧不一的现象。50四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）推挤速度推挤速度的控制主要取决于干燥和烧结
29、速度。烧结速度过慢，有时会由于助挤剂大量逸出而不能成形，这样生产效率低；推挤速度太慢，还会由于坯体受压力时间过长，致使预制品密实，助挤剂不易逸出而使绝缘发黄；推挤速度太快，易造成干燥不完全、充分，造成绝缘发黄甚至发黑，同时绝缘也不容易烧结透。因此推挤速度必须小于或等于干燥速度，而干燥速度又与绝缘尺寸、绝缘厚度、干燥区域的长度等因素有关。51四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）5，干燥和烧结干燥和烧结的作用是使推挤的绝缘层，在烧结温度下经过熔融透明后，由于分子间力的作用使它成为密实的整体。干燥和烧结的工艺方法可采用烘箱烧结和管型炉烧结。管型炉烧结的烧结质量较好，烧结均匀、便于连续生产、成形工艺简
30、单，因而获得普遍应用，这是聚四氟乙烯绝缘主要采用的干燥和烧结工艺方法。52四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）管型烧结炉 在管型烧结炉中，按其温度分布和所起作用，可分为：干燥区；预热区；烧结区；冷却区。各区的温度高低和分布，直接影响绝缘的物理机械性能和表面质量。53四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）干燥区干干燥燥区区的的作作用用是是除除去去助助挤挤剂剂。一般干燥区的温度以使所用助挤剂沸程范围内即可，以达到除去助挤剂的目的，干燥区温度不超过300。挤出速度一定时，干燥区温度太高，会导致干燥速度太快，助挤剂来不及挥发，会使绝缘发黄，产生夹层、气泡或裂纹。反之，温度太低，助挤剂不能全部挥发逸出，也
31、会使绝缘发黄，严重时甚至发黑。适当放长干燥区的长度，有利于助挤剂的充分挥发。干燥区的温度，应均匀缓慢上升，沿纵向长度各点温度差应不大于5为好，以避免挤出的绝缘层膨胀不均匀。干燥区的最高温度不应超过聚四氟乙烯的结晶熔点327。54四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）预热区预热区是干燥区和烧结区之间的一个接续区段，它的温度一般在270320的范围内。预热区的温度过高或过低，也会导致绝缘的裂纹。预热区的作用是使聚四氟乙烯绝缘层，在一定的温度范围内，有一个稳定的过程，使助挤剂得到进一步的充分挥发和逸出。55四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）烧结区当F4绝缘层离开干燥和预热区时，绝缘层中存在较多的孔隙
32、需要在烧结区加以消除，使得绝缘层紧密成为整体。F4是晶相和非晶相的混合物，F4的晶态的熔融温度是327。当温度超过晶体熔点时，聚合物开始转为非晶态，呈现透明状态，此时绝缘层体积增加约25，烧结区的作用就是实现这样一个过程：消消除除绝绝缘缘层层中的孔隙，使绝缘紧密成为整体。中的孔隙，使绝缘紧密成为整体。烧结区温度一般控制在500以下。56四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）烧结区烧结区的温度高低与绝缘厚度、收线速度等有关。烧结区温度分布应呈现波浪型，即逐步升高后再逐步下降。这是考虑聚四氟乙烯在熔点附近有较大体积膨胀的缘故。因为如果温度骤然由预热区的300左右，骤然上升到烧结区的420450，则会
33、由于聚四氟乙烯的导热性差，而在绝缘内外表面造成温度梯度，使绝缘层膨胀不一造成内部应力，造成绝缘开裂。逐步升温和降温，可以减小和避免这种内应力。57四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）冷却区经过烧结后的F4冷却过程，就是使它从非晶态转变为晶态。冷却后结晶体含量，除与聚合物本身分子量有关外，还与冷却速度有关。冷却速度快，结晶含量（低）少，伸长率大收缩率小，电线柔软；冷却速度慢，则反之。对于薄层绝缘，快速冷却有利于提高其机械性能。但骤然冷却会增加绝缘层内外温差，产生内应力，应避免。冷却区温度的高低，表明了冷却速度的快慢。冷却区，一般都是采用空气冷却。58四，聚四氟乙烯的软膏推挤（活塞挤出）干燥和烧结
34、工艺可与推挤连续进行，也可以采用先推挤然后再烧结的方式。先挤出后再烧结的好处是，能够更好地控制干燥和烧结，不必受限于推挤速度等因素。干燥和烧结后的绝缘，应进行绝缘表面和绝缘耐电压性能捡验，然后再进入以后的加工生产工序，如外导体、绞对等工序。59五，聚四氟乙烯绝缘加工的质聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制和安全量控制和安全聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制推挤成形和薄膜绕包的聚四氟乙烯绝缘，在实际生产中都会发生质量问题。这里主要就推挤成形质量问题作一简介。下表列出了推挤成形中的主要质量问题及解决措施：60五，聚四氟乙烯绝缘加工的质聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制和安全量控制和安全推挤聚四氟乙烯绝缘主要质量问题及
35、解决办法61五，聚四氟乙烯绝缘加工的质聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制和安全量控制和安全62五，聚四氟乙烯绝缘加工的质聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制和安全量控制和安全聚四氟乙烯绝缘加工的安全防护F4绝缘加工中的安全防护，值得重视和注意。F4塑料是惰性物质，在不高的温度下保存和使用，对人体健康不会有任何危害；在250以上，F4开始分解，析出各种不饱和化合物，温度越高析出量越多。当温度高达415以上时，F4的分解速度急剧加快，而且分解析出的四氟乙烯（C2 F4）、全氟丙烯（C3 F6）、全氟丁烯（C4 F8）、全氟异丁烯等，都具有程度不同的毒性，会危害人体的健康，其中全氟异丁烯是毒性较大的。63五，聚四氟乙烯绝缘加工的质聚四氟乙烯绝缘加工的质量控制和安全量控制和安全在F4绝缘加工生产过程中，应该对聚四氟乙烯绝缘加工场所建立安全隔离区，禁止非操作人员进入加工场所；绝对禁止在聚四氟乙烯绝缘加工场所抽烟；保持加工场所的清洁、干净、卫生；应该对聚四氟乙烯绝缘加工场所，采取有效的通风，通风换气次数每小时不得少于5次；对有加热的设备或场合，应安装局部通风设备，以利于通风排出有害气体，保护操作人的安全和健康。条件可能，应定期对操作人进行健康检查。64 65