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常見的電纜電線材料 |
| 發布時間：2024-03-08 文章來源：本站 瀏覽次數：1322 |
| 聚氯乙烯是很常見的一種塑料（簡稱PVC），是以聚氯乙烯樹脂為基礎，加入各種配合劑的多組分混合材料。其力學性能優越（一般抗拉強度≥12.5MPa，斷裂伸長率≥150%），耐化學腐蝕、不延燃、耐候性好，還有一點就是便宜，幾年前的售價大概在7～9元/公斤。這種材料正常的耐溫等級在-15℃～70℃，但是因為夠好夠便宜，有廠家在其中加入橡膠類物質，以提高其柔軟性和耐溫性，現在已經有改良后的耐高溫聚氯乙烯，耐溫等級可達-40℃～105℃。聚氯乙烯本身具有一定阻燃效果，燃燒后有黑煙并伴隨有刺鼻的酸臭，燃燒灰燼呈黑色焦殼狀。對于一些“ZR-”開頭的阻燃線纜，則需要選擇加有阻燃劑的型號，一般氧指數要達到28以上。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚烯烴類（PO）這類材料由碳氫元素組成，沒有添加阻燃劑的原始狀態下，都是不阻燃的。其中聚乙烯外觀為乳白色，薄時半透明，厚時不透明，表面呈蠟狀，燃燒有部分藍色火焰，容易滴落，發出蠟燭燃燒的味道。絕緣性能優秀，在低溫環境下（-70℃），不脆裂，不硬化。化學穩定性好，耐水性、耐老化性優良，還有就是密度小（0.95g/cm³左右），成品重量輕，抗拉強度可以達到20MPa以上，斷裂伸長率可以達到400%以上。但是其工作溫度不高，由于其熔點溫度在110℃～135℃，工作溫度也就在70℃左右，輻照交聯型聚乙烯也只有90℃。鑒于其高絕緣性，廣泛用于GB/T 12706中YJ系列電力線纜中，作為絕緣使用；同時其介電常數穩定，介質損耗角小，也作為網線、同軸線的絕緣介質。聚丙烯（PP）與聚乙烯性能相似，常規產品用的不多，因其耐溫等級高可以達到100℃以上，在一些有溫度要求的場所，會用其代替聚乙烯。聚烯烴是一個很復雜的大類，不同的烯烴配比導致其功能不一，其外觀不透明，本色也是呈現一種奶黃或乳白色，大部分種類表面不光滑，摩擦力大，如果用其在多芯電纜中當絕緣使用，成品較硬，必須選擇表面材質硬，表面光滑的牌號。通常的聚烯烴大概只有90℃的工作溫度，為了提高其耐溫等級會選用交聯型材料將溫度提高，目前常見的有105℃、125℃、150℃這3個等級。聚烯烴作為無鹵材料，在艦船、鐵路、新能源汽車等領域應用廣泛，尤其是低煙無鹵阻燃的配方料，在這些領域中有著不可替代的作用。
PVC、PE、PP、PO這些材料使用溫度等級幾乎都在100℃左右徘徊，如果想進一步提升，那就要選擇含氟聚合物材料。常見的氟塑料有聚四氟乙烯（PTFE），聚全氟乙丙烯（FEP），四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA），四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）等。先說優點：優良的電絕緣性能，高度的耐熱性，突出的耐油性、耐溶劑和耐磨性能、良好的耐濕性和耐低溫性。缺點——貴，就算是用回收料做的再生料也得70～80元/公斤，有些料比如PFA要達到340元/公斤、交聯型的ETFE甚至達到了1000+。含有氟元素，火焰環境下熱分解會產生有毒物質。前文已經說過，這材料及其難加工。按聚合方法不同，分為懸浮聚四氟乙烯和分散聚四氟乙烯兩大類。懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色粉末，顆粒較大，經適當處理后，可得到不同顆粒度的粉末，若將懸浮聚四氟乙烯模壓，燒結成圓柱胚料，再在車床上車削成聚四氟乙烯薄膜，這種薄膜又稱熟料帶，線纜加工中有一種四氟膜繞包工藝就是用的這種薄膜，衍生出的產品就是AFR-250系列高溫導線。分散聚四氟乙烯又可分為粉末和濃縮分散液兩種形態。其中粉狀分散樹脂在加入一定量的助劑（如石油醚）及填料（如石英粉）經混合后，專供推壓成型，線纜加工中有一種推擠工藝，就是針對這種材料，衍生的產品有FF4-2系列航空導線、SFF系列同軸電纜；也可將粉狀分散樹脂推壓成型，然后滾壓成薄膜（又稱生料帶），水電工常用來給水龍頭封口的那種白色帶子，線纜行業用它進行繞包絕緣或者護套用。濃縮分散液則可以用于浸漬多孔的玻璃絲編織層，燒結后讓玻璃絲編織層形成整體，玻璃短纖不易脫落，應用在一些耐高溫的電纜的外護套上。b、聚全氟乙丙烯（FEP）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）這兩種材料很相似，屬于熔融材料，可以擠塑加工，只是耐溫等級不同FEP工作溫度為200℃，PFA則達到了260℃。值得玩味的是，PFA和FEP一樣具有優異的絕緣性能和耐環境性能，但是在GJB 773B-2015中對于PFA只是在護套中進行了推薦（護套代號H9），而FEP則是在絕緣和護套中均有推薦（絕緣代號F46，護套代號H3）。不知道是出于什么原因，PFA除了價格較高，在長期的使用和試驗均未出現過任何問題，且性能也遠優于FEP。而且PFA基本特性與聚四氟乙烯（PTFE）相同，由于能用熔融擠出法加工，線纜產品中凡具有PTFE特性而用PTFE不能加工的，都可以用PFA代替，有些醫療用極細微同軸線的絕緣介質就是用PFA生產的。ETFE耐溫等級不高只有150℃，其密度較低在1.73～1.75g/cm³（PTFE，FEP，PFA均在2.2左右），在航空系統用線纜減重中起到一定作用。但是改良后的交聯型四氟乙烯-乙烯共聚物（XETFE）在航空航天系統中形成了55A系列電線電纜，應用及其廣泛。經過輻照交聯后的XETFE，其耐溫可以達到了200℃，分子結構經過打散重組后形成網格狀，不僅大大提高了材料的強度，還讓原本熱熔性的材料具有了熱固性，使其在高溫下的熱穩定性更高。基于此設計生產的55A系列線纜就具有了外徑小、重量輕、高阻燃、高強度、耐溶劑、耐高溫、耐輻射等優良特性。
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