基本介紹
- 中文名：F46
- 類別：四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物
- 類型：改性材料
- 範疇：化學
- 別名：fluororesin-46
- 安全性描述：一般
- 熔點：(265±10)℃
- 密度：2.12～2.17
簡介,結構特點,性能,物理性能,電絕緣性能,熱性能,耐化學穩定性,力學性能,其他性能,工藝要點,套用,
簡介
F46樹脂既具有與聚四氟乙烯相似的特性，又具有熱塑性塑膠的良好加工性能。因而它彌補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，在電線電纜生產中廣泛套用於高溫高頻下使用的電子設備傳輸電線、電子計算機內部的連線線、航空宇宙用電線及其特種用途安裝線、油泵電纜和潛油電機繞組線的絕緣層。
結構特點
由此可見，F－46樹脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成，碳鏈周圍完全被氟原子包圍著，但F－46其大分子的主鏈上有分支和側鏈。這種結構上的差別對於材料在長期應力下的溫度範圍上限來看，無很大影響，F－46的上限溫度為200℃，而聚四氟乙烯的最高使用溫度是260℃。但是，這種結構上的差別，卻使F－46樹脂具有相當確定的熔點，並可用一般的熱塑性加工方法成型加工，使加工工藝大為簡化。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
物理性能
F－46樹脂的分子量測定，目前尚無可行的方法。但它在380℃時的熔融粘度要比聚四氟乙烯低，為103－104Pa．s。可見F－46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
F－46的熔點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，熔點變低。按差熱分析法所測得的結果，國產F－46樹脂的熔點大多在250－270℃之間，比聚四氟乙烯低。
F－46樹脂是一種結晶性高聚物，結晶度比聚四氟乙烯低一些，當F－46熔體緩慢冷卻到晶體熔點以下溫度時，大分子重行結晶，結晶度在50%－60%之間；當熔體以淬火方式迅速冷卻時，結晶度較小，在40%－50%之間。F－46的晶體結構形態，均為球晶結構，並隨樹脂和加工成型溫度及熱處理方式的不同而有一定的差異。
電絕緣性能
F－46的電絕緣性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介電係數從深冷到最高工作溫度，從50Hz到1010Hz超高頻的廣闊範圍內幾乎不變，並且很低，僅2．1左右。介質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的擊穿場隨厚度的減少而提高，當厚度大於1mm時，擊穿場強在30kV/mm以上，但不隨溫度的變化而變化。
熱性能
F－46樹脂的耐熱性能 僅次於聚四氟乙烯，能在－85－+200℃的溫度範圍內連續使用。即使在－200℃和+260℃的極限情況下，其性能也不惡化，可以短時間使用。
F－46樹脂的熱分解溫度高於熔點溫度，在400℃以上才發生顯著的熱分解，分解產物主要是四氟乙烯和六氟丙烯。由於F－46大分子通常帶有的等端基在熔點以上溫度時也會分解，因此300℃以上進行加工時也必須注意適當的通風。F－46在熔點溫度以下是相當穩定的，但在200℃高溫下機械強度損失較大。圖2是F－46樹脂的熔融指數在恆溫下的瞬間變化情況，熔融指數表示F－46在372℃，5000g重力下，10min內流過規定孔徑的克數，因此，可用熔融指數的增加來分析熔體粘度的減少及共聚物發生熱分解的情況。圖3是F－46與F－4絕緣電線相比較的壽命曲線。
耐化學穩定性
力學性能
其他性能
F－46樹脂在大氣中抗氧化性能非常好，耐大氣穩定性高。F－46的耐輻照性要比聚四氟乙烯好，略遜於聚乙烯。在空氣中和室溫下，F－46開始出現性能變化的最小吸收劑量為105－106rad?既103－104Gy，故可作耐輻照材料使用。
工藝要點
F－46具有較好的加工工藝性能。可採用通常的擠出法包覆電線電纜的絕緣層。為了正確設計擠出機和模具，控制和掌握F－46樹脂的加工條件，首先應了解F－46的流變性能。F－46在390℃溫度下剪下應力與剪下速率的關係。其粘度μA隨剪下速率加而下降。 F－46的臨界剪下速率，如果剪下速率超過此數值，就會引起塑膠流動的下均勻，結果使製品表面粗糙，無光澤和起層。F－46的臨界剪下速率值與聚乙烯，尼龍相比相差懸殊，因而熔融破裂問題尤為嚴重。
F－46樹脂在加工中有兩個特徵，即具有熔融破裂的傾向和熔融狀態時有特高的可拉伸性。為了在電線電纜生產中儘量消除或改善熔融破裂和提高生產率，通常採取以下措施：第一，採用擠管式模具，擴大模子的開口，以減慢聚合物在模口的流速，使之在低於臨界剪下速率的適中擠出速度下擠出樹脂，並提高生產率；第二，在不致使樹脂分解的前提下，儘可能提高熔融樹脂的溫度，以降低樹脂粘度，從而提高其臨界剪下速率。
（1） 擠出機螺桿的主要參數
F－46的擠出機，一般採用單頭全螺紋、等距、突變壓縮型螺桿。為保證F－46樹脂的充分塑化，螺桿的均化區長度，通常占螺桿全長的25%左右；螺桿頂端呈圓錐形，以防止樹脂的停滯和分解。
螺桿的主要技術參數如下：
長徑比L/D 20 螺距 1D
加料區長度 15．5D 壓縮區長度 0．5D
均化區長度難關 4D 螺紋寬頻 0．1D
加料區螺紋槽深 ?h1 1/6D
均化區螺紋槽深 ?h2 1/18D
壓縮比 ?h1/h2 3
?2 F－46絕緣電線擠出工藝要點
1）供料：F－46擠出前，先在120℃下預烘3h左右為宜。
2）導電線芯預熱：為保證擠出的F－46絕緣層內外溫度均一，導電線芯應預熱至300－350℃。
3）擠出機的溫度分布：擠出機一般以280℃（進料口）至380℃（機頭）直線上升的溫度分布為好；機頭溫度波動範圍不大於±5℃，並應在不致使樹脂分解的前提下，儘量提高機頭溫度，以降低樹脂的熔融粘度。擠出機機身（自進料口至機頭）、機頭、模套的參考溫度如下：
機身 第一段 280－310℃ 第二段 315－330℃
第三段 340－360℃ 第四段 360－380℃
機頭 380℃ 模套 380－410℃
4）模套的拉伸比：宜選擇在50－200範圍內。
5）螺桿的轉速：協同溫度將螺桿轉速調好後，在F－46樹脂擠出加工過程中不要變動頻繁，如有必要可稍加調整。螺桿轉速應隨導電線芯截面的大小而有所不同，一般可取5－15r/min。
6）模具模口保溫：保溫區應布滿整個拉伸區，保溫溫度在350－380℃，以避免F－46的錐體至成型之前，由於表面驟冷而形成應力，從而導致絕緣開裂。
7）絕緣電線冷卻：從擠出機擠出後的電線採用水冷。模口與水槽距離以較近為宜，建議不大於20cm。
8）設定濾網。為改善F－46樹脂的塑化和混合質量，增加反壓力，擠出機螺桿端部應加2－3層濾網為宜。
F－46絕緣電線在樹脂質量不佳和擠出工藝不當時，絕緣層會發生開裂現象，其主要原因是：
（a）絕緣層有內應力。生產內應力的原因很多，例如加工過程中樹脂組成不均所引起的塑化不良和加工工藝不當等。
（c）不穩定基團產生的大分子的斷鏈
（d）樹脂分子量過小或分布過寬，使材料承受強度降低。
（e）六氟丙烯含量過低，組成分布不均勻。
