(整理)聚四氟乙烯材料在電線電纜行業(yè)中的應(yīng)用

1、精品文檔聚四氟乙烯材料在電線電纜行業(yè)中的應(yīng)用聚四氟乙烯簡稱F-4（TFE或PTFE）,是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，人部分主碳鏈的周鬧都被氟原子緊密包I制這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在犬分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范鬧及高低溫使用范【韋I、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及咐氣候老化性能,因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。1物理性能聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在1

2、9C、29C、327C有轉(zhuǎn)折點，即晶體在這個溫度上卞，其體枳會發(fā)生變化。19C的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19C,而當(dāng)制成的坯料處于19C以上的溫度時，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在1929C之間。327C是聚四氟乙烯的熔點，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%,這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360C時仍高達(dá)JOionpa-S,仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱

3、塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點上卞溫度時體積變化較人，所以在燒結(jié)過程中，在熔點附近加熱速率必須緩慢，以使制品內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時甚至?xí)_裂。2電絕緣性能在廣闊的溫度和頻率范圉內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109Hz范|韋|內(nèi)變化很小，從室溫到300C之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體積電阻率Pv般大于1015Qm,表面電阻率Ps般人于10Q,即使長

4、期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。3熱性能聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)行的塑料中是很高的，雖然在200C時開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200C至熔點（327*0級以上溫度時，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計，只是在400C才開始發(fā)生顯著分解，在400C每小時的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，抗張強度降低了，在300C下加熱一個月，其抗張強度下降1020%,在260C長期加熱，抗張強度基本不變，因此，從熱分解的觀點來看，聚四氟乙烯可在300C下短期使用，在260”C長期使用。聚四氟乙烯在-200*0的極低溫度卞，仍

5、不脆硬，并具有令人滿意的機械強度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60260C的壞境下使用。4耐化學(xué)穩(wěn)定性聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。5力學(xué)性能由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250C時，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不人，當(dāng)溫度超過327C時，由于聚

6、四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327C以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。6耐濕性和耐水性聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小時后，西水性實際等于0,浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。7耐氣候性在人氣環(huán)境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件卜不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他壞境條件比較惡劣的地方。

7、由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250C的高溫，因此可以人人提高電纜的工作溫度和傳輸容量。近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，因此聚四氟乙烯生料比重較小，帶中含有人量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯,其介電常數(shù)較低，主要町應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15-30%,卞面著重講述一下

8、聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。聚四氟乙烯生料帶的電性能聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計算，聚四氟乙烯的各項電性能指標(biāo)如表1。表1技術(shù)性能比重抗拉強度伸長率熔點電阻率介電常數(shù)tga單位g/cm3kg/cm2%CO.cm-聚四氟乙烯2.2140350200-40032710172.050.00021、聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計算公式如下：Er=2xEn+l-2xP(En-1)一2xEn+l+xP(En-1)xEn(1)En為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟

9、乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計算公式如下：P=l-dbdi(2)止：聚四氟乙烯生料帶的比重；di：聚四氟乙烯的比重，di=2.2將山=2.2代入公式(2),可計算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度P=68.18%o將P=68.18%代入公式(1),可計算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)E1-1.2932、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計算公式如下：tga=tga)xEijX(Er-1)一(Erx(Eii-1)(3)tga】為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tgaO.0002,En為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，En=1.293

10、將以上數(shù)值帶入公式(3)中，可計算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885o聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗在高頻條件下，同軸射頻電纜的阻抗Zc計算公式如下：Zc=138.2-rxlog(D+1.5dw)-kl-d(4)Er：介電常數(shù)d：內(nèi)導(dǎo)體外徑D：絕緣外徑dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2表2內(nèi)導(dǎo)體絞線根數(shù)17121927K110.9390.9570.970.976K211.31.31.31.3以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計算，SFF-50-3-1電纜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如卜：dl=0.93,Dl=2.95,dwl=0.12,Er1=2

11、.05,kl=l將以上數(shù)據(jù)代入公式(4)中，可計算出阻抗Zcl=50.87如果絕緣采用聚四氟乙烯生料帶，在絕緣外徑不變的情況下，由于介電常數(shù)變小了，為了使阻抗保持不變，必須將內(nèi)導(dǎo)體外徑增犬，具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d=1.20,Dl=2.95,dwl=0.12,Eil=1.293,kl=l將以上數(shù)據(jù)代入公式(4)中，可計算出阻抗Zcl=506從以上的各項數(shù)據(jù)町以看出，使用聚四氟乙烯生料帶絕緣后，在絕緣外經(jīng)濟(jì)阻抗均保持不變的情況卞，內(nèi)導(dǎo)體的尺寸增加了，這對于降低射頻電纜的衰減有著舉足輕重的作用。聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗衰減是射頻電纜最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能屋沿電纜傳輸是的損耗的人小，

12、電纜的衰減越人，則表明傳輸信號的損耗越嚴(yán)重，電纜的傳輸效率也越差，為了提高射頻電纜的傳輸效率，應(yīng)盡可能的降低電纜的衰減，同軸射頻電纜的衰減主要是由導(dǎo)體衰減與介質(zhì)衰減引起的，其計算公式如下:2=2.6x0.001xpErXflog(Dk1)x(k2d+kbD)+(5).9.08x0.0lxfxErxtga絕緣外徑2Kb1.5a：衰減,db/mk2：衰減的絞線系數(shù)，見表2kb：衰減的編織系數(shù)，見表3f：頻率，MHz表32461.71.8282.2以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計算衰減，將以上已知的各項數(shù)值代入公式（5）,可以計算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表4表4f,MHz

13、100050001000020000ahdb/m0.41380.99721.48362.2543絕緣采用聚四氟乙烯生料帶后，將已知的各項數(shù)值代入公式（5）,町以計算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表5表5f,MHz100050001000020000a,db/m0.34650.80001.15821.6915將表4與表5做一比較，町以計算出聚四氟乙烯生料帶在降低射頻電纜衰減的具體數(shù)值，如表6所示。表6f,MHz100050001000020000al9db/m0.41380.99721.48362.2543a,db/m0.34650.80001.15821.6915(al-a)-alx100%

14、16.3%19.7%22%24.9%從以上的射頻電纜結(jié)構(gòu)及性能計算中，可以看出聚四氟乙烯生料帶代替實心聚四氟乙烯絕緣后，可以人人降低射頻電纜纜的衰減，可降低15-30%，但由于聚四氟乙烯生料帶的價格較高，其價格約為聚四氟乙烯價格的34倍，因此增加了電纜的制造成本，只有在對電纜外徑要求小，衰減比較低，耐溫等級較高的特殊壞境卞使用。隨著氟塑料生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，聚四氟乙烯生料帶的價格將會逐漸的降低，屆時將會在電線電纜行業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。聚四氟乙烯簡稱F-4（TFE或PTFE）,是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，

15、人部分主碳鏈的周鬧都被氟原子緊密包I制這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在大分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范闈及高低溫使用范【韋I、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及咐氣候老化性能,因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。8物理性能聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在19C、29C、327C有轉(zhuǎn)折點，即晶體在這個溫度上卞，其體枳會發(fā)生變化。19C的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19C,而

16、當(dāng)制成的坯料處于19C以上的溫度時，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在1929C之間。327C是聚四氟乙烯的熔點，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%,這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360C時仍高達(dá)JOionpa-S,仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點上卞溫度時體積變化較人，所以在燒結(jié)過程中，在熔點附近加熱速率必須緩慢，以使制品

17、內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時甚至?xí)_裂。9電絕緣性能在廣闊的溫度和頻率范鬧內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109Hz范|韋|內(nèi)變化很小，從室溫到300C之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體積電阻率Pv般大于1015Qm,表面電阻率Ps般人于I0“q,即使長期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。10熱性能聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)有的塑料中是很高的，雖然在200C時開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200C至熔點（

18、327*0級以上溫度時，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計，只是在400C才開始發(fā)生顯著分解，在400C每小時的重屋損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子屋有所下降，抗張強度降低了，在300C下加熱一個月，其抗張強度下降1020%,在260C長期加熱，抗張強度基本不變，因此，從熱分解的觀點來看，聚四氟乙烯可在300C下短期使用，在260”C長期使用。聚四氟乙烯在-200C的極低溫度卞，仍不脆硬，并具有令人滿意的機械強度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60260C的壞境下使用。11耐化學(xué)穩(wěn)定性聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦

19、不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。12力學(xué)性能由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250C時，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不人，當(dāng)溫度超過327C時，由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327C以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。13耐濕性和耐水性聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小

20、時后，西水性實際等于0,浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。14耐氣候性在人氣壞境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件卜不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，使釆用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他環(huán)境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250C的高溫，因此可以人人提高電纜的工作溫度和傳輸容量。

21、近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，因此聚四氟乙烯生料比重較小，帶中含有人量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯,其介電常數(shù)較低，主要町應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15-30%,卞面著重講述一下聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。聚四氟乙烯生料帶的電性能聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計算，聚四氟乙烯的各項電性能指標(biāo)如表1。表1技術(shù)

22、性能比重抗拉強度伸長率熔點電阻率介電常數(shù)tga單位g/cm3kg/cm2%CO.cm-聚四氟乙烯2.2140-350200-40032710172.050.00021、聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計算公式如下：Er=2xEn+l-2xP(En-1)一2xEn+l+xP(En-1)xEn(1)E口為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計算公式如下：P=l-dbdi(2)d2：聚四氟乙烯生料帶的比重；山：聚四氟乙烯的比重，山=2.2將山=2.2代入公式(2),可計算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度

23、P=68.18%o將P=68.18%代入公式(1),可計算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)E1-1.2932、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計算公式如下：tga=tgaixEiix(Er-1)一Eix(Eri-1)(3)tga】為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tgai=0.0002,E口為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，E=1.293將以上數(shù)值帶入公式(3)中，可計算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885o聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗在高頻條件卞，同軸射頻電纜的阻抗Zc計算公式如下：Zc=

24、138.2-rxlog(D+1.5dw)-kl-d(4)Er：介電常數(shù)d：內(nèi)導(dǎo)體外徑D：絕緣外徑dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2表2內(nèi)導(dǎo)體絞線根數(shù)17121927K110.9390.9570.970.976K211.31.31.31.3以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計算，SFF-50-3-1電纜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如卜：dl=093.Dl=2.95,dwl=0.12,Erl=2.05,kl=l將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計算出阻抗Zcl=50.87如果絕緣采用聚四氟乙烯生料帶，在絕緣外徑不變的情況下，由于介電常數(shù)變小了，為了使阻抗保持不變,必須將內(nèi)導(dǎo)體外徑增大

25、,具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下:d=1.20,Dl=2.95,dwl=0.12,Et1=I293,kl=l將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計算出阻抗Zcl=506從以上的各項數(shù)據(jù)可以看出，使用聚四氟乙烯生料帶絕緣后，在絕緣外經(jīng)濟(jì)阻抗均保持不變的情況卞，內(nèi)導(dǎo)體的尺寸增加了，這對于降低射頻電纜的衰減有著舉足輕重的作用。聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗衰減是射頻電纜最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸是的損耗的人小，電纜的衰減越人，則表明傳輸信號的損耗越嚴(yán)重，電纜的傳輸效率也越差，為了提高射頻電纜的傳輸效率，應(yīng)盡可能的降低電纜的衰減，同軸射頻電纜的衰減主要是由導(dǎo)體衰減與介質(zhì)衰減引起的，其計算公式如下：,

26、a=2.6x0.00lxErxflog（D-kl）x（k2-d+kb-D）+(5).9.08x0.0lxfxErxtga見表2見表3a：衰減，db/mk2：衰減的絞線系數(shù),kb：衰減的編織系數(shù)，f：頻率，MHz表3絕緣外徑DKb21.51.71.82.2以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計算衰減，將以上已知的各項數(shù)值代入公式(5),可以計算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表4表4f,MHz100050001000020000al,db/m0.41380.99721.48362.2543絕緣采用聚四氟乙烯生料帶后，將已知的各項數(shù)值代入公式（5）,可以計算出不同頻率下的射頻電纜的衰

27、減，如表5表5f,MHz1000500010000a,db/m0.34650.80001.1582200001.6915將表4與表5做一比較，町以計算出聚四氟乙烯生料帶在降低射頻電纜衰減的具體數(shù)值，如表6所示。表6f,MHz100050001000020000al,db/m0.41380.99721.48362.2543a,db/m0.34650.80001.15821.6915(al-a)-alx100%16.3%19.7%22%24.9%從以上的射頻電纜結(jié)構(gòu)及性能計算中，可以看出聚四氟乙烯生料帶代替實心聚四氟乙烯絕緣后，可以人人降低射頻電纜纜的衰減，可降低15-30%，但由于聚四氟乙烯生料

28、帶的價格較高，其價格約為聚四氟乙烯價格的34倍，因此增加了電纜的制造成本，只冇在對電纜外徑要求小，衰減比較低，耐溫等級較高的特殊壞境卞使用。隨著氟塑料生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，聚四氟乙烯生料帶的價格將會逐漸的降低，屆時將會在電線電纜行業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。聚四氟乙烯簡稱F-4（TFE或PTFE）,是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，人部分主碳鏈的周闈都被氟原子緊密包I判這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在大分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率

29、使用范闈及高低溫使用范【韋I、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及咐氣候老化性能,因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。15物理性能聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在19C、29C、327C有轉(zhuǎn)折點，即晶體在這個溫度上卞，其體枳會發(fā)生變化。19C的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19C,而當(dāng)制成的坯料處于19”C以上的溫度時，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在1929C之間。327C是聚四氟乙烯的熔

30、點，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%,這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360C時仍高達(dá)101010nPa-S,仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點上卞溫度時體積變化較人，所以在燒結(jié)過程中，在熔點附近加熱速率必須緩慢，以使制品內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時甚至?xí)_裂。16電絕緣性能在廣闊的溫度和頻率范闈內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109

31、Hz范|韋|內(nèi)變化很小，從室溫到300C之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體枳電阻率Pv般大于1015Qm,表面電阻率Ps般人于10Q,即使長期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。17熱性能聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)行的塑料中是很高的，雖然在200C時開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200C至熔點（327*0級以上溫度時，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計，只是在400C才開始發(fā)生顯著分解，在400C每小時的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，

32、抗張強度降低了，在300C下加熱一個月，其抗張強度下降1020%,在260C長期加熱，抗張強度基本不變，因此，從熱分解的觀點來看，聚四氟乙烯可在300C下短期使用，在260”C長期使用。聚四氟乙烯在-200C的極低溫度卞，仍不脆硬，并具有令人滿意的機械強度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60260C的壞境下使用。18耐化學(xué)穩(wěn)定性聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯碩酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素

33、和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。19力學(xué)性能由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250C時，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不人，當(dāng)溫度超過327C時，由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327C以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。20耐濕性和耐水性聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小時后，西水性實際等于0,浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。21耐氣候性在人氣環(huán)境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有

34、較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件卜不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他壞境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250C的高溫，因此可以犬犬提高電纜的工作溫度和傳輸容量。近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，因此聚四氟乙

35、烯生料比重較小，帶中含有大量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯,其介電常數(shù)較低，主要町應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15-30%,卞面著重講述一下聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。聚四氟乙烯生料帶的電性能聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計算，聚四氟乙烯的各項電性能指標(biāo)如表1。表1技術(shù)性能比重抗拉強度伸長率熔點電阻率介電常數(shù)tga單位g/ckg/cm2%CO.CH1-聚四氟乙1403520071017卞2.2327烯0002.050.00021、聚四氟乙烯生料帶的

36、介電常數(shù)Er聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計算公式如下：Er=2xE+l-2xP(En-l)一(2xEii+l+xP(En-1)xE(1)為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計算公式如下：P=l-dbdi(2)止：聚四氟乙烯生料帶的比重；di：聚四氟乙烯的比重，山=2.2將山=2.2代入公式(2),可計算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度P=68.18%o將P=68.18%代入公式(1),可計算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)E1-1.2932、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計算公式

37、如下：tga=tgaixErix(Er-1)一Erx(Eii-1)(3)tga】為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tgai=0.0002,En為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，En=2.05Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，E=1.293將以上數(shù)值帶入公式(3)中，可計算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885o聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗在高頻條件下，同軸射頻電纜的阻抗Zc計算公式如下：Zc=138.2-rxlog(D+1.5dw)-kl-d(4)Er：介電常數(shù)d：內(nèi)導(dǎo)體外徑D：絕緣外徑dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2表2內(nèi)導(dǎo)體絞線根數(shù)17121927K110.9