聚四氟乙烯絕緣制造加工工藝

1、聚四氟乙烯絕緣制造加工工藝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 統(tǒng)稱為氟塑料。氟塑料的品種很多，目前在電線電纜工業(yè)中應(yīng)用的氟 塑料有：聚四氟乙烯（F-4）、聚全氟乙丙?。‵-46）、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。含氟塑料與其他塑料相比，具有更優(yōu)異的耐高低溫、耐腐蝕、耐 侯性、電氣絕緣性、不吸收水及低的摩擦系數(shù)等等特性，因此它已經(jīng) 成為現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)、軍工生產(chǎn)和各工業(yè)領(lǐng)域所不能缺少的新型塑 料之。含氟塑料在電線電纜工業(yè)主要用于要求耐高溫、 耐熱條件下的產(chǎn) 品，其中尤以聚四氟乙烯

2、的使用最為突出。 如制造各種耐高溫的航空 電線、測(cè)（油）井電纜、加熱電纜、耐高溫射頻同軸電纜等等。一，聚四氟乙烯（F- 4）聚四氟乙烯是由單體四氟乙烯CE= CF經(jīng)游離基反應(yīng)懸浮聚合而成，其平均分子量約為1550萬(wàn)，分子結(jié)構(gòu)如下：F F C CF F聚四氟乙烯有懸浮聚合和分散聚合兩種聚合工藝。聚合的方式不 同，所得到的樹(shù)脂顆粒大小、性能也不同，相應(yīng)的成形的加工工藝也 有所不同。懸浮聚合所得樹(shù)脂顆粒直徑大小在 35500微米范圍，一 般用作模壓或擠壓應(yīng)用；分散聚合的樹(shù)脂，一種為白色纖維狀顆粒樹(shù) 脂，供糊狀冷擠出或軟膏推擠用。另一種為分散液。從聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)可見(jiàn)聚四氟乙烯的特性：(1)由于聚

3、四氟乙烯的 C- F鍵的鍵能可達(dá)107kcal/moi , C- F 鍵不易斷裂，因此它不可能發(fā)生聚乙烯那樣的鏈轉(zhuǎn)移， 所以聚四氟乙 烯完全沒(méi)有支鏈，是典型的直鏈狀線形熱塑性高分子化合物；(2)整個(gè)聚四氟乙烯大分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，外層氟原子緊緊地 將C C主鏈包住，如條堅(jiān)硬的長(zhǎng)棒；(3)聚四氟乙烯分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，因此很容易結(jié)晶，結(jié)晶相 含量可達(dá)5575%。聚四氟乙烯是一種結(jié)晶性高分子化合物，當(dāng)加 熱聚四氟乙烯到327c時(shí)(結(jié)晶相的熔融溫度)，結(jié)晶相全部轉(zhuǎn)化為 無(wú)定形相，當(dāng)在310315c時(shí)，快速冷卻就能得到結(jié)晶度較小的產(chǎn) 品；如果緩慢冷卻，則其結(jié)晶度相對(duì)較大，結(jié)晶度可達(dá)6385%;(4)聚四氟

4、乙烯的氟原子負(fù)電性很大，因而C- F鍵是很強(qiáng)的極 性鍵。但是由于聚四氟乙烯排列對(duì)稱，又沒(méi)有支鏈，它的總偶極矩要 比聚乙烯更接近于零，所以聚四氟乙烯完全可以稱為非極性高分子化 合物。聚四氟乙烯是一種結(jié)晶性高分子化合物， 它是熱塑性塑料。由于 聚四氟乙烯中碳氟鍵的空間排列成螺旋型，碳氟鍵的鍵能較高，氟的負(fù)電性很強(qiáng)，氟原子的排斥力很大，從而使得分子鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)很困難； 聚四氟乙烯中的氟原子呈現(xiàn)對(duì)稱性， 偶極矩接近于零，使其介電常數(shù)(2.0左右)和介質(zhì)損耗角正切值都很小。因而聚四氟乙烯具有優(yōu)良的介電性能、耐化學(xué)腐蝕、耐氣候等等一系列的優(yōu)秀性能對(duì)于濃酸、濃堿或強(qiáng)氧化劑，聚四氟乙烯塑料即使在高溫下也不 會(huì)發(fā)

5、生作用，具耐腐蝕性能甚至超過(guò)貴重金屬。 除某些鹵化胺或芳香 族碳?xì)浠衔飼?huì)使它有輕微膨脹外，酮類、醍類和醇類等有機(jī)溶劑均 對(duì)其不起作用。只有在高溫、高壓下，熔融狀的堿金屬、三氟化氫及 元素氟等才能對(duì)其起作用。聚四氟乙烯塑料不受氧氣、紫外光作用，耐氣候性能好。聚四氟 乙烯塑料，具有優(yōu)良的介電性能，聚四氟乙烯的介電常數(shù)e和tg 5基本不受頻率和溫度變化的影響而變化。 只是在低溫時(shí)，聚四氟乙烯 的tg S隨溫度變化有所變化。止匕外，聚四氟乙烯具有不燃燒，良好 的耐電弧性、不吸水。聚四氟乙烯塑料可長(zhǎng)期使用于200250c下,在250c高溫下，經(jīng)1000小時(shí)處理后，其機(jī)械強(qiáng)度和介電性能均無(wú) 顯著變化。聚

6、四氟乙烯塑料在低溫200c下，塑料的脆性仍然很小，呈現(xiàn) 高彈態(tài)具有優(yōu)良的柔韌性，這是由于聚四氟乙烯具有棒狀分子鏈和螺 旋型結(jié)構(gòu)，即使在很低溫度下，分子間仍可以滑動(dòng)所致。聚四氟乙烯具有優(yōu)異電氣絕緣性能、耐高溫和低溫、足夠好的機(jī) 械性能和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，是良好的電線電纜絕緣材料。聚四氟乙烯雖然具有上述的一系列優(yōu)點(diǎn)， 但是作為電線電纜絕緣 材料的聚四氟乙烯也存在以下的缺點(diǎn)。(1)聚四氟乙烯雖是一種熱塑性塑料， 但是在高溫時(shí)粘度很大， 與其它熱塑性塑料相比成形困難，聚四氟乙烯不能采用一般熱塑性塑料的擠出成形的加工方法。一般性熱塑性塑料的加工都是在粘流溫度 以上，即在無(wú)定形相進(jìn)入塑性態(tài)后才能進(jìn)行，

7、 而聚四氟乙烯當(dāng)加熱到 327c時(shí)(結(jié)晶相的熔融溫度)，晶相消失而形成的熔融液體的粘度在 1012 15Pa.s之間，仍然處在無(wú)定形的高彈態(tài)。加熱到 380c時(shí)，它的 粘度仍在idPa.s附近，然而到390c時(shí)已經(jīng)開(kāi)始分解，至U 415c時(shí) 則急劇分解。這就是說(shuō)，直到分解開(kāi)始前聚四氟乙烯都沒(méi)有達(dá)到無(wú)定 形相的粘流溫度，所以它不能用塑料粒子成形方法來(lái)制造成品，只能 先在室溫進(jìn)行干壓成形，然后再在高溫下進(jìn)行熱處理燒結(jié)，最后控制 冷卻溫度以獲得預(yù)期性性能要求的產(chǎn)品；(2)聚四氟乙烯冷流性嚴(yán)重，聚四氟乙烯在負(fù)荷的長(zhǎng)期作用下， 尺寸不穩(wěn)定，而且這種變形是不可逆。即在連續(xù)負(fù)荷下會(huì)發(fā)生塑性變 形，因而制成品

8、尺寸不穩(wěn)定，特別是不能制造外形復(fù)雜的產(chǎn)品；(3)聚四氟乙烯導(dǎo)熱性差，它因溫度變化引起的膨脹和收縮要 比一般塑料大，如在加工工藝中燒結(jié)溫度和冷卻速度控制不好，使得膨脹和收縮不一致，會(huì)造成絕緣應(yīng)力開(kāi)裂；(4)聚四氟乙烯的耐電暈性差，在電暈條件下長(zhǎng)期負(fù)荷電壓時(shí)， 介電性能將降低。它的耐輻照性能也不好，在丫射線作用下性能降低。 當(dāng)輻照劑量為5X 1055X 107倫琴時(shí)聚四氟乙烯的抗拉強(qiáng)度降低為 原來(lái)的50%左右，拉斷伸長(zhǎng)率直線下降。這是因?yàn)榫鬯姆蚁┧芰?分子中氟原子的負(fù)電性很大，在長(zhǎng)期經(jīng)受電壓后會(huì)游離分解，致使它 的擊穿電壓比原來(lái)顯著降低；同時(shí)氟原子的屏蔽不能阻止波長(zhǎng)很短的 丫射線的穿透，侵襲C-

9、 C主鏈而分解，所以聚四氟乙烯只能成為耐高溫的低電壓的不耐幅射的絕緣材料;(5)聚四氟乙烯塑料，價(jià)格相對(duì)較高。綜合考慮，聚四氟乙烯仍不失為電線電纜的一種耐熱絕緣材料。采用聚四氟乙烯絕緣的電線電纜， 可以應(yīng)用于航空、航天技術(shù)中的耐 高溫電子安裝線，高頻耐高溫電纜，電視和雷達(dá)無(wú)線電通信裝置中的 耐高溫射頻同軸電纜。二，聚四氟乙烯絕緣加工工藝方式聚四氟乙烯絕緣制造加工工藝，主要有三種加工工藝方式：1,聚四氟乙烯的軟膏推擠(活塞擠出)活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為軟膏推擠，這是聚四氟 乙烯電線電纜絕緣采用的主要加工工藝方式。糊狀冷擠出或軟膏推擠用的是分散聚合的聚四氟乙烯樹(shù)脂，它是 一種白色纖維狀

10、顆粒樹(shù)脂。活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為 軟膏推擠，這是一種間歇式的推壓擠出，具加工工藝流程為：F4樹(shù)脂一過(guò)篩一加入助擠劑和樹(shù)脂混合一預(yù)成形一推壓擠出一干燥、燒結(jié)、冷卻一火花耐電壓一成品撿驗(yàn)2,聚四氟乙烯薄膜繞包聚四氟乙烯薄膜繞包是聚四氟乙烯絕緣電線電纜又一種絕緣結(jié)構(gòu)加工形式。繞包用聚四氟乙烯采用的聚四氟乙烯是 懸浮聚合樹(shù)脂經(jīng)過(guò)模壓 燒結(jié)成毛坯，通過(guò)車(chē)削輻壓而成。經(jīng)過(guò)輻壓的0.5毫米厚度以下的稱 為定向薄膜，定向度在2.5以上；未經(jīng)過(guò)輻壓的為不定向薄膜；定向度在1.12.1之間的為半定向或部分定向薄膜。對(duì)于絕緣厚度較小的聚四氟乙烯絕緣安裝線， 主要采用定向度為 1.652.05的薄膜進(jìn)行

11、繞包；由于繞包安裝線所用的薄膜，一般都 比較薄和窄，為了使繞包加工時(shí)薄膜有一定的機(jī)械強(qiáng)度和燒結(jié)時(shí)容易 燒牢，故而取較大的定向度。但是，如果進(jìn)一步提高薄膜的定向度， 機(jī)械強(qiáng)度雖然提高了，可是薄膜確不容易燒牢。用提高燒結(jié)溫度的方 法則往往會(huì)造成聚四氟乙烯的分解， 從安全角度考慮，這是必須避免 的。對(duì)于絕緣厚度較厚的聚四氟乙烯絕緣射頻同軸電纜，繞包所用的薄膜厚度一般為0.1毫米左右，需要對(duì)電纜進(jìn)行多次或多層繞包， 才 能得到所需要的絕緣厚度，因此如果采用定向度過(guò)大的薄膜，則會(huì)使 繞包薄膜在燒結(jié)時(shí)收縮劇烈，造成整個(gè)絕緣開(kāi)裂；如果用降低燒結(jié)溫 度的辦法，又會(huì)使薄膜層間不能融合燒牢靠。但是對(duì)較厚絕緣電纜所

12、 用的薄膜必須有定向度的要求。定向度就是薄膜加熱后的收縮性。薄 膜有定向度即收縮性，才能在燒結(jié)時(shí)利用熔融時(shí)的收縮壓力達(dá)到繞包 絕緣層間的緊密結(jié)合。為了達(dá)到薄膜既有適當(dāng)收縮，又要容易燒結(jié)， 對(duì)絕緣厚度較厚的電纜的繞包薄膜定向度取為1.1 0.05左右，而不采用安裝線絕繞包薄膜定向度1.652.05的薄膜進(jìn)行繞包；聚四氟乙烯薄膜繞包絕緣，具加工工藝流程為：聚四氟乙烯薄膜切條一薄膜繞包一繞包薄膜燒結(jié)-火花耐電 壓一成品撿驗(yàn)3,聚四氟乙烯分散式水劑浸涂聚四氟乙烯分散式水劑是一種把聚四氟乙烯粒子分散在水中的 乳白色乳濁液，以非離子型濕潤(rùn)劑穩(wěn)定，加入其他固體或液體原料可 以進(jìn)一步改性至適合特殊的用途。這種

13、分散式水劑尤其適用于涂覆或 浸漬方面的應(yīng)用，解決了一些樹(shù)脂不能使用傳統(tǒng)溶劑或熔融技術(shù)的難 題。聚四氟乙烯分散式水劑生產(chǎn)的紡紗產(chǎn)品，可以重復(fù)地進(jìn)行浸漬涂 覆至所需要的厚度，然后再除去水份并將其他原料的活性減低， 最后 干凈的樹(shù)脂微粒被加熱結(jié)牢成為一連續(xù)性的涂層，或者產(chǎn)品會(huì)被非熔融性的微粒所涂覆或浸漬。一般玻璃纖維或人工合成產(chǎn)品都可以采 用。三，聚四氟乙烯的軟膏推擠（活塞擠出）活塞擠出是糊狀聚四氟乙烯冷擠出或稱為軟膏推擠，這是聚四氟 乙烯電線電纜絕緣采用的主要加工工藝方式。 這是一種間歇式的推壓 擠出，具加工工藝流程為：F4樹(shù)脂一過(guò)篩一加入助擠劑和樹(shù)脂混合一預(yù)成形一推壓 擠出一干燥、燒結(jié)、冷卻一火

14、花耐電壓一成品撿驗(yàn)1,樹(shù)脂過(guò)篩活塞式擠出聚四氟乙烯絕緣，所使用的聚四氟乙烯樹(shù)脂主要是分散聚合型樹(shù)脂。由于聚四氟乙烯樹(shù)脂是白色纖維狀結(jié)構(gòu)， 它很容易結(jié) 團(tuán)，因此為了獲得均勻的絕緣結(jié)構(gòu)，并使樹(shù)脂和助擠劑混合良好，首 先要對(duì)所用的樹(shù)脂進(jìn)行過(guò)篩。對(duì)絕緣外徑較大或絕緣壁厚的絕緣， 可 以使用經(jīng)過(guò)過(guò)篩下來(lái)的余料繼續(xù)使用或再通過(guò)3mm孔的篩子過(guò)篩后使用一般樹(shù)脂粉末顆粒越細(xì)，絕緣的電性能就越好。但是，只要樹(shù)脂 未結(jié)團(tuán)，則顆粒大小對(duì)絕緣性能的影響不大。值得指出的是，結(jié)團(tuán)的 樹(shù)脂決不可采用“高速搗碎機(jī)”進(jìn)行搗碎，也不能用力過(guò)猛或長(zhǎng)時(shí)間 的篩析。因?yàn)檫@些做法都會(huì)破壞樹(shù)脂的顆粒纖維， 使擠出所得的絕緣 斷裂或成碎片。

15、2,混合混合是將過(guò)篩過(guò)的樹(shù)脂與助擠劑，按一定比例的數(shù)量在密閉容器 中進(jìn)行混合?；旌蠎?yīng)該均勻，不然會(huì)影響料的均勻性，使絕緣產(chǎn)生皺 紋或斑點(diǎn)。混合方式可以使用混合機(jī)或用手搖動(dòng)的方法， 一般混合5 10分鐘即可。混合好的樹(shù)脂，通常以存放數(shù)小時(shí)后再用為好，這樣 可以使得助擠劑充分地?cái)U(kuò)散到樹(shù)脂中間去，達(dá)到均勻混合的作用。助擠劑起二個(gè)作用。一是助擠劑與聚四氟乙烯樹(shù)脂混合后使其成 為糊狀物，以便經(jīng)剪切力作用能將球形的樹(shù)脂顆粒， 拉伸成纖維形結(jié) 構(gòu)；二是助擠劑起潤(rùn)滑作用，減小樹(shù)脂和擠出模子壁、樹(shù)脂本身之間 的摩擦力。如果不使用助擠劑，單單用聚四氟乙烯樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行推擠， 因?yàn)闆](méi)有助擠劑的潤(rùn)滑作用，將會(huì)使推擠阻力很

16、大，往往無(wú)法進(jìn)行擠 出，同時(shí)不含助擠劑的樹(shù)脂擠出中極容易粘模子。根據(jù)助擠劑所起的作用，要求助擠劑必須有良好的潤(rùn)滑性能；助 擠劑在推擠成形過(guò)程中本身不會(huì)起化學(xué)變化， 不影響樹(shù)脂的機(jī)械物理 性能；助擠劑在聚四氟乙烯絕緣的干燥、燒結(jié)時(shí)能全部揮發(fā)逸出，否 則將會(huì)使絕緣表面發(fā)黃、有氣泡和裂紋；要求逸出的助擠劑在絕緣表面不應(yīng)留下任何含碳的殘留物，否則殘留物會(huì)在絕緣燒結(jié)時(shí)碳化， 使 絕緣變色，降低絕緣的電性能和耐化學(xué)腐蝕性能。根據(jù)這些要求，可作聚四氟乙烯助擠劑的物質(zhì)有很多， 但主要是 有機(jī)溶劑類物質(zhì)，例如：甲苯、石油醍、溶劑油等。甲苯作為助擠劑 的優(yōu)點(diǎn)是能夠使聚四氟乙烯絕緣較白， 但是甲苯的毒性大，故不予采

17、 用；溶劑油加工性能優(yōu)異、柔軟，但是溶劑油去除時(shí)容易燃燒、不安 全；石油醍其性能介于甲苯和溶劑油之間， 使用安全，因而較多采用。助擠劑的用量視絕緣外徑大小、 絕緣厚度而定。當(dāng)電線絕緣厚度 較大時(shí)，則助擠劑的配比量應(yīng)增加。一般樹(shù)脂與助擠劑的重量比為 100: 1825。當(dāng)其它工藝條件相同時(shí)，增大聚四氟乙烯樹(shù)脂與助擠 劑的配比量，會(huì)使絕緣外徑疏松，絕緣收縮率大，絕緣表面發(fā)黃，絕 緣內(nèi)部空隙多從而使絕緣的擊穿電壓低。 樹(shù)脂和助擠劑配比增大，使 推擠阻力減小，樹(shù)脂所受到的剪切力也減小。當(dāng)樹(shù)脂與助擠劑的配比 太大時(shí)，將會(huì)使絕緣難以成形。反之，樹(shù)脂與助擠劑的配比過(guò)小，會(huì) 導(dǎo)致絕緣推擠阻力增大，這樣容易使樹(shù)

18、脂過(guò)分受力而產(chǎn)生裂紋和絕緣 表面雀斑。樹(shù)脂與助擠劑的配比量，應(yīng)考慮以下因素而增加或減少：1）當(dāng)推擠壓縮比增大時(shí)，則推擠壓力越大，越需要減小推擠阻 力，增大助擠劑含量可以減小推擠時(shí)的摩擦系數(shù)。反之，推擠壓縮比 越小，助擠劑含量應(yīng)減少。壓縮比的大小是影響樹(shù)脂與助擠劑配比大 小的主要因素；2）在相同或相近壓縮比的條件下，絕緣厚度較大的可以比絕緣 薄的少加12份助擠劑，這是因?yàn)榻^緣薄，助擠劑易于揮發(fā)。同時(shí) 較厚的絕緣層推擠時(shí)需要較大推壓力，如果助擠劑過(guò)多會(huì)使絕緣不密 實(shí)；3）推擠速度快的應(yīng)比推擠速度慢的少加 12份助擠劑，以使助 擠劑充分揮發(fā)；4）當(dāng)操作溫度高，助擠劑易于揮發(fā)時(shí)，此時(shí)應(yīng)多加 12份助擠

19、 劑，以保證推擠順暢。3,預(yù)成形預(yù)成形或預(yù)壓是將樹(shù)脂粉粒預(yù)壓成坯。 預(yù)壓的目的是克服粉狀樹(shù) 脂加料，助擠劑易于揮發(fā)、加料易不均勻、加粒量少的缺點(diǎn)。預(yù)成形壓強(qiáng)一般在 2050kg/cm2 ,具體應(yīng)視坯體大小確定。坯 體所受預(yù)成形壓力，應(yīng)比推擠過(guò)程中所受壓力小得多。 但是預(yù)成形壓 力也不能太小，過(guò)小會(huì)達(dá)不到預(yù)壓的目的；預(yù)成形壓力過(guò)大又易將助 擠劑壓出，影響配比和造成過(guò)多的逃料。一般以見(jiàn)到模底邊緣稍有助 擠劑外滲，即可仃止加壓，然后保持壓力 35分鐘。從模子中取出坯體時(shí)，必須十分小心，因?yàn)榇藭r(shí)的坯體很不結(jié)實(shí) 堅(jiān)固，而且比較柔軟。預(yù)壓好的坯體要用干凈綢布拿起坯體并放置于 干燥容器中，存放時(shí)間以不超過(guò)八

20、小時(shí)為好，最好立即使用。4,推擠推擠是預(yù)壓好的坯體放置于活塞推壓機(jī)中， 當(dāng)推壓機(jī)的活塞上升 或下降時(shí)，坯體通過(guò)具有一定錐角的模具，在剪切力的作用下將樹(shù)脂 顆粒拉伸成纖維狀結(jié)構(gòu)，然后再經(jīng)過(guò)干燥、燒結(jié)、冷卻等工序，獲得聚四氟乙烯絕緣。在推擠過(guò)程中，推擠壓力的大小，直接影響絕緣性能和絕緣能否 順利地?cái)D出。推擠壓力小，擠出的絕緣疏松并且多孔；推擠壓力過(guò)大， 容易使機(jī)器過(guò)載，并造成絕緣層的過(guò)分定向會(huì)造成絕緣縱向開(kāi)裂，甚至使擠出的絕緣層成碎片而不能成形。 要得到合適的壓力，必須選擇 適當(dāng)?shù)耐茢D壓縮比。壓縮比是推擠中的一個(gè)重要參數(shù)。 壓縮比M定義為：推擠機(jī)的活 塞截面積S與制得的絕緣層截面積S之比，即M=S

21、/S。由此可見(jiàn)， 壓縮比是表示料腔活塞截面積和制得的絕緣層截面積尺寸的相對(duì)變 化，也就是推擠時(shí)絕緣所受到的推擠壓力大小。因此，電纜絕緣的推 擠壓縮比的表達(dá)式為：ME D /d 2 di式中：D導(dǎo)桿直徑或稱為芯棒直徑；E2缸筒直徑或稱為活塞直徑；di電纜的導(dǎo)電線芯直徑或內(nèi)導(dǎo)體直徑；d2電纜的絕緣直徑（外徑）。一般在實(shí)際生產(chǎn)中，壓縮比取 300800之間。值得指出，壓縮 比的大小與所用樹(shù)脂的質(zhì)量、模具角度、模具的承線長(zhǎng)短等等因素有 關(guān)。首先所取壓縮比，不能超過(guò)樹(shù)脂本身容許的壓縮比范圍。在電線 電纜的推擠絕緣中，模具所取角度以取 20度左右較好。但當(dāng)減小壓 縮比時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)增大模具角度，反之則應(yīng)減小

22、。模具的承線短，則 使壓縮比增大，擠出壓力增大。由于聚四氟乙烯樹(shù)脂粉末對(duì)擠出壓力的敏感性大，因此過(guò)高的壓力不僅會(huì)使絕緣的定向度增加， 沿?cái)D出方 向造成開(kāi)裂，而且易在擠出層內(nèi)部粒子間形成硬脆的交界面，使樹(shù)脂燒結(jié)時(shí)不能熔融在一起，也會(huì)引起絕緣的裂紋。由此可見(jiàn)，壓縮比或 推擠壓力的大小及均勻與否，都直接影響推擠的擠出和絕緣質(zhì)量。 只 有選取適當(dāng)?shù)膲嚎s比，并使推擠壓力保持均勻，才能保證絕緣的擠出 質(zhì)量，并避免擠出的絕緣層松緊不一的現(xiàn)象。在推擠過(guò)程中，推擠速度的控制主要取決于干燥和燒結(jié)速度。 燒 結(jié)速度過(guò)慢，有時(shí)會(huì)由于助擠劑大量逸出而不能成形， 同時(shí)這樣的生 產(chǎn)效率低。推擠速度太慢，還會(huì)由于坯體受壓力時(shí)

23、間過(guò)長(zhǎng)，致使預(yù)制 品密實(shí)，助擠劑不易逸出而使絕緣發(fā)黃。推擠速度太快，容易造成干 燥不完全、不充分，造成絕緣發(fā)黃甚至發(fā)黑，同時(shí)絕緣也不容易燒結(jié) 透。因此推擠速度必須小于或等于干燥速度，而干燥速度又與絕緣尺 寸、絕緣厚度、干燥區(qū)域的長(zhǎng)度等等因素有關(guān)。值得指出的是，模具選取也直接影響絕緣尺寸和質(zhì)量。 模具外模 孔尺寸，應(yīng)使其相當(dāng)于擠出的絕緣外徑 d2,并稍大于絕緣外徑d2,這 是考慮到聚四氟乙烯經(jīng)過(guò)燒結(jié)后有一定的收縮率，而且收縮率隨絕緣 厚薄不同而不相等。當(dāng)外模的承線增長(zhǎng)時(shí)，則會(huì)使推擠壓力增大，反 之則減小。一般壓縮比增大時(shí)，應(yīng)使模具的承線短些，因?yàn)槌芯€過(guò)長(zhǎng)， 將使推擠壓力增大，容易造成絕緣燒結(jié)后產(chǎn)

24、生裂紋。同樣，外模的錐 角大則推擠的壓力大，反之則壓力小。模具錐角大小的選取還跟缸筒、 壓縮比大小等有關(guān)。模具的錐角一般選為1520度，以20度比較適 宜。外模錐體和?？椎墓鉂嵍?，直接影響絕緣的表面質(zhì)量。當(dāng)錐體和?？撞还鉂崳鉂嵍容^差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致絕緣表面起毛，并出現(xiàn)花白裂紋 等現(xiàn)象。為了保證絕緣表面質(zhì)量，要求外模錐體和?？椎墓鉂嵍冗_(dá)到 7以上，制造模具的材料以不銹鋼較好，模具的內(nèi)?？状笮?，以使 導(dǎo)體線芯能夠不緊不松通過(guò)就好。5,干燥和燒結(jié)干燥和燒結(jié)的主要作用是使推擠的絕緣層， 在燒結(jié)溫度下經(jīng)過(guò)熔 融透明后，由于分子間力的作用使它成為密實(shí)的整體。干燥和燒結(jié)的工藝方法可采用烘箱燒結(jié)和管型爐燒結(jié)。 管

25、型爐燒 結(jié)的燒結(jié)質(zhì)量較好，燒結(jié)均勻、便于連續(xù)生產(chǎn)、成形工藝簡(jiǎn)單，因而 獲得普遍應(yīng)用，這是聚四氟乙烯絕緣主要采用的干燥和燒結(jié)工藝方 法。在管型燒結(jié)爐中，按其溫度分布和所起作用，可分為：干燥區(qū)、 預(yù)熱區(qū)、燒結(jié)區(qū)和冷卻區(qū)。各區(qū)的溫度高低和分布，直接影響絕緣的 物理機(jī)械性能和表面質(zhì)量。1）干燥區(qū)干燥區(qū)的作用是除去助擠劑。干燥區(qū)的溫度按推擠時(shí)所用助擠劑 的種類不同而決定。一般干燥區(qū)的溫度以使所用助擠劑沸程范圍內(nèi)即 可，以達(dá)到除去助擠劑的目的。當(dāng)擠出速度一定時(shí)，如果干燥區(qū)溫度太高，會(huì)導(dǎo)致干燥速度太快， 助擠劑來(lái)不及揮發(fā)，會(huì)使絕緣發(fā)黃，產(chǎn)生夾層、氣泡或裂紋。反之， 如果干燥溫度太低，助擠劑不能全部揮發(fā)逸出，

26、也會(huì)使絕緣發(fā)黃，嚴(yán) 重時(shí)甚至發(fā)黑。適當(dāng)放長(zhǎng)干燥區(qū)的長(zhǎng)度，有利于助擠劑的充分揮發(fā)。干燥區(qū)的溫度，應(yīng)均勻緩慢上升，沿縱向長(zhǎng)度各點(diǎn)溫度差應(yīng)不大于5c為好，以避免擠出的絕緣層膨脹不均勻。干燥區(qū)的最高溫度不應(yīng)超過(guò)聚四氟乙 烯的結(jié)晶熔點(diǎn)327C o2）預(yù)熱區(qū)預(yù)熱區(qū)是干燥區(qū)和燒結(jié)區(qū)之間的一個(gè)接續(xù)區(qū)段， 它的溫度一般在 270330c的范圍內(nèi)。預(yù)熱區(qū)的溫度過(guò)高或過(guò)低，也會(huì)導(dǎo)致絕緣的裂 紋。預(yù)熱區(qū)的作用是使聚四氟乙烯絕緣層， 在一定的溫度范圍內(nèi)，有 一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，使助擠劑得到進(jìn)一步的充分揮發(fā)和逸出。3）燒結(jié)和冷卻區(qū)當(dāng)聚四氟乙烯絕緣層離開(kāi)干燥和預(yù)熱區(qū)時(shí)， 絕緣層中存在較多的 孔隙需要在燒結(jié)區(qū)加以消除，使得絕緣層

27、緊密成為整體。聚四氟乙烯 是晶相和非晶相的混合物。聚四氟乙烯聚合物的非晶相的玻璃化溫度 為120C,晶態(tài)的熔融溫度是 327Co當(dāng)溫度超過(guò)晶體熔點(diǎn)時(shí)，聚 合物開(kāi)始轉(zhuǎn)為非晶態(tài)，聚四氟乙烯呈現(xiàn)透明狀態(tài)，此時(shí)絕緣層體積增 加約25%,燒結(jié)區(qū)的作用就是實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)過(guò)程：消除絕緣層中的 孔隙，使絕緣緊密成為整體。燒結(jié)區(qū)的溫度高低與絕緣厚度、 收線速度等有關(guān)。燒結(jié)區(qū)溫度分 布應(yīng)呈現(xiàn)波浪型，即逐步升高后再逐步下降。這是考慮聚四氟乙烯在 熔點(diǎn)附近有較大體積膨脹的緣故。因?yàn)槿绻麥囟润E然由預(yù)熱區(qū)的 300c左右，驟然上升到燒結(jié)區(qū)的 420450C ,則會(huì)由于聚四氟乙烯 的導(dǎo)熱性差，而在絕緣內(nèi)外表面造成溫度梯度，

28、使絕緣層膨脹不一造 成內(nèi)部應(yīng)力，造成絕緣開(kāi)裂。逐步升溫和降溫，可以減小和避免這種 內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)過(guò)燒結(jié)后的聚四氟乙烯，其冷卻過(guò)程就是使它從非晶態(tài)轉(zhuǎn)播為 晶態(tài)。冷卻后結(jié)晶體含量，除與聚合物本身分子量有關(guān)外，還與冷卻 速度有關(guān)。冷卻速度快，結(jié)晶含量少，伸長(zhǎng)率大收縮率小。對(duì)于薄層 絕緣，快速冷卻有利于提高其機(jī)械性能。冷卻區(qū)溫度的高低，表明了 冷卻速度的快慢。冷卻區(qū)，一般都是采用空氣冷卻。干燥和燒結(jié)工藝可與推擠連續(xù)進(jìn)行，也可以采用先推擠然后再燒 結(jié)的方式。先擠出后再燒結(jié)的好處是，能夠更好地控制干燥和燒結(jié)， 不必受限于推擠速度等因素。干燥和燒結(jié)后的絕緣，應(yīng)進(jìn)行絕緣表面和絕緣耐電壓性能撿驗(yàn)， 然后再進(jìn)入以后的加工生產(chǎn)工序，如外導(dǎo)體、絞對(duì)等工序。四，聚四氟乙烯絕緣加工的質(zhì)量控制和安全1,聚四氟乙烯絕緣加工的質(zhì)量控制推擠成形和薄膜繞包的聚四氟乙烯絕緣，在實(shí)際生產(chǎn)中都會(huì)發(fā)生 質(zhì)量問(wèn)題。在此主要就推擠成形質(zhì)量問(wèn)題作一簡(jiǎn)介。 表1列了推擠成 形中的主要質(zhì)量問(wèn)題及解決