聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用Word文件下载.docx

聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用Word文件下载.docx

《聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚四氟乙烯材料在电线电缆行业中的应用Word文件下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

由于聚四氟乙烯分之之间的相互引力较小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉强度，在高温下，当温度不超过250℃时，聚四氟乙烯的力学性能变化不大，当温度超过327℃时，由于聚四氟乙烯失去结晶结构，转变为熔融状态，因此其力学性能突然将低，如重新冷却至327℃以下，聚四氟乙烯的力学性能又可复原。

6耐湿性和耐水性

聚四氟乙烯本身的透湿性和吸水性极微，放在水中浸泡24小时后，西水性实际等于0，浸水后的绝缘电阻基本不变，是其它塑料所不及的。

7耐气候性

在大气环境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基团，臭氧也不能与之发生作用，因此聚四氟乙烯绝缘电线具有较好的耐气候性，即使在高温、高湿度或低温的气候条件下不加保护长期使用，其性能也保持不变。

聚四氟乙烯所拥有的以上各种优异性能，，使采用聚四氟乙烯塑料作为绝缘的电线的到了广泛的应用，主要应用于宇宙航空航天事业及其他环境条件比较恶劣的地方。

由于聚四氟乙烯介电常数低，介质损耗小，耐电强度高，因此还是一种十分理想的高频介质材料，选用聚四氟乙烯作为绝缘的射频电缆，可以承受250℃的高温，因此可以大大提高电缆的工作温度和传输容量。

近几年国外新推出的一种聚四氟乙烯生料带，不仅具有聚四氟乙烯优异的性能，而且具有较低的介电常数，其加工方式为聚四氟乙烯粉状树脂与压成型，经车削压延制成，由于不经过高温烧结，因此聚四氟乙烯生料比重较小，带中含有大量的气泡，是一种泡沫型聚四氟乙烯，其介电常数较低，主要可应用于射频电缆的绕包绝缘用，由聚四氟乙烯生料带制成的射频电缆，与同规格的聚四氟乙烯绝缘射频电缆相比，在高频下其衰减可降低15~30%，下面着重讲述一下聚四氟乙烯生料带应用于射频电缆对降低衰减的作用。

∙聚四氟乙烯生料带的电性能

聚四氟乙烯生料带的介电常数Er和介质损耗角正切tga可按发泡材料来计算，聚四氟乙烯的各项电性能指标如表1。

表1

技术性能

比重

抗拉强度

伸长率

熔点

电阻率

介电常数

tga

单位

g/cm3

kg/cm2

%

℃

O.cm

-

聚四氟乙烯

2.2

140~350

200~400

327

1017

2.05

0.0002

1、聚四氟乙烯生料带的介电常数Er

聚四氟乙烯生料带的等效介电常数计算公式如下：

Er=｛2×

Er1+1-2×

P（Er1-1）｝÷

｛2×

Er1+1+×

P（Er1-1）｝×

Er1

（1）

Er1为聚四氟乙烯的介电常数，Er1=2.05

P为发泡度，表示聚四氟乙烯生料带内气体体积与聚四氟乙烯生料带体积之比，发泡度计算公式如下：

P=1-d2÷

d1

（2）

d2：

聚四氟乙烯生料带的比重；

d1：

聚四氟乙烯的比重，d1=2.2

将d1=2.2代入公式

（2），可计算出聚四氟乙烯生料带的发泡度P=68.18%。

将P=68.18%代入公式

（1），可计算出聚四氟乙烯生料带的介电常数Er=1.293

2、聚四氟乙烯生料带的介质损耗角正切tga

聚四氟乙烯生料带的介质损耗角正切tga计算公式如下：

tga=tga1×

｛Er1×

（Er-1）｝÷

｛Er×

（Er1-1）｝（3）

tga1为聚四氟乙烯的介质损耗角正切，tga1=0.0002，

Er为聚四氟乙烯生料带的介电常数，Er1=1.293

将以上数值带入公式（3）中，可计算出聚四氟乙烯生料带的介质损耗角正切tga=0.0000885。

∙聚四氟乙烯生料带绝缘射频电缆的阻抗

在高频条件下，同轴射频电缆的阻抗Zc计算公式如下：

Zc=138.2÷

√Er×

㏒｛（D+1.5dw）÷

k1÷

d｝（4）

Er：

d：

内导体外径

D：

绝缘外径

dw：

外导体编织层单线直径

k：

内导体有效直径系数，见表2

表2

内导体绞线根数

1

7

12

19

27

K1

0.939

0.957

0.97

0.976

K2

1.3

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯绝缘射频电缆为例来计算，SFF-50-3-1电缆结构数据如下：

d1=0.93，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=2.05，k1=1

将以上数据代入公式（4）中，可计算出阻抗

Zc1=50.87

如果绝缘采用聚四氟乙烯生料带，在绝缘外径不变的情况下，由于介电常数变小了，为了使阻抗保持不变，必须将内导体外径增大，具体结构数据如下：

d=1.20，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=1.293，k1=1

Zc1=50.6

从以上的各项数据可以看出，使用聚四氟乙烯生料带绝缘后，在绝缘外经济阻抗均保持不变的情况下，内导体的尺寸增加了，这对于降低射频电缆的衰减有着举足轻重的作用。

衰减是射频电缆最重要的参数之一，它反映了电磁能量沿电缆传输是的损耗的大小，电缆的衰减越大，则表明传输信号的损耗越严重，电缆的传输效率也越差，为了提高射频电缆的传输效率，应尽可能的降低电缆的衰减，同轴射频电缆的衰减主要是由导体衰减与介质衰减引起的，其计算公式如下：

a=2.6×

0.001×

f÷

㏒（D÷

d）×

（k2÷

d+kb÷

D）+

9.08×

0.01×

f×

tga（5）

a：

衰减，db/m

k2：

衰减的绞线系数，见表2

kb：

衰减的编织系数，见表3

f：

频率，MHz

表3

绝缘外径D

≤2

2

4

6

8

Kb

1.5

1.7

1.8

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯绝缘射频电缆为例来计算衰减，将以上已知的各项数值代入公式（5），可以计算出不同频率下的射频电缆的衰减，

如表4

表4

f，MHz

1000

5000

10000

20000

a1，db/m

0.4138

0.9972

1.4836

2.2543

绝缘采用聚四氟乙烯生料带后，将已知的各项数值代入公式（5），可以计算出不同频率下的射频电缆的衰减，如表5

表5

a，db/m

0.3465

0.8000

1.1582

1.6915

将表4与表5做一比较，可以计算出聚四氟乙烯生料带在降低射频电缆衰减的具体数值，如表6所示。

表6

（a1-a）÷

a1×

100%

16.3%

19.7%

22%

24.9%

从以上的射频电缆结构及性能计算中，可以看出聚四氟乙烯生料带代替实心聚四氟乙烯绝缘后，可以大大降低射频电缆缆的衰减，可降低15~30%，但由于聚四氟乙烯生料带的价格较高，其价格约为聚四氟乙烯价格的3~4倍，因此增加了电缆的制造成本，只有在对电缆外径要求小，衰减比较低，耐温等级较高的特殊环境下使用。

随着氟塑料生产和加工技术的不断发展，聚四氟乙烯生料带的价格将会逐渐的降低，届时将会在电线电缆行业中得到更为广泛的应用。

8物理性能

19℃的转变温度，主要对加工聚四氟乙烯坯料极为重要，用聚四氟乙烯粉状树脂模压成坯料的过程中，如果压制坯料的温度低于19℃，而当制成的坯料处