Вступление
Фторопласты хорошо известны в кабельной промышленности как почти идеальные смоляные материалы с уникальным сочетанием превосходных свойств, которые обеспечивают выдающиеся характеристики во многих требовательных приложениях и поэтому широко используются в проводах и кабелях для высокоскоростной передачи данных, военных и аэрокосмических приложений.Вспененные фторопласты обладают превосходными электрическими свойствами, сохраняя присущую фторопластам огнестойкость, термостойкость, химическую стойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям, что делает кабели из вспененного фторопласта большим преимуществом для приложений.В данной статье подробно рассматривается техническое развитие технологии и оборудования для вспенивания фторопластовых кабелей.
1. Преимущества применения фторопластового пенопластового троса
1.1 Эксплуатационные характеристики пенофторопласта
Уникальные атомарные основные свойства фторопласта и образование молекулярных связей являются ключом к сочетанию его превосходных характеристик.ПТФЭ по своим характеристикам не может расплавиться при экструзии.1960 г. Впервые был разработан ФЭП как способ обработки фторполимеров в реальном расплаве.
ETFE позволяет полимеру быть сшитым для дальнейшего улучшения таких свойств, как сопротивление прорезанию, и используется в основном в аэрокосмической, ядерной энергетике и кабелях.Фторполимеры используются в высокочастотных устройствах из-за их низкой диэлектрической проницаемости и очень малого тангенса угла диэлектрических потерь.
Они являются лучшим изоляционным материалом для высокочастотных линий передачи из-за их низкой диэлектрической проницаемости и очень малого тангенса угла диэлектрических потерь.В последние годы превосходные физические и электрические свойства фторопластов намного превосходят свойства других материалов, что делает их широко используемыми в высокотехнологичных линиях связи, а также в проводах и кабелях, устойчивых к высоким температурам.Однако высокая цена фторопласта ограничивает его дальнейшее применение.
Поэтому на основе успешного применения таких технологий вспенивания, как полиэтилен (ПЭ), были разработаны и вспененные фторопласты.
По сравнению с фторопластами и другими материалами для изоляции кабелей вспененные фторопласты имеют следующие преимущества:
а.Лучшие электрические свойства со значительно более низкой диэлектрической проницаемостью ε и более низким тангенциальным значением угла диэлектрического истощения tanδ (как показано на рисунке 2).Например, относительная диэлектрическая проницаемость εr для твердого ФЭП составляет 2,1, а tanδ составляет 5 x 10-4 на частоте 1 МГц, в то время как при вспенивании 60% ФЭП εr снижается до 1,4, а tanδ уменьшается до 2,4 x 10-4 на частоте 1 МГц. .и меньший внешний диаметр кабеля (импеданс не изменился), что делает продукт более компактным.Например, при использовании 60% вспененного FEP для изоляции коаксиального кабеля затухание в кабеле можно уменьшить на 20% на частоте 1 МГц, а внешний диаметр кабеля можно уменьшить примерно на 12% (без изменения сопротивления).
б.Экономия на больших материальных затратах.Из-за вспенивания изоляционного материала пузырьковая часть представляет собой газ, что напрямую экономит большое количество изоляционного материала, если степень вспенивания составляет 60%, то можно сэкономить 80% изоляционного материала.
в.На другие хорошие свойства фторопласта это не влияет.Вспененные фторопласты сохраняют присущую фторопластам огнестойкость, термостойкость, химическую стойкость и атмосферостойкость и в основном не влияют на механические свойства фторопласта.
1.2 Особенности применения тросов из вспененного фторопласта
Основные эксплуатационные характеристики тросов из вспененного фторопласта: а.Для удовлетворения потребностей кабелей для передачи данных в более высоких скоростях передачи и огнестойкости (особенно в соответствии с законодательством США).Хотя рынок кабелей CAT6 и CAT6A растет, трудно сочетать увеличение эффективной дальности передачи и скорости передачи (> 10 Гбит / с) и полосы пропускания (> 500 МГц) традиционных 100-метровых кабелей.В результате фторопластовые кабели с более низкой диэлектрической проницаемостью являются очевидным выбором для высокочастотных кабелей с малой задержкой.Кроме того, доступны кабели и сборки CAT6 и CAT6A с изоляцией из FEP, PFA/MFA с классом огнестойкости до CMP.б.Кабели Power over Ethernet (PoE) отвечают требованиям одновременного обеспечения питания и связи.Кабели PoE из вспененного фторопласта могут обеспечивать питанием оборудование, реализующее «интернет вещей» и корпоративные технологии нового поколения.
Кабель PoE обеспечивает питание и связь для устройств, реализующих «Интернет вещей» и корпоративные технологии нового поколения.Кабели PoE, от интеллектуального освещения до точек беспроводного доступа (WAP), преобразуют будущее проводной инфраструктуры, объединяя функции силовых и коммуникационных кабелей для устройств в доме, офисных зданиях и будущего автономных транспортных средств.
в.Удовлетворение потребности в высокочастотной передаче данных в кабелях бытовой электроники.Коаксиальный кабель из вспененного фторопласта можно использовать в качестве меньшего, легкого и сверхтонкого коаксиального кабеля в производстве мобильных телефонов и медицинских кабелей.
д.Потребность в более высокой пропускной способности передачи данных для кабелей сверхвысокой частоты в центрах обработки данных может быть удовлетворена.Кабели из вспененного фторопласта могут использоваться как более миниатюрные, легкие и высокотемпературные, не распространяющие горение кабели.
2 Технология кабеля из вспененного фторопласта
2.1 Технология вспенивания фторопласта
Еще в 1995 году Массачусетский технологический институт (MIT) провел новаторское исследование технологии вспенивания фторопласта и подробно сообщил о результатах в статье «Микропористые процессы для фторполимеров и проектирование систем экструзии микропористых пен для покрытия проводов».
Соответствующие результаты исследований подробно изложены в
а.Было указано, что сверхкритические флюиды могут при определенных условиях влиять на вспенивание фторопласта.Плотность сверхкритического газа
Плотность сверхкритического газа практически такая же, как у жидкости, а его вязкость лишь в 2–3 раза выше, чем у обычного газа (около 1/10 вязкости жидкости), а коэффициент дисперсии примерно в 10 раз выше. жидкости.В дополнение к увеличению плотности пузырьков при вспенивании фторопласта сверхкритические жидкости также могут сокращать время насыщения.Например, для вспенивания фторопласта используется сверхкритический СО2 (критическая температура 31 °С и критическое давление 7,38 МПа), и результаты испытаний показывают, что фторопласты имеют наилучшее газопоглощение при температуре плавления.
Результаты показывают, что фторопласты имеют оптимальное поглощение газа при температуре плавления и претерпевают быстрое изменение термодинамического состояния, образуя мелкие, равномерно распределенные пузырьки.
б.Оцените характеристики объемного вспенивания фторопластов FEP4100 и PFA440HP, разработанных Dupont.PFA является более кристаллическим полимером, чем FEP, поэтому диффузия газов в его матрице затруднена.
в.Обобщены характеристики микроячеистого пенообразования, в том числе тот факт, что микропористое пенообразование вызвано термодинамической нестабильностью гомогенной сверхкритической системы газ/полимер, что количество зародышеобразований при микропористом пенообразовании намного больше, чем при обычном химическом пенообразовании, и что размер пор микроячеистого вспенивания меньше, чем у типичного химического вспенивания.
Многие исследования показали, что CO2 и азот являются подходящими газами для вспенивания фторопласта с критической температурой -147 °C и критическим давлением 34 бар (3,4 МПа) для азота.