Introduction
Les fluoroplastiques sont bien connus dans l'industrie du câble en tant que matériaux de résine presque parfaits avec une combinaison unique d'excellentes propriétés qui offrent des performances exceptionnelles dans de nombreuses applications exigeantes et sont donc largement utilisées dans les fils et les câbles pour la transmission de données à grande vitesse, les applications militaires et aérospatiales. Les fluoroplastiques moussants ont d'excellentes propriétés électriques tout en maintenant le retard de flamme inhérent, la résistance à la température, la résistance chimique et la résistance aux intempéries des fluoroplastiques, faisant des câbles fluoroplastiques moussants un grand avantage pour les applications. Cet article explique le développement technique de la technologie et de l'équipement de câbles moussants fluoroplastiques.
1. Avantages des applications de câbles moussants fluoroplastiques
1.1 Caractéristiques de performance des fluoroplastiques moussants
Fluoroplastics Propriétés de base atomiques uniques et la formation de liaisons moléculaires est la clé de son excellente combinaison de performances. Le PTFE basé sur ses propres caractéristiques ne peut pas faire fondre l'extrusion. 1960 FEP en tant que traitement réel de la fusion des fluoropolymères a d'abord été développé.
ETFE permet au polymère d'être réticulé pour améliorer davantage les propriétés telles que la résistance à la réduction et est utilisée principalement dans les applications aérospatiales, de fil nucléaire et de câble. Les fluoropolymères sont utilisés dans des applications à haute fréquence en raison de leur faible constante diélectrique et de leur très petite perte diélectrique tangente.
Ils sont le meilleur matériau d'isolation pour les lignes de transmission à haute fréquence en raison de leur faible constante diélectrique et de leur très petit angle de perte diélectrique tangente. Ces dernières années, les excellentes propriétés physiques et électriques des fluoroplastiques dépassent de loin celles des autres matériaux, ce qui les rend largement utilisées dans les lignes de transmission de communication haut de gamme et les fils et câbles résistants à haute température. Cependant, le prix élevé des fluoroplastiques a limité son application supplémentaire.
Par conséquent, sur la base de l'application réussie de technologies moussantes telles que le polyéthylène (PE), des fluoroplastiques moussants ont également été développés.
Par rapport aux fluoroplastiques et autres matériaux d'isolation par câble, les fluoroplastiques moussants ont les avantages suivants
un. De meilleures propriétés électriques, avec une constante diélectrique significativement plus faible ε et une valeur tangentielle inférieure de l'angle de déplétion diélectrique TanΔ (comme le montre la figure 2). Par exemple, la constante diélectrique relative εR pour le FEP solide est de 2,1 et le tanδ est 5 x 10-4 à 1 MHz, tandis qu'à 60% de moussage FEP, εr est réduit à 1,4 et Tanδ est réduit à 2,4 x 10-4 à 1 MHz. et un diamètre extérieur de câble plus petit (impédance inchangée), résultant en un produit plus compact. Par exemple, en utilisant 60% de FEP moussé pour l'isolation du câble coaxial, l'atténuation du câble peut être réduite de 20% à 1 MHz, tandis que le diamètre extérieur du câble peut être réduit d'environ 12% (sans changement de résistance).
né Économies en coûts élevés de matériaux. En raison de la mousse du matériau d'isolation, la partie de la bulle est le gaz, ce qui économise directement une grande quantité de matériau d'isolation, si le degré de mousse est de 60%, alors 80% du matériau d'isolation peut être économisé.
c. Il n'affecte pas les autres bonnes propriétés des fluoroplastiques. Les fluoroplastiques moussants maintiennent le retard inhérent à la flamme, la résistance à la température, la résistance chimique et la résistance aux intempéries des fluoroplastiques, et n'affecte essentiellement pas les propriétés mécaniques des fluoroplastiques.
1.2 Caractéristiques d'application des câbles fluoroplastiques moussants
Les principales caractéristiques d'application des câbles fluoroplastiques moussants sont: a. Pour répondre aux besoins des câbles de réseau de données pour des taux de transmission plus élevés et un retardateur d'incendie (en particulier la législation américaine). Bien que le marché des câbles Cat6 et Cat6A augmente, il est difficile de combiner l'augmentation de la distance de transmission efficace et de la vitesse de transmission (> 10 Go / s) et de la bande passante (> 500 MHz) de câbles traditionnels de 100 m. En conséquence, les câbles fluoroplastiques avec des mousses constantes diélectriques plus faibles sont le choix évident pour des câbles de latence à faible fréquence plus élevée. De plus, les câbles Cat6 et Cat6A et les assemblages avec isolation FEP, PFA / MFA sont disponibles avec des cotes de feu jusqu'à CMP. né Les câbles de puissance sur Ethernet (POE) répondent à la nécessité de fournir à la fois la puissance et la communication en même temps. Les câbles PoE fluoroplastiques moussants peuvent fournir une puissance à l'équipement qui implémente «l'Internet des objets» et les technologies d'entreprise de nouvelle génération.
Le câble PoE fournit une alimentation et une communication pour les appareils qui implémentent «l'Internet des objets» et les technologies d'entreprise de nouvelle génération. De l'éclairage intelligent aux points d'accès sans fil (WAPS), les câbles PoE transforment l'avenir de l'infrastructure de câblage en combinant les fonctions des câbles de puissance et de communication pour les appareils à la maison, les immeubles de bureaux et l'avenir des véhicules autonomes.
c. Réponde à la demande de capacités de transmission de données de fréquence plus élevées dans les câbles électroniques grand public. Le câble coaxial fluoroplastique moussé peut être utilisé comme un câble coaxial plus petit, plus léger et ultra-fin dans les industries de téléphones portables et de câbles médicaux.
d. La demande de capacité de transmission de données plus élevée pour les câbles de transmission à ultra-haute fréquence dans les centres de données peut être satisfaite. Les câbles fluoroplastiques moussants peuvent être utilisés comme câbles d'alartement plus miniaturis, légers et hautement résistants à la température.
2 technologie de câble moussé fluoroplastique
2.1 Technologie de moussage fluoroplastique
Dès 1995, le Massachusetts Institute of Technology (MIT) a mené des recherches pionnières sur la technologie de mousse fluoroplastique et a rapporté les résultats en détail dans l'article "Les processus microporeux pour les fluoropolymères et la conception de systèmes d'extrusion de mousse microporeux pour le revêtement de fil".
Les résultats de recherche pertinents sont rapportés en détail dans
un. Il a été souligné que les fluides supercritiques peuvent influencer la mousse fluoroplastique dans certaines conditions. La densité du gaz supercritique
La densité d'un gaz supercritique est essentiellement la même que celle d'un liquide, et sa viscosité n'est que 2 à 3 fois celle d'un gaz normal (environ 1/10 de celle d'un liquide), avec un coefficient de dispersion environ 10 fois celui d'un liquide. En plus d'augmenter la densité de bulles de la mousse de fluoroplastique, les fluides supercritiques peuvent également réduire le temps de saturation. Par exemple, le CO2 supercritique (température critique de 31 ° C et pression critique de 7,38 MPa) est utilisé pour le moussage fluoroplastique, et les résultats des tests montrent que les fluoroplastiques ont la meilleure absorption de gaz à la température de fusion.
Les résultats montrent que les fluoroplastiques ont une absorption optimale du gaz à la température de fusion et subissent un changement à l'état thermodynamique rapide, formant de petites bulles uniformément distribuées.
né Évaluez les caractéristiques de moussage en vrac des fluoroplastiques FEP4100 et PFA440HP développés par DuPont. Le PFA est un polymère plus cristallin que FEP et donc la diffusion des gaz dans sa matrice est plus difficile.
c. Les caractéristiques de la mousse microcellulaire sont résumées, notamment le fait que la mousse microcellulaire est induite par l'instabilité thermodynamique du système homogène de gaz / polymère supercritique, que le nombre de nucléation dans la moustion microcellulaire est bien plus grand que la mousse chimique typique, et la pagouine poreuse microcellulaire est la plus petite que celle de la mousse chimique typique.
De nombreuses études ont montré que le CO2 et l'azote sont des gaz appropriés pour la mousse fluoroplastique, avec une température critique de -147 ° C et une pression critique de 34 bar (3,4 MPa) pour l'azote.