Introdução
Os fluoroplásticos são bem conhecidos na indústria de cabos como materiais de resina quase perfeitos, com uma combinação única de excelentes propriedades que fornecem desempenho excepcional em muitas aplicações exigentes e, portanto, são amplamente utilizadas em fios e cabos para transmissão de dados de alta velocidade, aplicações militares e aeroespaciais. Os fluoroplásticos espumados têm excelentes propriedades elétricas, mantendo a retardância da chama inerente, a resistência à temperatura, a resistência química e a resistência climática dos fluoroplásticos, tornando os cabos fluoroplásticos espumados uma grande vantagem para as aplicações. Este artigo elabora o desenvolvimento técnico de tecnologia e equipamento de cabo de espuma fluoroplásica.
1. Vantagens de aplicações de cabo de espuma fluoroplásica
1.1 Características de desempenho de fluoroplastos com espuma
Fluoroplásticos As propriedades básicas atômicas exclusivas e a formação de ligações moleculares são a chave para sua excelente combinação de desempenho. O PTFE com base em suas próprias características não pode derreter a extrusão. 1960 O FEP como um verdadeiro processamento de fusão de fluoropolímeros foi desenvolvido pela primeira vez.
O ETFE permite que o polímero seja reticulado para melhorar ainda mais as propriedades, como resistência de corte e é usado principalmente em fios aeroespaciais, nucleares e aplicações de cabos. Os fluoropolímeros são usados em aplicações de alta frequência devido à sua baixa constante dielétrica e à tangente de perda dielétrica muito pequena.
Eles são o melhor material de isolamento para linhas de transmissão de alta frequência devido à sua baixa constante dielétrica e ao ângulo de perda dielétrica muito pequena tangente. Nos últimos anos, as excelentes propriedades físicas e elétricas dos fluoroplásticos excedem em muito as de outros materiais, tornando-os amplamente utilizados em linhas de transmissão de comunicação de ponta e fios e cabos resistentes a alta temperatura. No entanto, o alto preço dos fluoroplásticos limitou sua aplicação adicional.
Portanto, com base na aplicação bem -sucedida de tecnologias de espuma, como polietileno (PE), também foram desenvolvidos fluoroplásticos espumados.
Comparado aos fluoroplásticos e outros materiais de isolamento a cabo, os fluoroplásticos espumados têm as seguintes vantagens
um. Melhores propriedades elétricas, com uma constante dielétrica significativamente menor ε e um menor valor tangencial do ângulo de depleção dielétrica tanδ (como mostrado na Figura 2). Por exemplo, a constante dielétrica relativa εr para FEP sólida é 2,1 e o tanδ é de 5 x 10-4 a 1 MHz, enquanto a espuma FEP a 60%, εr é reduzida para 1,4 e o tanδ é reduzido para 2,4 x 10-4 a 1 MHz. e um diâmetro externo de cabo menor (impedância inalterado), resultando em um produto mais compacto. Por exemplo, usando FEP de 60% para isolamento coaxial, a atenuação do cabo pode ser reduzida em 20% a 1 MHz, enquanto o diâmetro externo do cabo pode ser reduzido em cerca de 12% (sem alteração na resistência).
b. Economia em altos custos de material. Devido à espuma do material de isolamento, a parte da bolha é o gás, que salva diretamente uma grande quantidade de material de isolamento, se o grau de espuma for 60%, 80% do material de isolamento pode ser salvo.
c. Não afeta as outras boas propriedades dos fluoroplásticos. Os fluoroplásticos espumados mantêm a retardação de chama inerente, a resistência à temperatura, a resistência química e a resistência climática dos fluoroplásticos, e basicamente não afetam as propriedades mecânicas dos fluoroplásticos.
1.2 Características de aplicação de cabos fluoroplásicos espumados
As principais características de aplicação dos cabos fluoroplásicos espumados são: a. Atender às necessidades dos cabos de rede de dados para obter mais taxas de transmissão e retardador de incêndio (especialmente a legislação dos EUA). Embora o mercado de cabos Cat6 e Cat6a esteja crescendo, é difícil combinar o aumento na distância eficaz de transmissão e na velocidade de transmissão (> 10 GB/s) e largura de banda (> 500MHz) de cabos tradicionais de 100m. Como resultado, os cabos fluoroplásicos com espumas constantes dielétricas mais baixas são a escolha óbvia para cabos de baixa frequência e baixa latência. Além disso, os cabos Cat6 e Cat6a e conjuntos com FEP, o isolamento PFA/MFA estão disponíveis com classificações de incêndio até CMP. b. Os cabos de energia sobre Ethernet (POE) atendem à necessidade de fornecer energia e comunicação ao mesmo tempo. Os cabos Poe Fluoroplásicos de espuma podem fornecer energia para o equipamento que implementa a "Internet das Coisas" e as tecnologias corporativas de nova geração.
O cabo POE fornece energia e comunicação para dispositivos que implementam a 'Internet das Coisas' e as tecnologias corporativas de nova geração. Desde iluminação inteligente até pontos de acesso sem fio (WAPS), os cabos POE estão transformando o futuro da infraestrutura de fiação, combinando as funções dos cabos de energia e comunicação para dispositivos em casa, edifícios de escritórios e o futuro dos veículos autônomos.
c. Atendendo à demanda por capacidade de transmissão de dados de maior frequência em cabos eletrônicos de consumo. O cabo coaxial fluoroplástico espumado pode ser usado como um cabo coaxial menor e menor, mais leve nas indústrias de telefonia móvel e de cabos médicos.
d. A demanda por maior capacidade de transmissão de dados para cabos de transmissão de frequência ultra-alta em data centers pode ser atendida. Os cabos fluoroplásticos espumados podem ser usados como cabos retardantes de incêndio mais miniaturizados, leves e altamente resistentes à temperatura.
2 tecnologia de cabo de espuma fluoroplásica
2.1 Tecnologia de espuma fluoroplásica
No início de 1995, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) conduziu pesquisas pioneiras sobre a tecnologia de espuma fluoroplásica e relatou os resultados em detalhes no artigo "Processos microporosos para fluoropolímeros e o design de sistemas microporosos de extrusão de espuma para revestimento de arame".
Os resultados da pesquisa relevantes são relatados em detalhes em
um. Foi apontado que os fluidos supercríticos podem influenciar a espuma fluoroplásica sob certas condições. A densidade do gás supercrítico
A densidade de um gás supercrítica é essencialmente a mesma que a de um líquido, e sua viscosidade é de apenas 2 a 3 vezes a de um gás normal (cerca de 1/10 do de um líquido), com um coeficiente de dispersão cerca de 10 vezes o de um líquido. Além de aumentar a densidade de bolhas da espuma fluoroplasta, os fluidos supercríticos também podem reduzir o tempo de saturação. Por exemplo, o CO2 supercrítico (temperatura crítica de 31 ° C e pressão crítica de 7,38 MPa) é usada para espuma fluoroplásica, e os resultados dos testes mostram que os fluoroplásticos têm a melhor absorção de gás na temperatura de fusão.
Os resultados mostram que os fluoroplásticos têm uma absorção ideal de gás na temperatura de fusão e passam por uma rápida mudança de estado termodinâmico, formando pequenas bolhas distribuídas uniformemente.
b. Avalie as características de espuma a granel dos fluoroplásticos FEP4100 e PFA440HP desenvolvidos pela DuPont. O PFA é um polímero mais cristalino que o FEP e, portanto, a difusão de gases em sua matriz é mais difícil.
c. As características da espuma microcelular estão resumidas, incluindo o fato de que a espuma microcelular é induzida pela instabilidade termodinâmica do sistema de gás/polímero supercrítico homogêneo, que o número de nucleação em espuma microcelular é muito maior que a de espuma química típica e que o tamanho do poro de poro de poro de poros
Muitos estudos mostraram que o CO2 e o nitrogênio são gases adequados para a espuma fluoroplásica, com uma temperatura crítica de -147 ° C e uma pressão crítica de 34 bar (3,4 MPa) para nitrogênio.