high temperature cable Teflon cable FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE

Eine zufällige Entdeckung, die den Lauf der menschlichen Gesellschaft veränderte.

I. Geschichte von Teflon (FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE)

1. Engere Bedeutung von Teflon
Früher bezog sich Teflon ausschließlich auf Polytetrafluorethylen, das 1938 zufällig vom Chemiker Dr. Roy J. Plunkett in einem DuPont-Labor in New Jersey, USA, entdeckt wurde. Während er versuchte, ein neues Fluorchlorkohlenwasserstoff-Kältemittel herzustellen, polymerisierte Polytetrafluorethylen in einem Hochdruck-Lagerbehälter (das Eisen in der Behälterauskleidung wirkte als Katalysator für die Polymerisationsreaktion). DuPont ließ es 1941 patentieren und 1944 unter dem Namen „Teflon“ als Marke eintragen.

Teflon ist ein revolutionäres Material mit einer Geschichte voller Innovationen und technologischer Durchbrüche. Wissenschaftler haben die Erfindung von PTFE als „einen Zufall, einen Heureka-Moment, einen Glücksfall – oder sogar eine Mischung aus allen dreien“ beschrieben. Wie dem auch sei, eines ist sicher: PTFE hat die Kunststoffindustrie revolutioniert und unzählige Anwendungen zum Wohle der Menschheit hervorgebracht.

1938: Roy J. Plunkett, ein Chemiker bei DuPont, entdeckt zufällig PTFE bei der Erforschung von Kühlmitteln.
Zweiter Weltkrieg: PTFE wurde aufgrund seiner hervorragenden chemischen Inertheit und elektrischen Isoliereigenschaften für militärische Zwecke verwendet, beispielsweise als Isoliermaterial im Manhattan-Projekt für die Atombombe.
Kommerzialisierung: 1945 begann DuPont mit der Kommerzialisierung von PTFE und nannte es Teflon (Teflon). Die ersten Anwendungen konzentrierten sich auf industrielle Anwendungen wie die Auskleidung von Chemieanlagen und Korrosionsschutzbeschichtungen.
1950er Jahre: Mit dem technologischen Fortschritt fand PTFE aufgrund seiner Antihaft-Eigenschaften und einfachen Reinigung zunehmend Verwendung in verschiedenen Bereichen, beispielsweise als Beschichtung für Kochgeschirr.
1960er Jahre: PTFE wurde in Textilien für wasserdichte und atmungsaktive Stoffe wie Gore-Tex eingeführt.
1970er Jahre: PTFE wird in medizinischen Anwendungen wie Gefäßtransplantaten und chirurgischem Nahtmaterial eingesetzt.
1980er Jahre bis heute: PTFE wird in zahlreichen Anwendungsbereichen eingesetzt, unter anderem in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Elektronikindustrie sowie in vielen anderen Branchen.

2. Allgemeines Teflonkabel

Subsequently, DuPont developed a series of products in addition to Teflon cable PTFE resins, so that Teflon now refers to a family of fluoroplastics, including including PTFE (polytetrafluoroethylene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer), FEP (fluorinated ethylene propylene copolymer), PFA (perfluoroalkylates), and PVDF (polyvinylidene fluoride), among others.

Diese Teflonmaterialien werden aufgrund ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Chemikalien und elektrische Isolierung in einer Vielzahl von Branchen häufig verwendet. Es verfügt über eine Reihe einzigartiger Eigenschaften und Vorteile, die es in vielerlei Hinsicht anderen Kunststoffmaterialien überlegen machen. Daher hat Teflon auch den Ruf des „Königs der Kunststoffe“ mit hervorragender Hochtemperaturbeständigkeit (Temperaturbeständigkeit: -200 °C ~ +260 °C). Teflon wird in vielen Industriebereichen häufig verwendet, beispielsweise in der chemischen Industrie, im Schienenverkehr, in der Energie-, Luftfahrt-, Automobil- und Medizintechnik.

II.Hochtemperatur-Teflonkabelanwendungen in der Industrie

Aufgrund der hervorragenden Leistung von Teflonkabeln werden sie häufig in den folgenden Branchen eingesetzt:

Luft- und Raumfahrt: für Leiter mit ultrahohen Temperaturen in Flugzeugen und Raumfahrzeugen.
Erdölindustrie: als Wickeldraht und Verbindungsdraht für Tauchölpumpenmotoren, um die Leistung auch bei extremen Temperaturen aufrechtzuerhalten.
Atomkraftwerke: Zum Wickeln von Spulen in nuklearen Inselantrieben, geeignet für den Dauereinsatz unter Strahlungsbedingungen.
Schiffsindustrie: Seewasserbeständigkeit und Leichtbauweise ermöglichen eine breite Anwendung in Schiffen.
Hochgeschwindigkeits-Traktionslokomotiven: geeignet für Hochgeschwindigkeitszüge und andere Transportgeräte.
Automobilbau: für elektronische Systeme im Automobilbereich.
Erdgas: Wird in Antennenhülsen, Ventilsitzen, elektrischen Verbindungselementen usw. verwendet und ist für extreme Temperaturen und Umgebungen mit hohem Druck geeignet.
Halbleiter und Elektronik: Teflon wird als elektrischer Isolator und mechanische Komponente bei der Halbleiterproduktion und in elektronischen Geräten verwendet.
Lebensmittelverarbeitung: Aufgrund der nicht haftenden und leicht zu reinigenden Eigenschaften ist Teflon für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet.
Medizinische Geräte: Wird in MRT-Geräten, Röntgengeräten und anderen Kabeln verwendet, die eine hohe Reinheit und geringe Signalstörungen erfordern.
Militär und Verteidigung: für Kommunikations- und Steuerungssysteme in rauen Umgebungen.

III.Hochtemperatur-Teflonkabelstruktur

Leiter: Kupfer- oder versilberter Kupferleiter zur effizienten Übertragung von Strom oder Signalen.
Isolierung: Ein oder mehrere der oben genannten Teflonmaterialien sorgen für elektrische Isolierung und Schutz.
Ummantelung: Einige Kabel können auch eine zusätzliche Schicht aus Teflon-Ummantelung oder anderen Materialien für verbesserten mechanischen Schutz und Umweltschutz enthalten.
Abschirmung: Wenn eine Reduzierung der elektromagnetischen Störungen erforderlich ist, können die Kabel eine geflochtene Metall- oder Folienabschirmung enthalten.

[Technical Parameters]

Betriebstemperatur: -200°C bis +260°C
Isolationsmaterial: Teflon (PTFE-Kabel)
Leitermaterial: blankes Kupfer oder versilbertes Kupfer-Nickel
Isolationsdicke: gemäß Kabelspezifikationen und Normen
Flammschutzklasse: UL1581-konform

IV. Die besondere Leistung und Vorteile von Hochtemperatur-Teflonkabeln

Besondere Eigenschaften

Hohe und niedrige Temperaturbeständigkeit: Teflonmaterial weist eine große Temperaturbeständigkeit auf, von niedrigen Temperaturen von -200 °C bis zu hohen Temperaturen von über 260 °C, und selbst bei extremen Temperaturen behält es noch gute physikalische und elektrische Eigenschaften.
Chemische Beständigkeit: Teflonmaterial weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die meisten Chemikalien auf, einschließlich Säuren, Basen, Lösungsmittel usw., wodurch das Kabel sicher in rauen Umgebungen wie der chemischen Industrie verwendet werden kann.
Niedriger Reibungskoeffizient: Teflon hat einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten, was bedeutet, dass Schmutz und korrosive Substanzen nicht so leicht an der Oberfläche des Kabels haften bleiben, was die Reinigung und Wartung erleichtert.
Hohe Durchschlagsfestigkeit: Teflonkabel haben eine hohe Durchschlagsfestigkeit und können hoher Spannung ohne Durchschlag standhalten, wodurch sie für die Hochspannungsstromübertragung und Signalübertragung geeignet sind.
Nicht klebend: Die nicht klebenden Eigenschaften von Teflon verringern die Wahrscheinlichkeit, dass sich während des Gebrauchs Verunreinigungen im Kabel ansammeln, insbesondere bei Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
UV- und strahlungsbeständig: Teflonmaterialien verfügen über eine ausgezeichnete UV- und Strahlungsbeständigkeit, weshalb sie sich für Kabelanwendungen im Außenbereich und in Umgebungen mit hoher Strahlung eignen.

V. Materialeigenschaften und Temperaturbeständigkeitsbereich von Hochtemperatur-Teflonkabeln

Die Temperaturbeständigkeit von Teflon variiert je nach Art, Dicke und Verarbeitungsmethode. Im Allgemeinen hält Teflon den folgenden Temperaturen stand.

1. Kurzzeitige Temperaturbeständigkeit: ca. 260 °C (430 °F).

2. Langfristige Temperaturbeständigkeit: In der Praxis kann Teflon normalerweise Temperaturen bis zu 260 °C (430 °F) standhalten, aber längere Zeiträume bei dieser Temperatur können zu Materialschäden und Leistungseinbußen führen.

Polytetrafluorethylen (PTFE-Kabel): PTFE ist ein hochstabiler Fluorpolymer mit einer kurzfristigen Temperaturbeständigkeit von bis zu 260 °C und einem langfristigen Gebrauchstemperaturbereich von -196 °C bis 260 °C (430 °F).

Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxy-Vinylether-Copolymer (PFA-Kabel): PFA ist PTFE ähnlich, weist jedoch eine geringere Schmelzviskosität auf, sodass es sich leichter zu komplexen Formen verarbeiten lässt. PFA verfügt über einen ähnlichen Betriebstemperaturbereich wie PTFE, weist jedoch bei höheren Temperaturen eine bessere mechanische Festigkeit auf.

Fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer (FEP-Kabel): FEP weist ebenfalls eine gute Hochtemperatur- und Chemikalienbeständigkeit auf, mit einem Betriebstemperaturbereich von etwa -200 °C bis 200 °C. Es ist auch eine gute Wahl für die anspruchsvollsten Anwendungen.

Vernetztes Polytetrafluorethylen (XLETFE-Kabel): Die mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit von PTFE wird durch chemische Vernetzung verbessert und sein Temperaturbeständigkeitsbereich ist dem von PTFE ähnlich.

Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE-Kabel): ETFE weist eine hohe Abrieb- und Reißfestigkeit auf und hat einen Betriebstemperaturbereich von etwa -70 °C bis 150 °C, obwohl einige spezielle ETFE-Sorten höheren Temperaturen standhalten können.

Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE) ECTFE verfügt über eine gute chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit und hat einen Betriebstemperaturbereich von etwa -65 °C bis 150 °C.

Polyvinylidenfluorid (PVDF-Kabel: PVDF verfügt über eine ausgezeichnete Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit mit einem Betriebstemperaturbereich von etwa -46 °C bis 150 °C.

Tabelle der Eigenschaften verschiedener Fluorkunststoffe

Fluoroplastische Eigenschaften
Aufführungen	ASTM oder Einheit	PTFE	FEP	PFA	ETFE	ECTFE	PVDF	PCTFE
			Mechanische Eigenschaften
Relative Dichte	Hör zu	2.18	2.15	2.15	1.74	1.68	1.77	2.13
Bruchdehnung/%	Es tut mir Leid	200~~450	250~330	280~400	420~~460	200~300	300~450	150
Zugfestigkeit/MPa	D638	14~48	19~35	28~31	42~~47	41~~54	31~43	36.5
Biegefestigkeit/MPa	D790	Unaufhörlich	Unaufhörlich	Unaufhörlich	38	48	59~66	59
Druckfestigkeit/MPa	D695	24	15	17	8. 8~~12	8.8~12	80	38
Elastizitätsmodul der Spannung (Young's)/MPa	D638	393	345	500~~600	586~655	1655	1103	1427
Biegemodul/MPa	D750	490~~586	538~~634	648~-682	883~~1179	1655	621~1158	1241
Härte (Shore D)	D636	D50~~65	D5S	D55~60	D7S	D75~90	D75~85	D90
Reibungskoeffizient	relatives Beispiel	0.02	0.05	0.2	0.06	0.19	0.4	—
Abriebfestigkeit 1000 mal	Taber	12	14~~20	9~17		0.005	5~15
Izod-Kerbschlagzähigkeit (23°C)/(kJ/amP)	D256	6.3	Unaufhörlich	Unaufhörlich	Unaufhörlich	Unaufhörlich	8.4	10.5
Thermische Leistung
Schmelzpunkt/℃		327	260	305	267	240	171	212
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur (20000 h)/℃		260	200	260	150	150~170	129	132
Flammhemmend (UL94)		V-o	V-o	V-o	V-o	V-O	V-o	V-0
Linearer Ausdehnungskoeffizient (D696)/(×10-3℃-1)		>11.6	8.3-~10.5	13	13	Unaufhörlich	4.2	7.0
Versprödungstemperatur/℃		-268	-268	268	100	-76	-62	240
			Elektrische Eigenschaft
Dielektrizitätskonstante	(D150,101Ha)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.5	7.72
Dielektrizitätskonstante	(DI50.10*Hz)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.59	6.43
Durchschlagsfestigkeit (0,254unm statischer Film)/(kV/mm)	(D149)	>1400	>2000	>2000	1600	—	>1080
Spezifischer Massewiderstand	(T257)	>101*	>101	>1018	>104	>104	2×1014	101*
Oberflächenwiderstand	(D257)	>10U	>101T	>10Ir	>104	10i4~10it	5×10i4	101s
			Allgemeine Eigenschaften
Beständig gegen chemische Lösungsmittel	D543	Eindrucksvoll	Eindrucksvoll	Eindrucksvoll	Eindrucksvoll	Eindrucksvoll	sehr gut	Gut
Wasseraufnahme (24h)/%	D570	<0.01	<0.01	<0.03	<0.03	<0.1	<0.04	<0.01
Brechungsindex		1.35	1.338	1.34	1. 40	1. 447	1.42
Sauerstofflimitierender Index (OLI)	D2863	>95	>95	>95	31	60	43	100

Es ist zu beachten, dass die obigen Daten nur als Referenz dienen. Der Temperaturbeständigkeitsbereich in tatsächlichen Anwendungen kann durch Faktoren wie Materialqualität, Dicke, Verarbeitungsmethoden und Umgebungsbedingungen beeinflusst werden. Beachten Sie bei der Auswahl von Teflonmaterialien unbedingt die Produktspezifikation oder senden Sie eine E-Mail an die Ingenieure von TST CABLES, um genaue Informationen zur Temperaturbeständigkeit zu erhalten.

VI. Normen und Tests für Hochtemperatur-Teflonkabel

UL1581-Standard: Teflonkabel müssen die Anforderungen des UL1581-Standards erfüllen, einschließlich elektrischer Leistung, Brennverhalten, physikalischer Eigenschaften und anderer Aspekte des Tests.
Elektrischer Leistungstest: einschließlich Leiterwiderstandstest, Spannungswiderstandstest, Isolationswiderstandstest usw.
Verbrennungsleistungstest: einschließlich vertikaler Verbrennungstests, horizontaler Verbrennungstests usw., um sicherzustellen, dass das Kabel gute flammhemmende Eigenschaften aufweist.
Physikalischer Leistungstest: einschließlich Zugfestigkeitstest vor und nach der Alterung, Zugfestigkeitstest usw. zur Bewertung der mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit des Kabels.
Test der Anpassungsfähigkeit an die Umgebung: Dazu gehören Tests zur Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen sowie zur chemischen Korrosionsbeständigkeit usw., um die Leistung und Sicherheit der Kabel unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen sicherzustellen.

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