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我司熱塑性硫化橡膠TPV可應(yīng)用在磷酸鐵鋰新能源汽車動力電池作為外層密封圈材料, 期間為客服技術(shù)服務(wù)的時候,發(fā)覺客戶采用了FEP作為電池內(nèi)層的密封圈材料,該材料更耐高溫。現(xiàn)在來了解一下FEP:
英文名:FEP (Fluorinated ethylene propylene)
FEP 是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的,六氟丙烯的含量約15%左右,是聚四氟乙烯的改性材料。全稱:氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物),簡稱聚全氟乙丙烯,又縮寫成 F46。
FEP 結(jié)晶熔化點為 580°F,密度為 2.15g/CC(克/立方厘米),它是一種軟性塑料,其拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性低于許多工程塑料。它是化學(xué)惰性的,在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較低的介電常數(shù),約2.1。該材料不引燃,可阻止火焰的擴散。它具有優(yōu)良的耐候性,摩擦系數(shù)較低,從低溫到 392°F 均可使用。該材料可制成用于擠塑和模塑的粒狀產(chǎn)品,用作流化床和靜電涂飾的粉末,也可制成水分散液。半成品有膜、板。棒和單纖維。
美國市場經(jīng)銷的 FEP 有 DUIPont 公司的 Teflon 牌、Daikin 公司的 Neoflo 牌、Hoechst Celanese 公司的 IHoustaflow 牌。其主要的用途是用于制作管和化學(xué)設(shè)備的內(nèi)村、滾筒的面層及各種電線和電纜,如飛機掛鉤線、增壓電纜、報警電纜、扁形電纜和油井測井電纜。FEP 膜已見用作太陽能收集器的薄涂層。
F46 樹脂既具有與聚四氟乙烯相似的特性,又具有熱塑性塑料的良好加工性能。因而它彌補了聚四氟乙烯加工困難的不足,使其成為代替聚四氟乙烯的材料,在電線電纜生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于高溫高頻下使用的電子設(shè)備傳輸電線、電子計算機內(nèi)部的連接線、航空宇宙用電線及其特種用途安裝線、油泵電纜和潛油電機繞組線的絕緣層。
根據(jù)加工需要,F(xiàn)46可分為粒料、分散液和漆料三種。其中,粒料按其熔融指數(shù)的不同, 可供模壓、擠出和注射成型用;分散液供浸漬燒結(jié)用;漆料供噴涂等用。
1. 聚全氟乙丙烯的結(jié)構(gòu)特點
F46樹脂和聚四氟乙烯一樣,也是完全氟化的結(jié)構(gòu),不同的是 F46 主鏈的部分氟原子被三氟甲基(-CF3)所取代,如下圖所示:
由此可見,F(xiàn)46樹脂和聚四氟乙烯雖都由碳氟元素組成,碳鏈周圍完全被氟原子包圍著, 但F46其大分子的主鏈上有分支和側(cè)鏈。這種結(jié)構(gòu)上的差別對于材料在長期應(yīng)力下的溫度范圍上限來看,無很大影響,F(xiàn)46的上限溫度為 200℃,而聚四氟乙烯的使用溫度是 260℃。但是,這種結(jié)構(gòu)上的差別,卻使F46 樹脂具有相當(dāng)確定的熔點,并可用一般的熱塑性加工方法成型加工,使加工工藝大為簡化。這是聚四氟乙烯所不具備的。這便是用六氟丙烯改性聚四氟乙烯的主要目的。
2. 聚全氟乙丙烯的性能
F46 中六氟丙烯的含量對共聚體的性能是有一定的影響。目前生產(chǎn)的F46樹脂的六氟丙烯的含量,通常在 14%~15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右。
2.1. 物理性能
F46樹脂的分子量測定,目前尚無可行的方法。但它在 380℃時的熔融粘度要比聚四氟乙烯低,為 103~104Pa.s??梢奆46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
F46的熔點隨共聚體的組分不同而有一定的差異,共聚體中六氟丙烯的含量的增加時,熔點變低。按差熱分析法所測得的結(jié)果,國產(chǎn)F46樹脂的熔點大多在 250~270℃之間,比聚四氟乙烯低。
F46樹脂是一種結(jié)晶性高聚物,結(jié)晶度比聚四氟乙烯低一些,當(dāng)F46熔體緩慢冷卻到晶體熔點以下溫度時,大分子重行結(jié)晶,結(jié)晶度在 50%~60%之間;當(dāng)熔體以淬火方式迅速冷卻時, 結(jié)晶度較小,在 40%~50%之間。F46的晶體結(jié)構(gòu)形態(tài),均為球晶結(jié)構(gòu),并隨樹脂和加工成型溫度及熱處理方式的不同而有一定的差異。
2.2. 電絕緣性能
F46的電絕緣性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介電系數(shù)從深冷到工作溫度,從 50Hz 到 1010Hz 超高頻的廣闊范圍內(nèi)幾乎不變,并且很低,僅 2.1 左右。介質(zhì)損耗角正切隨頻率的變化則有些變化,但隨溫度變化不大。
F46樹脂的體積電阻率很高,一般大于1015Ω.m,且隨溫度變化甚微,也不受水和潮氣的影響。耐電弧大于165s。
F46的擊穿場隨厚度的減少而提高,當(dāng)厚度大于1mm 時,擊穿場強在 30KV/mm 以上, 但不隨溫度的變化而變化。
2.3. 熱性能
F46樹脂的耐熱性能 僅次于聚四氟乙烯,能在-85~+200℃的溫度范圍內(nèi)連續(xù)使用。即使在-200℃和+260℃的極限情況下,其性能也不惡化,可以短時間使用。
F46樹脂的熱分解溫度高于熔點溫度,在 400℃以上才發(fā)生顯著的熱分解,分解產(chǎn)物主要是四氟乙烯和六氟丙烯。由于F46大分子通常帶有的等端基在熔點以上溫度時也會分解,因此300℃以上進(jìn)行加工時也必須注意適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。F46 在熔點溫度以下是相當(dāng)穩(wěn)定的,但在 200℃ 高溫下機械強度損失較大??捎萌廴谥笖?shù)的增加來分析熔體粘度的減少及共聚物發(fā)生熱分解的情況。
F46在-250℃時仍不完全硬脆,還保持有很小的伸長率和一定的曲撓性,比聚四氟乙烯甚至更好些,是其他所有各類塑料所不及的。
2.4. 耐化學(xué)穩(wěn)定性
F46的耐化學(xué)穩(wěn)定性與聚四氟化乙烯相似,具有優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性。除與高溫下的氟元素、熔融的堿金屬等發(fā)生反應(yīng)外,與其他化學(xué)藥品接觸時均不被腐蝕。
2.5. 力學(xué)性能
F46 與聚四氟乙烯相比,硬度及抗拉強度略有提高,摩擦系數(shù)也比聚四氟乙烯略大。常溫下,F46 具有較好的耐蠕變性能;但當(dāng)溫度高于 100℃時,耐蠕變性能反而不及聚四氟乙烯。
2.6. 其他性能
F46樹脂在大氣中抗氧化性能非常好,耐大氣穩(wěn)定性高。F46的耐輻照性要比聚四氟乙烯好,略遜于聚乙烯。在空氣中和室溫下,F(xiàn)46開始出現(xiàn)性能變化的小吸收劑量為 105-106rad(即 103-104Gy),故可作耐輻照材料使用。