Cable de alta temperatura de teflón Cable de FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE

Un descubrimiento fortuito que cambió el curso de la sociedad humana.

I. Historia del teflón (FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE)

1. Sentido estricto del teflón
En sus inicios, el término teflón se refería únicamente al politetrafluoroetileno, que fue descubierto accidentalmente en 1938 por el químico Dr. Roy J. Plunkett en un laboratorio de DuPont en Nueva Jersey, EE. UU. Mientras intentaba fabricar un nuevo refrigerante clorofluorocarbonado, el politetrafluoroetileno se polimerizó en un recipiente de almacenamiento a alta presión (el hierro del revestimiento del recipiente actuó como catalizador para la reacción de polimerización). DuPont lo patentó en 1941 y lo registró como marca en 1944 con el nombre de “Teflon”.

El teflón es un material revolucionario con una historia llena de innovaciones y avances tecnológicos. Los científicos han descrito la invención del PTFE como “un accidente fortuito, un momento eureka, un golpe de suerte o incluso una mezcla de las tres cosas”. Sea como fuere, una cosa es cierta: el PTFE ha revolucionado la industria del plástico y ha generado un sinfín de aplicaciones en beneficio de la humanidad.

1938: Roy J. Plunkett, químico de DuPont, descubre accidentalmente el PTFE mientras investiga refrigerantes.
Segunda Guerra Mundial: El PTFE se utilizó con fines militares debido a su excelente inercia química y sus propiedades de aislamiento eléctrico, como material aislante en el Proyecto Manhattan para la bomba atómica.
Comercialización: En 1945, DuPont comenzó a comercializar PTFE y lo denominó Teflon (Teflón). Las aplicaciones iniciales se centraron en aplicaciones industriales como revestimiento de equipos químicos y recubrimientos anticorrosión.
Década de 1950: A medida que la tecnología avanzaba, el PTFE comenzó a utilizarse en más aplicaciones, como revestimientos de utensilios de cocina, debido a sus propiedades antiadherentes y su facilidad de limpieza.
Década de 1960: El PTFE se introdujo en los textiles para fabricar tejidos impermeables y transpirables como Gore-Tex.
Década de 1970: El PTFE se utiliza en aplicaciones médicas como injertos vasculares y suturas quirúrgicas.
Década de 1980 hasta la actualidad: el PTFE se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, incluidas la industria automotriz, aeroespacial, de la construcción, la electrónica y muchas otras.

2、Cable de teflón generalizado

Posteriormente, DuPont desarrolló una serie de productos adicionales al teflón para cables de resinas de PTFE, de modo que ahora el teflón se refiere a una familia de fluoroplásticos, entre los que se incluyen el PTFE (politetrafluoroetileno), ETFE (copolímero de etileno tetrafluoroetileno), FEP (copolímero de etileno propileno fluorado), PFA (perfluoroalquilatos) y PVDF (fluoruro de polivinilideno), entre otros.

Estos materiales de teflón son ampliamente utilizados en una variedad de industrias debido a su excelente resistencia a altas temperaturas, productos químicos y aislamiento eléctrico. Tiene una serie de propiedades y ventajas únicas, estas características lo hacen en muchos aspectos más allá de otros materiales plásticos, por lo que el teflón también tiene la reputación de “rey de los plásticos”, con una excelente resistencia a altas temperaturas (resistencia a la temperatura: -200 ℃ ~ +260 ° C). El teflón es ampliamente utilizado en muchos campos industriales, como la industria química, el transporte ferroviario, la energía, la aviación, la automoción y los equipos médicos.

II.Aplicaciones en la industria de cables de teflón de alta temperatura

Debido al excelente rendimiento de los cables de teflón, son ampliamente utilizados en las siguientes industrias:

Aeroespacial: para conductores de temperaturas ultra altas en aviones y naves espaciales.
Industria petrolera: como alambre de bobinado y alambre de conexión para motores de bombas de aceite sumergibles, manteniendo el rendimiento a temperaturas extremas.
Centrales atómicas: para bobinar bobinas en mecanismos de accionamiento de islas nucleares, capaces de utilizarse a largo plazo en condiciones de irradiación.
Industria naval: su resistencia al agua de mar y su diseño ligero hacen que se utilice ampliamente en buques.
Locomotoras de tracción de alta velocidad: adecuadas para trenes de alta velocidad y otros equipos de transporte.
Fabricación de automóviles: para sistemas electrónicos automotrices.
Gas natural: Se utiliza en manguitos de antena, asientos de válvulas, conectores eléctricos, etc., capaces de soportar temperaturas extremas y entornos de alta presión.
Semiconductores y electrónica: El teflón se utiliza como aislante eléctrico y componente mecánico para la producción de semiconductores y equipos electrónicos.
Procesamiento de alimentos: Las propiedades no adhesivas y de fácil limpieza del teflón lo hacen adecuado para aplicaciones en contacto con alimentos.
Equipos médicos: Se utiliza en máquinas de resonancia magnética, equipos de rayos X y otros cables que requieren alta pureza y baja interferencia de señal.
Militar y defensa: para sistemas de comunicaciones y control en entornos hostiles.

III.Estructura del cable de teflón de alta temperatura

Conductor: Conductor de cobre o cobre plateado para una transmisión eficiente de energía o señales.
Aislamiento: Uno o más de los materiales de teflón mencionados anteriormente para proporcionar aislamiento y protección eléctrica.
Revestimiento: Algunos cables también pueden incluir una capa adicional de revestimiento de teflón u otros materiales para una mayor protección mecánica y ambiental.
Blindaje: Cuando se requiere reducción de EMI, los cables pueden incluir un blindaje de metal trenzado o una lámina.

[Technical Parameters]

Temperatura de funcionamiento: -200°C a +260°C
Material de aislamiento: Teflón (cable de PTFE)
Material del conductor: cobre desnudo o cobre-níquel revestido de plata.
Espesor del aislamiento: según especificaciones y normas del cable
Clasificación de retardante de llama: compatible con UL1581

IV. Rendimiento especial y ventajas del cable de teflón para alta temperatura

Propiedades especiales

Resistencia a altas y bajas temperaturas: el material de teflón tiene un amplio rango de resistencia a la temperatura, desde bajas temperaturas de -200 °C hasta altas temperaturas de más de 260 °C, e incluso a temperaturas extremas aún mantiene buenas propiedades físicas y eléctricas.
Resistencia química: El material de teflón tiene una excelente resistencia a la mayoría de los productos químicos, incluidos ácidos, álcalis, solventes, etc., lo que permite que el cable se utilice de manera segura en entornos hostiles como la industria química.
Bajo coeficiente de fricción: El teflón tiene un coeficiente de fricción extremadamente bajo, lo que significa que la suciedad y las sustancias corrosivas no se adhieren fácilmente a la superficie del cable, lo que lo hace fácil de limpiar y mantener.
Alta rigidez dieléctrica: Los cables de teflón tienen una alta rigidez dieléctrica y pueden soportar alto voltaje sin romperse, lo que los hace adecuados para la transmisión de energía de alto voltaje y la transmisión de señales.
No adhesivo: Las características no adhesivas del teflón reducen la probabilidad de que se acumulen contaminantes en el cable durante el uso, especialmente en aplicaciones en las industrias de procesamiento de alimentos y farmacéutica.
Resistente a los rayos UV y a la radiación: los materiales de teflón tienen una excelente resistencia a los rayos UV y a la radiación, lo que los hace adecuados para aplicaciones de cables en exteriores y entornos de alta radiación.

V. Propiedades del material del cable de teflón de alta temperatura y rango de resistencia a la temperatura

El rango de resistencia a altas temperaturas del teflón varía según los diferentes tipos, espesores y métodos de procesamiento. En general, el teflón puede soportar las siguientes temperaturas.

1. Resistencia a la temperatura a corto plazo: 260 °C (430 °F) aproximadamente.

2. Resistencia a la temperatura a largo plazo: En la práctica, el teflón generalmente puede soportar temperaturas de hasta 260 °C (430 °F), pero largos períodos de tiempo a esta temperatura pueden provocar el deterioro del material y la degradación del rendimiento.

Politetrafluoroetileno (cable de PTFE): PTFE es un fluoropolímero altamente estable con una resistencia a la temperatura a corto plazo de hasta 260 °C y un rango de temperatura de servicio a largo plazo de -196 °C a 260 °C (430 °F).

Copolímero de tetrafluoroetileno-perfluoroalcoxi vinil éter (cable PFA): el PFA es similar al PTFE pero tiene una viscosidad de fusión más baja, lo que hace que sea más fácil de procesar en formas complejas. El PFA tiene un rango de temperatura de funcionamiento similar al PTFE, pero tiene mejor resistencia mecánica a temperaturas más altas.

Copolímero de etileno propileno fluorado (cable FEP): el FEP también tiene buena resistencia química y a altas temperaturas, con un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -200 °C a 200 °C. También es una buena opción para las aplicaciones más exigentes.

Politetrafluoroetileno reticulado (cable XLETFE): la resistencia mecánica y la resistencia al calor del PTFE se mejoran mediante la reticulación química, y su rango de resistencia a la temperatura es similar al del PTFE.

Copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (cable ETFE): el ETFE tiene una alta resistencia a la abrasión y al desgarro y tiene un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -70 °C a 150 °C, aunque algunos grados especiales de ETFE pueden soportar temperaturas más altas.

Copolímero de etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE) ECTFE tiene buena resistencia química y resistencia mecánica, y tiene un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -65 °C a 150 °C.

Cable de fluoruro de polivinilideno (PVDF): el PVDF tiene una excelente resistencia a la intemperie y a los productos químicos, con un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -46 °C a 150 °C.

Tabla de propiedades de diversos fluoroplásticos

Propiedades de los fluoroplásticos
Actuaciones	ASTM o Unidad	PTFE	FEP	PFA	ETFE	ECTFE	PVDF	PCTFE
			Mechanical property
Relative density	D792	2.18	2.15	2.15	1.74	1.68	1.77	2.13
Alargamiento de rotura/%	D638	200~~450	250~330	280~400	420~~460	200~300	300~450	150
Resistencia a la tracción/MPa	D638	14~48	19~35	28~31	42~~47	41~~54	31~43	36.5
Resistencia a la flexión/MPa	D790	Incesante	Incesante	Incesante	38	48	59~66	59
Resistencia a la compresión/MPa	D695	24	15	17	8. 8~~12	8.8~12	80	38
Módulo de elasticidad de tensión (Young)/MPa	D638	393	345	500~~600	586~655	1655	1103	1427
Módulo de flexión/MPa	D750	490~~586	538~~634	648~-682	883~~1179	1655	621~1158	1241
Dureza (Shore D)	D636	D50~~65	D5S	D55~60	D7S	D75~90	D75~85	D90
Coeficiente de fricción	ejemplo relativo	0.02	0.05	0.2	0.06	0.19	0.4	—
Resistencia a la abrasión 1000 veces	Taber	12	14~~20	9~17		0.005	5~15
Resistencia al impacto con entalla Izod (23 °C)/(kJ/amP)	D256	6.3	Incesante	Incesante	Incesante	Incesante	8.4	10.5
Rendimiento térmico
Punto de fusión/℃		327	260	305	267	240	171	212
Temperatura máxima de funcionamiento continuo (20000 h)/℃		260	200	260	150	150~170	129	132
Ignífugo （UL94）		V-o	V-o	V-o	V-o	V-O	V-o	V-0
Coeficiente de expansión lineal (D696)/(×10-3℃-1)		>11.6	8.3-~10.5	13	13	Incesante	4.2	7.0
Temperatura de fragilización/℃		-268	-268	268	100	-76	-62	240
			Propiedad eléctrica
Constante dieléctrica	(150.101 ha)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.5	7.72
Constante dieléctrica	(DI50.10*Hz)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.59	6.43
Dielectric strength (0.254unm static film)/(kV/mm)	(D149)	>1400	>2000	>2000	1600	—	>1080
Resistividad volumétrica	(T257)	>101*	>101	>1018	>104	>104	2×1014	101*
Resistividad superficial	(D257)	>10U	>101T	>10Ir	>104	10i4~10it	5×10i4	101s
			Características generales
Resistente a disolventes químicos.	D543	Asombrosa	Asombrosa	Asombrosa	Asombrosa	Asombrosa	Muy bueno	Bueno
Absorción de agua (24h)/%	D570	<0.01	<0.01	<0.03	<0.03	<0.1	<0.04	<0.01
Índice de refracción		1.35	1.338	1.34	1. 40	1. 447	1.42
Índice limitante de oxígeno (OLI)	D2863	>95	>95	>95	31	60	43	100

Cabe señalar que los datos anteriores son solo de referencia. El rango de resistencia a la temperatura en aplicaciones reales puede verse afectado por factores como la calidad del material, el espesor, los métodos de procesamiento y las condiciones ambientales. Al seleccionar materiales de teflón, asegúrese de consultar las especificaciones del producto o envíe un correo electrónico a los ingenieros de TST CABLES para obtener información precisa sobre la resistencia a la temperatura.

VI. Normas y pruebas de cables de teflón de alta temperatura

Norma UL1581: Los cables de teflón deben cumplir con los requisitos de la norma UL1581, incluido el rendimiento eléctrico, el rendimiento de combustión, las propiedades físicas y otros aspectos de la prueba.
Prueba de rendimiento eléctrico: incluye prueba de resistencia del conductor, prueba de resistencia de voltaje, prueba de resistencia de aislamiento, etc.
Prueba de rendimiento de combustión: incluye prueba de combustión vertical, prueba de combustión horizontal, etc., para garantizar que el cable tenga buenas propiedades retardantes de llama.
Prueba de rendimiento físico: incluye prueba de tracción antes y después del envejecimiento, prueba de tracción, etc. para evaluar la resistencia mecánica y la durabilidad del cable.
Prueba de adaptabilidad ambiental: incluye prueba de resistencia a altas y bajas temperaturas, prueba de resistencia a la corrosión química, etc., para garantizar el rendimiento y la seguridad de los cables en diferentes condiciones ambientales.

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