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Cable de alta temperatura | Cable y alambre de teflón

Un descubrimiento accidental cambió el curso del desarrollo social humano

Historia del teflón

Teflón en sentido estricto

En sus inicios, el término teflón hacía referencia al politetrafluoroetileno, descubierto por accidente por el químico Dr. Roy J. Plunkett en el laboratorio de DuPont en Nueva Jersey en 1938. Cuando intentó fabricar un nuevo refrigerante clorofluorocarbonado, el politetrafluoroetileno se polimerizó en un recipiente de almacenamiento a alta presión (el hierro de la pared interior del recipiente se convirtió en un catalizador para la reacción de polimerización). DuPont obtuvo su patente en 1941 y registró la marca con el nombre de «Teflon» en 1944. A partir de entonces, todo el mundo lo llamó Teflon, etc., son todas transliteraciones de «Teflon».

El teflón es un material revolucionario con una historia llena de innovaciones y avances tecnológicos. Los científicos describen la invención del PTFE como «una coincidencia, un destello de inspiración, un accidente afortunado 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 que benefician a la humanidad.

1938: Roy J. Plunkett, químico de DuPont, descubrió accidentalmente el PTFE mientras estudiaba refrigerantes.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el PTFE se utilizó con fines militares debido a su excelente inercia química y aislamiento eléctrico, como material aislante en el Proyecto Manhattan de la bomba atómica.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el PTFE se utilizó con fines militares debido a su excelente inercia química y aislamiento eléctrico, como material aislante en el Proyecto Manhattan de la bomba atómica.

Comercialización: En 1945, DuPont comenzó a comercializar PTFE y lo denominó Teflón. Las aplicaciones iniciales se concentraron principalmente en el ámbito industrial, como revestimientos y recubrimientos anticorrosivos para equipos químicos.
Década de 1950: Con el avance de la tecnología, el PTFE comenzó a utilizarse en más campos, como el recubrimiento de utensilios de cocina, debido a sus propiedades antiadherentes y su fácil 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 utilizó en el campo médico, como en injertos vasculares y suturas quirúrgicas.
Década de 1980 hasta la actualidad: el ámbito de aplicación del PTFE continúa expandiéndose, incluyendo automóviles, aviación, construcción, electrónica y otras industrias.

Teflón en sentido amplio

Posteriormente, DuPont desarrolló una serie de productos adicionales a la resina de politetrafluoroetileno Teflon, por lo que ahora se denomina Teflon a los productos de la familia de los fluoroplásticos, entre los que se encuentran el PTFE (politetrafluoroetileno), el ETFE (copolímero de etileno-tetrafluoroetileno), el FEP (copolímero de etileno-propileno fluorado), el PFA (compuesto de perfluoroalquilo) y el PVDF (fluoruro de polivinilideno), entre otros.

Estos materiales de teflón se utilizan ampliamente en diversas industrias debido a su excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química y rendimiento de aislamiento eléctrico. Tiene una serie de propiedades y ventajas únicas, que lo hacen superar a otros materiales plásticos en muchos aspectos, por lo que el teflón tiene la reputación de «Rey de los plásticos» y tiene una excelente resistencia a altas temperaturas (resistencia a la temperatura: -200 ℃ ~ + 260 °C). El teflón se usa ampliamente en muchos campos industriales, como la industria química, el transporte ferroviario, la energía, la aviación, la automoción y los equipos médicos.

Aplicación 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: Adecuado para cables de temperaturas ultra altas en aeronaves y naves espaciales.
Industria petrolera: Como cables de bobinado y cables de conexión para motores de bombas sumergibles, mantienen el rendimiento bajo temperaturas extremas.
Centrales nucleares: Bobinas de bobinado utilizadas para mecanismos de accionamiento de islas nucleares, que pueden utilizarse durante mucho tiempo en condiciones de irradiación.
Industria de construcción naval: Su resistencia al agua de mar y su diseño liviano hacen que sea ampliamente utilizado en barcos.

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Locomotoras de tracción de alta velocidad: Adecuadas para trenes de alta velocidad y otros equipos de transporte.
Fabricación de automóviles: Adecuado para sistemas electrónicos automotrices.
Gas natural: Se utiliza en manguitos de antenas, asientos de válvulas, conectores eléctricos, etc., capaces de soportar temperaturas extremas y entornos de alta presión.
Semiconductores y electrónica: El teflón se utiliza como material aislante eléctrico y componente mecánico para la producción de semiconductores y equipos electrónicos.
Procesamiento de alimentos: Las propiedades antiadherentes y de fácil limpieza del teflón lo hacen adecuado para aplicaciones en contacto con alimentos.
Equipo médico: Se utiliza para cables que requieren alta pureza y baja interferencia de señal, como máquinas de resonancia magnética y equipos de rayos X.
Militar y defensa: Se utiliza para sistemas de comunicaciones y control en entornos hostiles.

Estructura de cable de teflón de alta temperatura

Conductor: Conductores de cobre o cobre plateado para una transmisión eficiente de energía o señales.
Aislamiento: Uno o más de los materiales de teflón mencionados anteriormente, que proporcionan aislamiento y protección eléctrica.
Cubierta: Algunos cables también pueden incluir una cubierta adicional de teflón u otros materiales para una mayor protección mecánica y ambiental.
Blindaje: Los cables pueden incluir una trenza metálica o un blindaje de lámina cuando sea necesario para reducir la interferencia electromagnética.

Parámetros técnicos

Temperatura de funcionamiento: -200°C a +260°C
Material de aislamiento: Teflón (PTFE)
Material del conductor: cobre desnudo o cobre-níquel plateado
Espesor del aislamiento: depende de las especificaciones y estándares del cable.
Clasificación de retardante de llama: cumple con el estándar UL1581

Propiedades especiales y ventajas de los cables de teflón para alta temperatura

Propiedades especiales

Resistencia a altas y bajas temperaturas: los materiales de teflón tienen un amplio rango de resistencia a la temperatura, desde bajas temperaturas de -200 °C hasta altas temperaturas superiores a 260 °C, y pueden mantener buenas propiedades físicas y eléctricas incluso a temperaturas extremas.
Resistencia a la corrosión química: Los materiales de teflón tienen una excelente resistencia a la mayoría de los productos químicos, incluidos ácidos, álcalis, solventes, etc., lo que permite que los cables se utilicen de forma 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.
Antiadherencia: La antiadherencia del teflón reduce la posibilidad de acumulación de contaminantes en el cable durante su uso, especialmente en aplicaciones en las industrias de procesamiento de alimentos y farmacéutica.
Resistencia a los rayos UV y a la radiación: los materiales de teflón tienen buena resistencia a los rayos UV y a la radiación, lo que los hace adecuados para aplicaciones de cables en entornos exteriores y de alta radiación.

Características del material del cable de teflón de alta temperatura y rango de temperatura

El rango de resistencia a altas temperaturas del teflón varía según el modelo, el grosor y el método de procesamiento. En términos generales, el teflón puede soportar las siguientes temperaturas:
1. Resistencia a temperaturas a corto plazo: alrededor de 260 °C (430 °F).
2. Resistencia a temperaturas a largo plazo: en aplicaciones reales, el teflón puede soportar temperaturas de hasta 260 °C (430 °F), pero el uso a largo plazo a esta temperatura puede provocar el envejecimiento del material y la degradación del rendimiento.

Politetrafluoroetileno (PTFE): El PTFE es un fluoropolímero altamente estable con resistencia a temperaturas a corto plazo de hasta 260 °C y un rango de temperatura de uso a largo plazo de -196 °C a 260 °C (430 °F).
Copolímero de tetrafluoroetileno-perfluoroalcoxiviniléter (PFA): el PFA es similar al PTFE, pero tiene una viscosidad de fusión más baja, lo que facilita su procesamiento en formas complejas. El PFA tiene un rango de temperatura de funcionamiento similar al PTFE, pero tiene una mejor resistencia mecánica a altas temperaturas.
Copolímero de etileno propileno fluorado (FEP): El FEP también tiene buena resistencia a altas temperaturas y a productos químicos y un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -200 °C a 200 °C.
Politetrafluoroetileno reticulado (XLETFE): el PTFE tiene resistencia mecánica y resistencia al calor mejoradas por la reticulación química, y su rango de temperatura es similar al del PTFE.
Copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE): el ETFE tiene una alta resistencia al desgaste y un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente -70 °C a 150 °C, pero algunos grados especiales de ETFE pueden soportar temperaturas más altas.
Copolímero de etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE): ECTFE tiene buena resistencia química y resistencia mecánica, y el rango de temperatura de funcionamiento es de aproximadamente -65 °C a 150 °C.
Fluoruro de polivinilideno (PVDF): El PVDF tiene una excelente resistencia a la intemperie y a la corrosión química, y el rango de temperatura de funcionamiento es de aproximadamente -46 °C a 150 °C.

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Tabla de rendimiento de varios fluoroplásticos

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Propiedades de los fluoroplásticos
actuación	ASTM/Unidad	PTFE	FEP	PFA	ETFE	ECTFE	PVDF	PCTFE
			Propiedades mecánicas
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	No romper	No romper	No romper	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 a tracción (módulo de 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 al desgaste 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	No romper	No romper	No romper	No romper	8.4	10.5
Propiedades térmicas
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
Retardante de llama (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	No romper	4.2	7.0
Temperatura frágil/℃		-268	-268	268	100	-76	-62	240
			Propiedades eléctricas
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
Rigidez dieléctrica (película estática de 0,254 unm) / (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
Resistencia a disolventes químicos	D543	Bueno	Bueno	Bueno	Bueno	Bueno	Bueno	Bueno
Tasa de absorción de agua (24 h)/%	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	D2863	>95	>95	>95	31	60	43	100

Cabe señalar que los datos anteriores son solo de referencia. El rango de temperatura en la aplicación real puede verse afectado por factores como la calidad del material, el grosor, el método de procesamiento y las condiciones ambientales. Cuando elija material de teflón, asegúrese de consultar el manual del producto o envíe un correo electrónico a los ingenieros de TST CABLES para obtener información precisa sobre la resistencia a la temperatura.

Normas y pruebas para cables de teflón de alta temperatura

Norma UL1581: Los cables de teflón deben cumplir con los requisitos de la norma UL1581, incluidas pruebas de rendimiento eléctrico, rendimiento de combustión, rendimiento físico, etc.
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 y prueba de tracción antes y después del envejecimiento, 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 del cable en diferentes condiciones ambientales.

Escenarios de aplicación y características de diversos grados de cables ignífugos, libres de halógenos y con baja emisión de humo

Cables retardantes de llama de baja emisión de humo y libres de halógenos de clase A

Los cables retardantes de llama de baja emisión de humos y libres de halógenos de clase A tienen las mejores propiedades retardantes de llama y son adecuados para situaciones de alto riesgo, como lugares concurridos, espacios reducidos y escapes difíciles. Tienen las siguientes características:

(1) Muy buenas propiedades retardantes de llama, que pueden prevenir eficazmente la propagación del fuego y proteger la seguridad del personal.

(2) Larga vida útil, con buena durabilidad y propiedades antienvejecimiento.

(3) Amplia gama de aplicaciones, se puede utilizar para cableado en varios edificios y sistemas de suministro de energía externos.

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