cáp chịu nhiệt độ cao Teflon cáp FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE

Một khám phá tình cờ đã thay đổi tiến trình của xã hội loài người.

I. Lịch sử của Teflon (FEP/PFA/PTFE/PVDF/ETFE)

1、Ý nghĩa hẹp của Teflon
Vào những ngày đầu, Teflon chỉ dùng để chỉ polytetrafluoroethylene, được nhà hóa học Tiến sĩ Roy J. Plunkett tình cờ phát hiện ra vào năm 1938 tại phòng thí nghiệm của DuPont ở New Jersey, Hoa Kỳ. Trong khi ông đang cố gắng tạo ra một chất làm lạnh chlorofluorocarbon mới, polytetrafluoroethylene đã được trùng hợp trong một thùng chứa áp suất cao (sắt trong lớp lót của thùng chứa đóng vai trò là chất xúc tác cho phản ứng trùng hợp). DuPont đã cấp bằng sáng chế vào năm 1941 và đăng ký nhãn hiệu vào năm 1944 dưới tên “Teflon”.

Teflon là một vật liệu mang tính cách mạng với lịch sử đầy những cải tiến và đột phá về công nghệ. Các nhà khoa học đã mô tả phát minh ra PTFE là “một sự tình cờ, một khoảnh khắc eureka, một cú hích may mắn – hoặc thậm chí là sự kết hợp của cả ba”. Dù trường hợp nào đi nữa, có một điều chắc chắn: PTFE đã cách mạng hóa ngành công nghiệp nhựa và tạo ra vô số ứng dụng vì lợi ích của nhân loại.

1938: Roy J. Plunkett, một nhà hóa học tại DuPont, tình cờ phát hiện ra PTFE khi đang nghiên cứu chất làm lạnh.
Chiến tranh thế giới thứ II: PTFE được sử dụng cho mục đích quân sự vì tính trơ về mặt hóa học và tính chất cách điện tuyệt vời, chẳng hạn như vật liệu cách điện trong Dự án Manhattan cho bom nguyên tử.
Thương mại hóa: Năm 1945, DuPont bắt đầu thương mại hóa PTFE và đặt tên là Teflon (Teflon). Các ứng dụng ban đầu tập trung vào các ứng dụng công nghiệp như lót thiết bị hóa chất và lớp phủ chống ăn mòn.
Những năm 1950: Khi công nghệ phát triển, PTFE bắt đầu được sử dụng cho nhiều ứng dụng hơn, chẳng hạn như lớp phủ đồ nấu nướng, vì đặc tính chống dính và dễ vệ sinh.
Những năm 1960: PTFE được đưa vào sản xuất hàng dệt may để tạo ra các loại vải chống thấm nước và thoáng khí như Gore-Tex.
Những năm 1970: PTFE được sử dụng trong các ứng dụng y tế như ghép mạch máu và chỉ khâu phẫu thuật.
Những năm 1980 đến nay: PTFE được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, xây dựng, điện tử và nhiều ngành công nghiệp khác.

2、Cáp Teflon tổng hợp

Sau đó, DuPont đã phát triển một loạt sản phẩm ngoài nhựa PTFE dùng cho cáp Teflon, do đó Teflon hiện nay dùng để chỉ một họ chất dẻo flo, bao gồm PTFE (polytetrafluoroethylene), ETFE (đồng trùng hợp ethylene tetrafluoroethylene), FEP (đồng trùng hợp ethylene propylene fluoride), PFA (perfluoroalkylate) và PVDF (polyvinylidene fluoride), cùng một số loại khác.

Các vật liệu Teflon này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp do khả năng chống chịu nhiệt độ cao, hóa chất và cách điện tuyệt vời. Nó có một loạt các đặc tính và lợi thế độc đáo, những đặc điểm này làm cho nó vượt trội hơn nhiều so với các vật liệu nhựa khác, vì vậy Teflon cũng có danh tiếng là “vua của nhựa”, với khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời (khả năng chịu nhiệt độ: -200 ℃ ~ +260 ° C). Teflon được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, chẳng hạn như công nghiệp hóa chất, vận tải đường sắt, năng lượng, hàng không, ô tô và thiết bị y tế.

II.Ứng dụng trong ngành cáp Teflon chịu nhiệt độ cao

Do hiệu suất tuyệt vời của cáp Teflon nên chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sau:

Hàng không vũ trụ: dùng cho vật dẫn nhiệt độ cực cao trên máy bay và tàu vũ trụ.
Ngành công nghiệp dầu khí: làm dây quấn và dây kết nối cho động cơ bơm dầu chìm, duy trì hiệu suất ở nhiệt độ khắc nghiệt.
Nhà máy điện nguyên tử: dùng để quấn các cuộn dây trong cơ cấu truyền động đảo hạt nhân, có khả năng sử dụng lâu dài trong điều kiện bị chiếu xạ.
Ngành công nghiệp hàng hải: khả năng chống nước biển và thiết kế nhẹ nên được sử dụng rộng rãi trên tàu thuyền.
Đầu máy xe lửa tốc độ cao: phù hợp với tàu cao tốc và các thiết bị vận tải khác.
Sản xuất ô tô: dành cho hệ thống điện tử ô tô.
Khí thiên nhiên: Được sử dụng trong ống bọc ăng ten, van, đầu nối điện, v.v., có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường áp suất cao.
Chất bán dẫn và điện tử: Teflon được sử dụng làm chất cách điện và thành phần cơ khí cho sản xuất chất bán dẫn và thiết bị điện tử.
Chế biến thực phẩm: Tính chất không dính và dễ vệ sinh của Teflon làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm.
Thiết bị y tế: Được sử dụng trong máy MRI, thiết bị chụp X-quang và các loại cáp khác yêu cầu độ tinh khiết cao và nhiễu tín hiệu thấp.
Quân sự và quốc phòng: dùng cho hệ thống liên lạc và điều khiển trong môi trường khắc nghiệt.

III.Cấu trúc cáp Teflon chịu nhiệt độ cao

Ruột dẫn: Ruột dẫn bằng đồng hoặc đồng mạ bạc để truyền tải điện năng hoặc tín hiệu hiệu quả.
Cách điện: Một hoặc nhiều vật liệu Teflon được đề cập ở trên để cung cấp khả năng cách điện và bảo vệ.
Vỏ bọc: Một số loại cáp cũng có thể bao gồm một lớp vỏ bọc Teflon bổ sung hoặc các vật liệu khác để tăng cường khả năng bảo vệ cơ học và bảo vệ môi trường.
Lớp chắn: Khi cần giảm EMI, cáp có thể bao gồm lớp chắn kim loại bện hoặc lá kim loại.

[Technical Parameters]

Nhiệt độ hoạt động: -200°C đến +260°C
Vật liệu cách điện: Teflon (cáp PTFE)
Vật liệu dẫn điện: đồng trần hoặc đồng-niken mạ bạc
Độ dày lớp cách điện: theo tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật của cáp
Xếp hạng chống cháy: tuân thủ UL1581

IV.Hiệu suất đặc biệt và ưu điểm của cáp Teflon chịu nhiệt độ cao

Thuộc tính đặc biệt

Khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp: Vật liệu Teflon có khả năng chịu nhiệt độ rộng, từ nhiệt độ thấp -200°C đến nhiệt độ cao trên 260°C và ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt, nó vẫn duy trì các tính chất vật lý và điện tốt.
Khả năng chống hóa chất: Vật liệu Teflon có khả năng chống chịu tuyệt vời với hầu hết các loại hóa chất, bao gồm axit, kiềm, dung môi, v.v., giúp cáp có thể được sử dụng an toàn trong những môi trường khắc nghiệt như công nghiệp hóa chất.
Hệ số ma sát thấp: Teflon có hệ số ma sát cực thấp, nghĩa là bụi bẩn và chất ăn mòn không dễ bám vào bề mặt cáp, giúp dễ dàng vệ sinh và bảo trì.
Độ bền điện môi cao: Cáp Teflon có độ bền điện môi cao và có thể chịu được điện áp cao mà không bị đánh thủng, thích hợp cho truyền tải điện áp cao và truyền tín hiệu.
Không dính: Đặc tính không dính của Teflon làm giảm khả năng tích tụ chất gây ô nhiễm trong cáp trong quá trình sử dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng trong ngành chế biến thực phẩm và dược phẩm.
Chống tia UV và bức xạ: Vật liệu Teflon có khả năng chống tia UV và bức xạ tuyệt vời, phù hợp cho các ứng dụng cáp ở ngoài trời và môi trường có bức xạ cao.

V. Tính chất vật liệu cáp Teflon chịu nhiệt độ cao và phạm vi chịu nhiệt độ

Phạm vi chịu nhiệt độ cao của Teflon thay đổi tùy theo loại, độ dày và phương pháp xử lý khác nhau. Nhìn chung, Teflon có thể chịu được các nhiệt độ sau.

1. Khả năng chịu nhiệt ngắn hạn: khoảng 260°C (430°F).

2. Khả năng chịu nhiệt độ dài hạn: Trên thực tế, Teflon thường có thể chịu được nhiệt độ lên tới 260 ° C (430 ° F), nhưng ở nhiệt độ này trong thời gian dài có thể dẫn đến vật liệu bị hư hỏng và hiệu suất giảm sút.

Polytetrafluoroethylene (cáp PTFE): PTFE là một loại fluoropolymer có độ ổn định cao với khả năng chịu nhiệt độ ngắn hạn lên tới 260°C và phạm vi nhiệt độ sử dụng dài hạn từ -196°C đến 260°C (430°F).

Đồng trùng hợp Tetrafluoroethylene-Perfluoroalkoxy Vinyl Ether (cáp PFA): PFA tương tự như PTFE nhưng có độ nhớt nóng chảy thấp hơn, giúp dễ dàng xử lý thành các hình dạng phức tạp. PFA có phạm vi nhiệt độ hoạt động tương tự như PTFE nhưng có độ bền cơ học tốt hơn ở nhiệt độ cao hơn.

Copolymer ethylene propylene fluorinated (cáp FEP): FEP cũng có khả năng chịu nhiệt độ cao và hóa chất tốt, với phạm vi nhiệt độ hoạt động từ khoảng -200°C đến 200°C. Đây cũng là lựa chọn tốt cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất.

Cáp polytetrafluoroethylene liên kết ngang (XLETFE): Độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt của PTFE được tăng cường thông qua liên kết ngang hóa học và phạm vi chịu nhiệt của nó tương tự như PTFE.

Cáp đồng trùng hợp Ethylene-Tetrafluoroethylene (ETFE): ETFE có khả năng chống mài mòn và chống rách cao và có phạm vi nhiệt độ hoạt động từ khoảng -70°C đến 150°C, mặc dù một số loại ETFE đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ cao hơn.

Ethylene Chlorotrifluoroethylene Copolymer (ECTFE ECTFE có khả năng chống hóa chất và độ bền cơ học tốt, và có phạm vi nhiệt độ hoạt động từ khoảng -65°C đến 150°C.

Cáp Polyvinylidene Fluoride (PVDF): PVDF có khả năng chống chịu thời tiết và hóa chất tuyệt vời, với phạm vi nhiệt độ hoạt động từ khoảng -46°C đến 150°C.

Bảng tính chất của các loại nhựa flo khác nhau

Tính chất của Fluoroplastic
Biểu diễn	ASTM hoặc Đơn vị	PTFE	FEP	PFA	ETFE	ECTFE	PVDF	PCTFE
			Tính chất cơ học
Mật độ tương đối	D792	2.18	2.15	2.15	1.74	1.68	1.77	2.13
Độ giãn dài khi đứt/%	D638	200~~450	250~330	280~400	420~~460	200~300	300~450	150
Độ bền kéo/MPa	D638	14~48	19~35	28~31	42~~47	41~~54	31~43	36.5
Độ bền uốn/MPa	D790	Không ngừng nghỉ	Không ngừng nghỉ	Không ngừng nghỉ	38	48	59~66	59
Cường độ nén/MPa	D695	24	15	17	8. 8~~12	8.8~12	80	38
Mô đun đàn hồi chịu kéo (Young)/MPa	D638	393	345	500~~600	586~655	1655	1103	1427
Mô đun uốn/MPa	D750	490~~586	538~~634	648~-682	883~~1179	1655	621~1158	1241
Độ cứng (Shore D)	D636	D50~~65	D5S	D55~60	D7S	D75~90	D75~85	D90
Hệ số ma sát	ví dụ tương đối	0.02	0.05	0.2	0.06	0.19	0.4	—
Khả năng chống mài mòn 1000 lần	Taber	12	14~~20	9~17		0.005	5~15
Độ bền va đập Izod Notched (23°C)/(kJ/amP)	D256	6.3	Không ngừng nghỉ	Không ngừng nghỉ	Không ngừng nghỉ	Không ngừng nghỉ	8.4	10.5
Hiệu suất nhiệt
Điểm nóng chảy/℃		327	260	305	267	240	171	212
Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa（20000h）/℃		260	200	260	150	150~170	129	132
Chống cháy (UL94)		V-o	V-o	V-o	V-o	V-O	V-o	V-0
Hệ số giãn nở tuyến tính（D696）/（×10-3℃-1）		>11.6	8.3-~10.5	13	13	Không ngừng nghỉ	4.2	7.0
Nhiệt độ giòn/℃		-268	-268	268	100	-76	-62	240
			Tính chất điện
Hằng số điện môi	(D150,101Ha)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.5	7.72
Hằng số điện môi	(DI50.10*Hz)	2.1	2.1	2.1	2.6	2.59	6.43
Độ bền điện môi (lớp màng tĩnh 0,254unm)/(kV/mm)	(D149)	>1400	>2000	>2000	1600	—	>1080
Điện trở suất khối	(T257)	>101*	>101	>1018	>104	>104	2×1014	101*
Điện trở bề mặt	(D257)	>10U	>101T	>10Ir	>104	10i4~10it	5×10i4	101s
			Đặc điểm chung
Chống lại dung môi hóa học	D543	tuyệt vời	tuyệt vời	tuyệt vời	tuyệt vời	tuyệt vời	rất tốt	Tốt
Độ hấp thụ nước (24h)/%	D570	<0.01	<0.01	<0.03	<0.03	<0.1	<0.04	<0.01
Chỉ số khúc xạ		1.35	1.338	1.34	1. 40	1. 447	1.42
Chỉ số giới hạn oxy (OLI)	D2863	>95	>95	>95	31	60	43	100

Cần lưu ý rằng dữ liệu trên chỉ mang tính tham khảo. Phạm vi chịu nhiệt trong các ứng dụng thực tế có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như chất lượng vật liệu, độ dày, phương pháp xử lý và điều kiện môi trường. Khi lựa chọn vật liệu Teflon, vui lòng tham khảo thông số kỹ thuật sản phẩm hoặc gửi email cho các kỹ sư TST CABLES để biết thông tin chính xác về khả năng chịu nhiệt.

VI.Tiêu chuẩn và thử nghiệm cáp Teflon chịu nhiệt độ cao

Tiêu chuẩn UL1581: Cáp Teflon cần đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn UL1581, bao gồm hiệu suất điện, hiệu suất đốt cháy, tính chất vật lý và các khía cạnh khác của thử nghiệm.
Kiểm tra hiệu suất điện: bao gồm kiểm tra điện trở dây dẫn, kiểm tra điện trở điện áp, kiểm tra điện trở cách điện, v.v.
Kiểm tra hiệu suất cháy: bao gồm kiểm tra cháy theo chiều thẳng đứng, kiểm tra cháy theo chiều ngang, v.v., để đảm bảo cáp có khả năng chống cháy tốt.
Kiểm tra hiệu suất vật lý: bao gồm thử nghiệm kéo trước và sau khi lão hóa, thử nghiệm kéo, v.v. để đánh giá độ bền cơ học và độ bền của cáp.
Kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường: bao gồm kiểm tra khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp, kiểm tra khả năng chống ăn mòn hóa học, v.v., để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn của cáp trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Cáp chịu nhiệt độ cao Teflon tùy chỉnh với Nhà sản xuất cáp tùy chỉnh TST CABLES

Cáp TST CABLES Cáp Teflon đẩy giới hạn nhiệt độ cao trong ngành công nghiệp hiện đại. Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời từ -200°C đến 260°C, chống ăn mòn, không sợ bị tấn công hóa học. Linh hoạt và chống mài mòn, truyền tải ổn định, hộ tống thiết bị của bạn. Chất lượng quân sự hàng không vũ trụ, để mỗi mét cáp trở thành một mô hình về an toàn và hiệu quả. Nếu bạn có nhu cầu về cáp Teflon hoặc muốn nhận mẫu miễn phí, bạn có thể liên hệ với chúng tôi (lixiangchao@testeck.com) qua email hoặc điện thoại bất cứ lúc nào, mong muốn hợp tác cùng có lợi với bạn!

This post is also available in: Arabic English German Indonesian Japanese Russian Spanish Thai Tiếng Việt Portuguese, Brazil