Флуоропластични високотемпературни електрични кабловису неопходни материјали у тешким окружењима као што су -радионице на високим температурама, нова енергетска опрема, ваздухопловство и производња полупроводника. Разлози се обично приписују двема тачкама: отпорности на високе температуре и незапаљивости. Ова два својства нису независни резултати дизајна, већ две манифестације исте молекуларне структурне карактеристике, високе енергије везе Ц-Ф веза, под различитим условима.
супер стабилност Ц-Ф веза
Разлог зашто флуоропласти (као што су ПТФЕ, ФЕП, ПФА, ЕТФЕ, итд.) имају посебна својства лежи у присуству великог броја веза угљеника флуора (Ц-Ф) у њиховим молекуларним главним ланцима.
Енергија везе Ц-Ф везе износи око 485 кЈ/мол, што је чини једном од најстабилнијих хемијских веза у познатим органским једињењима, далеко већом од везе Ц-Х (око 413 кЈ/мол) и Ц-Цл везе (око 339 кЈ/мол). то значи:
- Прекидање Ц-Ф везе захтева већу потрошњу енергије, а топлотној енергији у нормалном окружењу високе{0}}температуре је тешко да је разложи;
- Атоми флуора имају мали радијус, али јаку електронегативност, чврсто омотани око спољне стране угљеничног ланца, формирајући заштитни слој који додатно штити унутрашњи угљенични ланац од оксидације и разлагања.
Тако ПТФЕ може дуго да ради на 260 степени, издржи још више температуре кратко време, док су обични ПВЦ каблови близу своје границе на око 105 степени.
Однос између енергије везе Ц-Ф везе и отпорности на високе температуре
Комбинација ових механизама омогућава да кабл од флуоропластике отпоран на високе температуре стабилно ради дуго времена у екстремним радним условима.
Висока температура термичког разлагања
Температура термичког разлагања флуоропластике је генерално изнад 400 степени (ПТФЕ може да достигне око 500 степени), што је далеко изнад стварне радне температуре већине индустријских сценарија. Због тога тешко да ће доћи до деградације материјала, крхкости или пуцања током дуготрајног-радња на високим{4}}има.
Високо симетрична молекуларна структура и висока кристалност
Узимајући ПТФЕ као пример, његови молекуларни ланци имају високо симетричну спиралну структуру са кристалином од преко 90%. Ова чврсто распоређена кристална структура повећава силу интеракције између молекулских ланаца, а материјал може одржати добру механичку чврстоћу и стабилност димензија на високим температурама, чинећи га мање склоним омекшавању и деформацији.
Ниска активност молекулског ланца
Флуоропластични молекуларни ланци су флексибилни, али веома стабилни, па чак и у окружењима са великим температурним флуктуацијама (као што су поновљене промене између -200 степени и 260 степени), материјал и даље може да одржи стабилна електрична и механичка својства. Ово је такође разлог зашто сценарији екстремних температура као што су ваздухопловство и нуклеарна енергија преферирају флуоропластичне каблове.
Одакле долази отпорност на пламен?
Отпорност на пламен флуоропластичних каблова се не ослања на спољне успориваче пламена, већ на карактеристике самог материјала:
Екстремно висок гранични индекс кисеоника (ЛОИ)
Крајњи индекс кисеоника ПТФЕ је преко 95, што далеко премашује садржај кисеоника од 21% у обичном ваздуху. Једноставно речено, у нормалним атмосферским условима, ПТФЕ се тешко запаљује јер је концентрација кисеоника потребна за одржавање сагоревања много већа од оне коју природно окружење може да обезбеди.
Током сагоревања не стварају се капљице и не подржава сагоревање
Многе пластике се топе и капају током сагоревања, узрокујући ширење ватре (познато као „ефекат капи“). Чак и ако се флуоропласти распадају на високим температурама, они углавном пролазе кроз гасификацију, што отежава стварање капљица и прскања, што у великој мери смањује ризик од ширења пожара.
Производи распадања имају способност да сами инхибирају сагоревање
Када се флуоропластика распадне на екстремно високим температурама (далеко изнад њихове нормалне радне температуре), ослобађају гасове који-садрже флуор. Ови гасови ће локално разблажити концентрацију кисеоника, формирајући одређени ефекат самогашења, што је такође један од помоћних механизама њиховог отпора на ватру (напомена: разложени гасови су иритантни, тако да је и даље потребно предузети мере заштите од високе температуре и вентилације у практичном инжењерству, а не „апсолутно безбедне и безопасне“).
Не ослањајући се на адитиве успориваче пламена,-дугорочни учинак је стабилнији
Обични каблови{0}}успоривачи пламена често постижу ефекте успорења пламена додавањем успоривача на бази брома, фосфора и других успоривача пламена, али адитиви носе ризик од миграције, старења и квара. Отпорност на пламен флуоропластике произилази из унутрашње структуре материјала и не пропада током времена, што је такође важан разлог зашто су веома фаворизоване у опреми са дугим{2}}веком.
Остале предности
Вреди напоменути да стабилност коју доноси Ц-Ф веза такође доводи до других предности флуоропластичног кабла отпорног на високе температуре. Ове карактеристике често функционишу синергистички са високо-отпорношћу на температуру и отпорношћу на пламен, што ову електричну жицу високе температуре чини конкурентном у различитим екстремним сценаријима:
- Одлична отпорност на хемијску корозију: једва реагује са киселинама, базама и органским растварачима;
- Екстремно низак коефицијент трења: погодан за израду навоја цеви и ожичења;
- Одличне перформансе електричне изолације: способан да одржи стабилну диелектричну чврстоћу на високим температурама, погодан за сценарије високе{0}}фреквенције и високог{1}}напона;
- Јака отпорност на временске услове и отпорност на зрачење: погодно за-окружење дуготрајне изложености као што су фотонапонски уређаји на отвореном и нуклеарна енергија.
Отпорност на високе температуре и отпорност на пламен флуоропластичних жица и каблова су у суштини „природни резултат“ супер јаке стабилности Ц-Ф веза у њиховој молекуларној структури, уместо да се ослањају на касније „слагање“ адитива. То је такође разлог зашто у областима као што су нова енергија, полупроводници, ваздухопловство и нуклеарна енергија које захтевају изузетно високу безбедност и-дугорочну поузданост, као типичнокабл отпоран на високе температуре, флуоропластични каблови су увек били преферирани избор за инжењере.
Ако биратеелектрична жица високе температурекаблова за пројекте са високим температурама или захтевима за заштиту од пожара, консултујте наш технички тим за даље савете о избору на основу специфичних услова рада.
