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走进氟塑料:“老三”全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)简介

来源:   发布时间:2019-12-31   点击量:634

氟塑料家族除了大家知晓的“塑料王”聚四氟乙烯(PTFE)以外,含氟常见的塑料其实还有:PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PVDF、PCTFE等,如下图:

                        

关于氟塑料家族的整体介绍,我们此前发过一篇文章,大家可以参考下不止PTFE,氟塑料家族兄弟全曝光,我们这里用三句话概括FEP:


1)FEP是使用量第三大的氟塑料
氟塑料使用量最大的当然是PTFE,毕竟一提到氟塑料,大家第一反应是PTFE,使用量第二的是PVDF,使用量第三的是FEP,在前面给大家介绍了氟家族的老二PVDF(氟材料家族之聚偏氟乙烯(PVDF)简介),今天小编带你了解一下氟家族的老三FEP。

                        

(2)FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成
FEP是全氟乙烯丙烯共聚物的简称,英文名Fluorinated Ethylene Propylene,俗称F46。FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的,六氟丙烯的含量约15%左右,是聚四氟乙烯的改性材料。

                        

(3)FEP结晶度比PTFE低,熔点较低,加工性能更好
在化学中,结构决定性能,结构影响着结晶。高分子链的化学结构越简单,链节的对称性越高,取代基越小,分子链就越柔顺,也就越容易结晶。PTFE为线型高分子、结构对称,FEP为支链型高分子,故FEP的结晶性没有PTFE高,加工性能比PTFE好,熔点较之会低。


高聚物 偏转温度,°C 熔点,°C
0.5 MPa 1.8 MPa
PVDF 148 113 178
PCTFE 126 75 218
ECTFE 116 77 240
ETFE 104 74 270
FEP 70 51 270
PFA 73 48 310
聚四氟乙烯 121 56 327


FEP树脂具有类似聚四氟乙烯(PTFE)的优良性能,同时具有热塑成型的特点,用“刚柔并济”来形容是非常的形象生动,FEP的详细性能特点、应用以及相关企业如后所述,如有遗漏或错误欢迎加群交流指正。



一、性能特点


1.结晶度

    FEP树脂是一种结晶性高聚物,其结晶度低于PTFE。FEP结晶熔化点为580F,密度为2.15g/cm3(克/立方厘米),它是一种软性塑料,其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。

    当熔融的FEP树脂缓慢冷却到晶体熔点以下温度时,结晶度较大,在 50%~60%之间;当熔体以淬火方式迅速冷却时,结晶度较小,在 40%~50%之间。FEP树脂为球晶结构,其结构会因树脂的加工温度、热处理方式而存在一定的差异。

2. 耐化学稳定性

    FEP树脂的耐化学稳定性与聚四氟乙烯相似,具有优异的耐化学稳定性。除与高温下的氟元素、熔融的碱金属和三氟化氯等发生反应外,与其他化学药品接触时均不被腐蚀。

3. 绝缘性能

    FEP树脂的电绝缘性能和聚四氟乙烯十分相近。介电系数在很宽的温度和频率范围(-80~200℃,50~1010Hz)内基本保持不变;介质损耗角正切随频率的变化而变化,但受温度影响变化不大。

    FEP树脂的体积电阻率很高,一般大于1015Ω.m,且随温度变化甚微,也不受水和潮气的影响。耐电弧大于165s。

    FEP树脂的击穿场强随厚度的减少而提高,当厚度大于1mm 时,击穿场强在 30KV/mm以上,但不随温度的变化而变化。

4. 热稳定性

    FEP树脂的耐热性能低于聚四氟乙烯,可在-80~200℃的温度范围内连续使用。在-200℃和260℃的极限情况下,也可以短时间使用。


FEP树脂的热分解温度高于熔点温度,在 400℃以上才会发生显著的热分解。但由于FEP树脂中存在微量的不稳定端基在熔点以上温度时也会分解,因此300℃以上进行加工时也必须注意适当的通风。

5. 力学性能

   FEP树脂与聚四氟乙烯相比,硬度及抗拉强度略有提高,摩擦系数也比聚四氟乙烯略大。常温下,FEP具有较好的耐蠕变性能;但当温度高于100℃时,耐蠕变性能反而不及聚四氟乙烯。

二、应用


FEP树脂根据加工需要分为粒料、分散液和粉料三种。其中,粒料按其熔融指数的不同可分为模压、挤出和注塑成型用;分散液供浸渍烧结用;粉料供静电喷涂、模压等用。


1. 普通应用

    FEP可应用到软性塑料,其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。它具备较好的化学惰性,较宽的温度和频率范围,以及较低的介电常数。因此FEP薄膜被被广泛应用于化学及药品的密封层、电容器介质、特种电缆的绝缘层、导线绝缘、电器仪表绝缘及密封衬垫。


FEP线缆

2.  5G通讯

FEP分子结构的极性低,介电常数和介电损耗低,材料被广泛用在信息通信领域。在5G通讯时代,FEP薄膜也被广泛研究应用于FCCL绝缘层。此外,因为FEP良好的性能,目前在电子通讯行业,也广泛与PI薄膜、LCP薄膜等复合,提高产品的综合性能。


FEP薄膜


3. 医疗

    FEP薄膜还可用于医药领域,比如医用灭菌袋、一次性留置针套管、生化培养皿等。           


图摄于2019年橡塑展 科慕化学展台



本文节选自艾邦高分子微信公众号。


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