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聚四氟乙烯簡稱F-4(TFE或PTFE)，是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，大部分主碳鏈的周圍都被氟原子緊密包圍這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在大分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個(gè)分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范圍及高低溫使用范圍、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及耐氣候老化性能，因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。

1. 物理性能

聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在19℃、29℃、327℃有轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即晶體在這個(gè)溫度上下，其體積會發(fā)生變化。19℃的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19℃，而當(dāng)制成的坯料處于19℃以上的溫度時(shí)，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在19~29℃之間。327℃是聚四氟乙烯的熔點(diǎn)，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%，這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360℃時(shí)仍高達(dá)10¹⁰~10¹¹Pa·S，仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點(diǎn)上下溫度時(shí)體積變化較大，所以在燒結(jié)過程中，在熔點(diǎn)附近加熱速率必須緩慢，以使制品內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)�開裂。

1. 電絕緣性能

在廣闊的溫度和頻率范圍內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109Hz范圍內(nèi)變化很小，從室溫到300℃之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體積電阻率Pv一般大于10¹⁵Ω·m，表面電阻率Ps一般大于10¹⁶Ω，即使長期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。

1. 熱性能

聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)有的塑料中是很高的，雖然在200℃時(shí)開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200℃至熔點(diǎn)（327℃）級以上溫度時(shí)，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計(jì)，只是在400℃才開始發(fā)生顯著分解，在400℃每小時(shí)的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，抗張強(qiáng)度降低了，在300℃下加熱一個(gè)月，其抗張強(qiáng)度下降10~20%，在260℃長期加熱，抗張強(qiáng)度基本不變，因此，從熱分解的觀點(diǎn)來看，聚四氟乙烯可在300℃下短期使用，在260℃長期使用。聚四氟乙烯在-200℃的極低溫度下，仍不脆硬，并具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60~260℃的環(huán)境下使用。

1. 耐化學(xué)穩(wěn)定性

聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。

1. 力學(xué)性能

由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強(qiáng)度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250℃時(shí)，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不大，當(dāng)溫度超過327℃時(shí)，由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327℃以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。

1. 耐濕性和耐水性

聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小時(shí)后，西水性實(shí)際等于0，浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。

1. 耐氣候性

在大氣環(huán)境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件下不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。

聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，，使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他環(huán)境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強(qiáng)度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250℃的高溫，因此可以大大提高電纜的工作溫度和傳輸容量。

近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)�結(jié)，因此聚四氟乙烯生料比重較小，帶中含有大量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯，其介電常數(shù)較低，主要可應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15~30%，下面著重講述一下聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶的電性能

聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計(jì)算，聚四氟乙烯的各項(xiàng)電性能指標(biāo)如表1。

表1

1、聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er

聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計(jì)算公式如下：

Er=｛2×Er₁+1-2×P（Er₁-1）｝÷｛2×Er₁+1+×P（Er₁-1）｝×Er₁   （1）

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計(jì)算公式如下：

P=1-d₂÷d₁                                                                             （2）

d₂：聚四氟乙烯生料帶的比重；   d₁：聚四氟乙烯的比重，d₁=2.2

將d₁=2.2代入公式（2），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度P=68.18%。

將P=68.18%代入公式（1），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er=1.293

2、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga

聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計(jì)算公式如下：

tga=tga₁×｛Er₁×（Er-1）｝÷｛Er×（Er₁-1）｝                                   （3）

       tga₁為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tga₁=0.0002，

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，Er₁=1.293

將以上數(shù)值帶入公式（3）中，可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

在高頻條件下，同軸射頻電纜的阻抗Zc計(jì)算公式如下：

Zc=138.2÷√Er×㏒｛(D+1.5dw)÷k1÷d｝                            （4）

Er：介電常數(shù)

d：內(nèi)導(dǎo)體外徑

D：絕緣外徑

dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑

k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2

表2

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算，SFF-50-3-1電纜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d1=0.93，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=2.05，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.87

如果絕緣采用聚四氟乙烯生料帶，在絕緣外徑不變的情況下，由于介電常數(shù)變小了，為了使阻抗保持不變，必須將內(nèi)導(dǎo)體外徑增大，具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d=1.20，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=1.293，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.6

從以上的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，使用聚四氟乙烯生料帶絕緣后，在絕緣外經(jīng)濟(jì)阻抗均保持不變的情況下，內(nèi)導(dǎo)體的尺寸增加了，這對于降低射頻電纜的衰減有著舉足輕重的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

衰減是射頻電纜最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸是的損耗的大小，電纜的衰減越大，則表明傳輸信號的損耗越嚴(yán)重，電纜的傳輸效率也越差，為了提高射頻電纜的傳輸效率，應(yīng)盡可能的降低電纜的衰減，同軸射頻電纜的衰減主要是由導(dǎo)體衰減與介質(zhì)衰減引起的，其計(jì)算公式如下：

a=2.6×0.001×√Er×f ÷㏒(D÷k1÷d)×(k2÷d+kb÷D)+

9.08×0.01×f×√Er×tga                                                    （5）

a：衰減，db/m

k2：衰減的絞線系數(shù)，見表2

kb：衰減的編織系數(shù)，見表3

f：頻率，MHz

表3

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算衰減，將以上已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，

如表4

表4

絕緣采用聚四氟乙烯生料帶后，將已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表5

表5

將表4與表5做一比較，可以計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶在降低射頻電纜衰減的具體數(shù)值，如表6所示。

表6

從以上的射頻電纜結(jié)構(gòu)及性能計(jì)算中，可以看出聚四氟乙烯生料帶代替實(shí)心聚四氟乙烯絕緣后，可以大大降低射頻電纜纜的衰減，可降低15~30%，但由于聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格較高，其價(jià)格約為聚四氟乙烯價(jià)格的3~4倍，因此增加了電纜的制造成本，只有在對電纜外徑要求小，衰減比較低，耐溫等級較高的特殊環(huán)境下使用。隨著氟塑料生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格將會逐漸的降低，屆時(shí)將會在電線電纜行業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。

聚四氟乙烯簡稱F-4(TFE或PTFE)，是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，大部分主碳鏈的周圍都被氟原子緊密包圍這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在大分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個(gè)分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范圍及高低溫使用范圍、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及耐氣候老化性能，因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。

1. 物理性能

聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在19℃、29℃、327℃有轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即晶體在這個(gè)溫度上下，其體積會發(fā)生變化。19℃的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19℃，而當(dāng)制成的坯料處于19℃以上的溫度時(shí)，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在19~29℃之間。327℃是聚四氟乙烯的熔點(diǎn)，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%，這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360℃時(shí)仍高達(dá)10¹⁰~10¹¹Pa·S，仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點(diǎn)上下溫度時(shí)體積變化較大，所以在燒結(jié)過程中，在熔點(diǎn)附近加熱速率必須緩慢，以使制品內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)�開裂。

1. 電絕緣性能

在廣闊的溫度和頻率范圍內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109Hz范圍內(nèi)變化很小，從室溫到300℃之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體積電阻率Pv一般大于10¹⁵Ω·m，表面電阻率Ps一般大于10¹⁶Ω，即使長期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。

1. 熱性能

聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)有的塑料中是很高的，雖然在200℃時(shí)開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200℃至熔點(diǎn)（327℃）級以上溫度時(shí)，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計(jì)，只是在400℃才開始發(fā)生顯著分解，在400℃每小時(shí)的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，抗張強(qiáng)度降低了，在300℃下加熱一個(gè)月，其抗張強(qiáng)度下降10~20%，在260℃長期加熱，抗張強(qiáng)度基本不變，因此，從熱分解的觀點(diǎn)來看，聚四氟乙烯可在300℃下短期使用，在260℃長期使用。聚四氟乙烯在-200℃的極低溫度下，仍不脆硬，并具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60~260℃的環(huán)境下使用。

1. 耐化學(xué)穩(wěn)定性

聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。

1. 力學(xué)性能

由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強(qiáng)度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250℃時(shí)，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不大，當(dāng)溫度超過327℃時(shí)，由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327℃以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。

1. 耐濕性和耐水性

聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小時(shí)后，西水性實(shí)際等于0，浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。

1. 耐氣候性

在大氣環(huán)境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件下不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。

聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，，使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他環(huán)境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強(qiáng)度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250℃的高溫，因此可以大大提高電纜的工作溫度和傳輸容量。

近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)�結(jié)，因此聚四氟乙烯生料比重較小，帶中含有大量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯，其介電常數(shù)較低，主要可應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15~30%，下面著重講述一下聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶的電性能

聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計(jì)算，聚四氟乙烯的各項(xiàng)電性能指標(biāo)如表1。

表1

1、聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er

聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計(jì)算公式如下：

Er=｛2×Er₁+1-2×P（Er₁-1）｝÷｛2×Er₁+1+×P（Er₁-1）｝×Er₁   （1）

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計(jì)算公式如下：

P=1-d₂÷d₁                                                                             （2）

d₂：聚四氟乙烯生料帶的比重；   d₁：聚四氟乙烯的比重，d₁=2.2

將d₁=2.2代入公式（2），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度P=68.18%。

將P=68.18%代入公式（1），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er=1.293

2、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga

聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計(jì)算公式如下：

tga=tga₁×｛Er₁×（Er-1）｝÷｛Er×（Er₁-1）｝                                   （3）

       tga₁為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tga₁=0.0002，

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，Er₁=1.293

將以上數(shù)值帶入公式（3）中，可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

在高頻條件下，同軸射頻電纜的阻抗Zc計(jì)算公式如下：

Zc=138.2÷√Er×㏒｛(D+1.5dw)÷k1÷d｝                            （4）

Er：介電常數(shù)

d：內(nèi)導(dǎo)體外徑

D：絕緣外徑

dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑

k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2

表2

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算，SFF-50-3-1電纜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d1=0.93，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=2.05，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.87

如果絕緣采用聚四氟乙烯生料帶，在絕緣外徑不變的情況下，由于介電常數(shù)變小了，為了使阻抗保持不變，必須將內(nèi)導(dǎo)體外徑增大，具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d=1.20，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=1.293，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.6

從以上的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，使用聚四氟乙烯生料帶絕緣后，在絕緣外經(jīng)濟(jì)阻抗均保持不變的情況下，內(nèi)導(dǎo)體的尺寸增加了，這對于降低射頻電纜的衰減有著舉足輕重的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

衰減是射頻電纜最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸是的損耗的大小，電纜的衰減越大，則表明傳輸信號的損耗越嚴(yán)重，電纜的傳輸效率也越差，為了提高射頻電纜的傳輸效率，應(yīng)盡可能的降低電纜的衰減，同軸射頻電纜的衰減主要是由導(dǎo)體衰減與介質(zhì)衰減引起的，其計(jì)算公式如下：

a=2.6×0.001×√Er×f ÷㏒(D÷k1÷d)×(k2÷d+kb÷D)+

9.08×0.01×f×√Er×tga                                                    （5）

a：衰減，db/m

k2：衰減的絞線系數(shù)，見表2

kb：衰減的編織系數(shù)，見表3

f：頻率，MHz

表3

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算衰減，將以上已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，

如表4

表4

絕緣采用聚四氟乙烯生料帶后，將已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表5

表5

將表4與表5做一比較，可以計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶在降低射頻電纜衰減的具體數(shù)值，如表6所示。

表6

從以上的射頻電纜結(jié)構(gòu)及性能計(jì)算中，可以看出聚四氟乙烯生料帶代替實(shí)心聚四氟乙烯絕緣后，可以大大降低射頻電纜纜的衰減，可降低15~30%，但由于聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格較高，其價(jià)格約為聚四氟乙烯價(jià)格的3~4倍，因此增加了電纜的制造成本，只有在對電纜外徑要求小，衰減比較低，耐溫等級較高的特殊環(huán)境下使用。隨著氟塑料生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格將會逐漸的降低，屆時(shí)將會在電線電纜行業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。

聚四氟乙烯簡稱F-4(TFE或PTFE)，是由四氟乙烯聚合而成，是一種分子結(jié)構(gòu)完全對稱的無枝化線性聚合物，在已知的高分子鍵中，C-F鍵是最牢固的鍵之一，大部分主碳鏈的周圍都被氟原子緊密包圍這，是C-C主鏈不受一般活潑分子的侵襲，并且在大分子的主鏈上氟原子相互對稱，所以電性中和，整個(gè)分子不帶極性，這種結(jié)構(gòu)上的特性，使聚四氟乙烯具有較高的頻率使用范圍及高低溫使用范圍、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、高電絕緣性以及耐氣候老化性能，因此在電線電纜行業(yè)的到了廣泛的應(yīng)用，下面對聚四氟乙烯的性能做簡要的介紹。

1. 物理性能

聚四氟乙烯是一種高結(jié)晶度的聚合物，它的晶格距離變化在19℃、29℃、327℃有轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即晶體在這個(gè)溫度上下，其體積會發(fā)生變化。19℃的轉(zhuǎn)變溫度，主要對加工聚四氟乙烯坯料極為重要，用聚四氟乙烯粉狀樹脂模壓成坯料的過程中，如果壓制坯料的溫度低于19℃，而當(dāng)制成的坯料處于19℃以上的溫度時(shí)，其晶格距離會發(fā)生變化，是坯料制品變形，最終會導(dǎo)致坯料制品的內(nèi)部存在開裂，因此一般加工聚四氟乙烯坯料的溫度選擇在19~29℃之間。327℃是聚四氟乙烯的熔點(diǎn)，嚴(yán)格的說，在此溫度以上，結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，聚四氟乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯臒o定性凝膠狀態(tài)，并伴隨著體積比增大25%，這種凝膠狀態(tài)熔體粘度，在360℃時(shí)仍高達(dá)10¹⁰~10¹¹Pa·S，仍然不能流動，這種特性決定了聚四氟乙烯不能采取一般熱塑性樹脂常用的高溫熔融擠出的加工方式，而是采用類似粉末冶金的加壓與燒結(jié)相結(jié)合的方法加工，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱率低，熔點(diǎn)上下溫度時(shí)體積變化較大，所以在燒結(jié)過程中，在熔點(diǎn)附近加熱速率必須緩慢，以使制品內(nèi)外溫度均勻，不然會使制品內(nèi)部存在應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)�開裂。

1. 電絕緣性能

在廣闊的溫度和頻率范圍內(nèi)，聚四氟乙烯具有優(yōu)異的電絕緣性能，介質(zhì)損耗角正切tga和相對介電常數(shù)Er在工頻到109Hz范圍內(nèi)變化很小，從室溫到300℃之間，聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切tga變化很小，而相對介電常數(shù)Er隨溫度升高有所下降。聚四氟乙烯的絕緣電阻率較高，其體積電阻率Pv一般大于10¹⁵Ω·m，表面電阻率Ps一般大于10¹⁶Ω，即使長期浸入水中變換也不顯著，隨溫度變會也不大。

1. 熱性能

聚四氟乙烯具有較高的耐熱性和耐低溫性能，聚四氟乙烯的耐熱性在現(xiàn)有的塑料中是很高的，雖然在200℃時(shí)開始有微量的分解物出現(xiàn)，但從200℃至熔點(diǎn)（327℃）級以上溫度時(shí)，其分解速度仍然非常緩慢，幾乎可以忽略不計(jì)，只是在400℃才開始發(fā)生顯著分解，在400℃每小時(shí)的重量損失約0.01%。經(jīng)熱分解的聚四氟乙烯，平均分子量有所下降，抗張強(qiáng)度降低了，在300℃下加熱一個(gè)月，其抗張強(qiáng)度下降10~20%，在260℃長期加熱，抗張強(qiáng)度基本不變，因此，從熱分解的觀點(diǎn)來看，聚四氟乙烯可在300℃下短期使用，在260℃長期使用。聚四氟乙烯在-200℃的極低溫度下，仍不脆硬，并具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度和柔軟性，因此，采用聚四幅乙性絕緣的電線，完全可以在-60~260℃的環(huán)境下使用。

1. 耐化學(xué)穩(wěn)定性

聚四氟乙烯具有突出的耐化學(xué)穩(wěn)定性，它不受強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)試劑侵蝕，亦不與之發(fā)生任何作用，完全不受王水、氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸、熱的濃硫酸、沸騰的苛性鈉溶液、氯氣以及過氧化氫的作用，即使在高溫下，聚四氟乙烯也能保持良好的耐化學(xué)穩(wěn)定性，只有高溫下的氟元素和熔融的鉀、鈉等堿金屬元素能與聚四氟乙烯發(fā)生作用。

1. 力學(xué)性能

由于聚四氟乙烯分之之間的相互引力較小，因此聚四氟乙烯之具有中等的抗拉強(qiáng)度，在高溫下，當(dāng)溫度不超過250℃時(shí)，聚四氟乙烯的力學(xué)性能變化不大，當(dāng)溫度超過327℃時(shí)，由于聚四氟乙烯失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，因此其力學(xué)性能突然將低，如重新冷卻至327℃以下，聚四氟乙烯的力學(xué)性能又可復(fù)原。

1. 耐濕性和耐水性

聚四氟乙烯本身的透濕性和吸水性極微，放在水中浸泡24小時(shí)后，西水性實(shí)際等于0，浸水后的絕緣電阻基本不變，是其它塑料所不及的。

1. 耐氣候性

在大氣環(huán)境中，由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基團(tuán)，臭氧也不能與之發(fā)生作用，因此聚四氟乙烯絕緣電線具有較好的耐氣候性，即使在高溫、高濕度或低溫的氣候條件下不加保護(hù)長期使用，其性能也保持不變。

聚四氟乙烯所擁有的以上各種優(yōu)異性能，，使采用聚四氟乙烯塑料作為絕緣的電線的到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于宇宙航空航天事業(yè)及其他環(huán)境條件比較惡劣的地方。由于聚四氟乙烯介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗小，耐電強(qiáng)度高，因此還是一種十分理想的高頻介質(zhì)材料，選用聚四氟乙烯作為絕緣的射頻電纜，可以承受250℃的高溫，因此可以大大提高電纜的工作溫度和傳輸容量。

近幾年國外新推出的一種聚四氟乙烯生料帶，不僅具有聚四氟乙烯優(yōu)異的性能，而且具有較低的介電常數(shù)，其加工方式為聚四氟乙烯粉狀樹脂與壓成型，經(jīng)車削壓延制成，由于不經(jīng)過高溫?zé)�結(jié)，因此聚四氟乙烯生料比重較小，帶中含有大量的氣泡，是一種泡沫型聚四氟乙烯，其介電常數(shù)較低，主要可應(yīng)用于射頻電纜的繞包絕緣用，由聚四氟乙烯生料帶制成的射頻電纜，與同規(guī)格的聚四氟乙烯絕緣射頻電纜相比，在高頻下其衰減可降低15~30%，下面著重講述一下聚四氟乙烯生料帶應(yīng)用于射頻電纜對降低衰減的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶的電性能

聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er和介質(zhì)損耗角正切tga可按發(fā)泡材料來計(jì)算，聚四氟乙烯的各項(xiàng)電性能指標(biāo)如表1。

表1

1、聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er

聚四氟乙烯生料帶的等效介電常數(shù)計(jì)算公式如下：

Er=｛2×Er₁+1-2×P（Er₁-1）｝÷｛2×Er₁+1+×P（Er₁-1）｝×Er₁   （1）

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

P為發(fā)泡度，表示聚四氟乙烯生料帶內(nèi)氣體體積與聚四氟乙烯生料帶體積之比，發(fā)泡度計(jì)算公式如下：

P=1-d₂÷d₁                                                                             （2）

d₂：聚四氟乙烯生料帶的比重；   d₁：聚四氟乙烯的比重，d₁=2.2

將d₁=2.2代入公式（2），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的發(fā)泡度P=68.18%。

將P=68.18%代入公式（1），可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)Er=1.293

2、聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga

聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga計(jì)算公式如下：

tga=tga₁×｛Er₁×（Er-1）｝÷｛Er×（Er₁-1）｝                                   （3）

       tga₁為聚四氟乙烯的介質(zhì)損耗角正切，tga₁=0.0002，

Er₁為聚四氟乙烯的介電常數(shù)，Er₁=2.05

Er為聚四氟乙烯生料帶的介電常數(shù)，Er₁=1.293

將以上數(shù)值帶入公式（3）中，可計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶的介質(zhì)損耗角正切tga=0.0000885。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

在高頻條件下，同軸射頻電纜的阻抗Zc計(jì)算公式如下：

Zc=138.2÷√Er×㏒｛(D+1.5dw)÷k1÷d｝                            （4）

Er：介電常數(shù)

d：內(nèi)導(dǎo)體外徑

D：絕緣外徑

dw：外導(dǎo)體編織層單線直徑

k：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑系數(shù)，見表2

表2

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算，SFF-50-3-1電纜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d1=0.93，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=2.05，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.87

如果絕緣采用聚四氟乙烯生料帶，在絕緣外徑不變的情況下，由于介電常數(shù)變小了，為了使阻抗保持不變，必須將內(nèi)導(dǎo)體外徑增大，具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：d=1.20，D1=2.95，dw1=0.12，Er1=1.293，k1=1

將以上數(shù)據(jù)代入公式（4）中，可計(jì)算出阻抗

Zc1=50.6

從以上的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，使用聚四氟乙烯生料帶絕緣后，在絕緣外經(jīng)濟(jì)阻抗均保持不變的情況下，內(nèi)導(dǎo)體的尺寸增加了，這對于降低射頻電纜的衰減有著舉足輕重的作用。

• 聚四氟乙烯生料帶絕緣射頻電纜的阻抗

衰減是射頻電纜最重要的參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸是的損耗的大小，電纜的衰減越大，則表明傳輸信號的損耗越嚴(yán)重，電纜的傳輸效率也越差，為了提高射頻電纜的傳輸效率，應(yīng)盡可能的降低電纜的衰減，同軸射頻電纜的衰減主要是由導(dǎo)體衰減與介質(zhì)衰減引起的，其計(jì)算公式如下：

a=2.6×0.001×√Er×f ÷㏒(D÷k1÷d)×(k2÷d+kb÷D)+

9.08×0.01×f×√Er×tga                                                    （5）

a：衰減，db/m

k2：衰減的絞線系數(shù)，見表2

kb：衰減的編織系數(shù)，見表3

f：頻率，MHz

表3

以SFF-50-3-1聚四氟乙烯絕緣射頻電纜為例來計(jì)算衰減，將以上已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，

如表4

表4

絕緣采用聚四氟乙烯生料帶后，將已知的各項(xiàng)數(shù)值代入公式（5），可以計(jì)算出不同頻率下的射頻電纜的衰減，如表5

表5

將表4與表5做一比較，可以計(jì)算出聚四氟乙烯生料帶在降低射頻電纜衰減的具體數(shù)值，如表6所示。

表6

從以上的射頻電纜結(jié)構(gòu)及性能計(jì)算中，可以看出聚四氟乙烯生料帶代替實(shí)心聚四氟乙烯絕緣后，可以大大降低射頻電纜纜的衰減，可降低15~30%，但由于聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格較高，其價(jià)格約為聚四氟乙烯價(jià)格的3~4倍，因此增加了電纜的制造成本，只有在對電纜外徑要求小，衰減比較低，耐溫等級較高的特殊環(huán)境下使用。隨著氟塑料生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，聚四氟乙烯生料帶的價(jià)格將會逐漸的降低，屆時(shí)將會在電線電纜行業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。

學(xué)習(xí)了，很好的資料