Filo di PTFE

Conoscere il tipo di cavo più versatile: il filo in PTFE

Con l'avanzare della tecnologia, la domanda di elettronica ad alto funzionamento continua ad aumentare. Le industrie sono alla ricerca di cavi in ​​grado di soddisfare le odierne applicazioni esigenti, ad alta flessibilità e con tempi di fermo ridotti. I cavi in ​​politetrafluoroetilene (PTFE) hanno attirato molta attenzione grazie alle loro proprietà favorevoli, che li rendono un tipo estremamente versatile di isolamento del filo applicabile in un'ampia gamma di campi diversi.

I fili in PTFE sono anche conosciuti come Fili di teflon. Teflon è il marchio originale della società Chemours, uno spin-off di DuPont, che scoprì originariamente il polimero nel 1938. L'uso più noto del materiale PTFE è forse il rivestimento antiaderente di pentole e padelle di casa. Le stesse proprietà che impediscono al cibo di attaccarsi alle superfici di cottura hanno ispirato gli ingegneri a esplorare altri usi, in particolare l'isolamento dei fili, che viene utilizzato nei fili rivestiti per migliorare la trasmissione di elettricità.

Cos'è il filo di PTFE?

Il PTFE ha una struttura molecolare che ha un'unità ripetuta di due atomi di carbonio che si legano ciascuno con due atomi di fluoro (C₂F₄). Di solito è costituito da fluorite (CaF₂) sciogliendo il minerale in acido solforico per creare acido fluoridrico. Questo acido viene quindi sviluppato in resine tetrafluoroetileniche, che vengono quindi estruse per formare blocchi o fogli di PTFE. Le proprietà desiderabili del PTFE sono:

Idrofobo: Il PTFE non viene bagnato da acqua o sostanze contenenti acqua. Questo perché il fluoro nella molecola è altamente elettronegativo e ha un diametro atomico maggiore dell'idrogeno. L'elettronegatività del fluoro respinge l'estremità negativa delle molecole d'acqua bipolari.

Chimicamente inerte:  Il PTFE è una molecola voluminosa e contiene più forti legami carbonio-fluoro. Questi due fattori combinati bloccano fisicamente le molecole caricate positivamente e non polari. Di conseguenza, oli e solventi organici non reagiscono con il PTFE.

Ampio intervallo di temperatura di esercizio: I trefoli in PTFE per alte temperature sono stabili da 250°C a 260°C. Ciò è dovuto alla sua inerzia che impedisce la reticolazione per formare un termoindurente più duro, che a sua volta riduce al minimo l'infiammabilità. Ciò consente all'isolamento del filo in PTFE di fungere da eccellente isolamento elettrico e termico. Alle basse temperature, il cavo in PTFE è anche in grado di mantenere un'elevata resistenza alla flessione senza compromettere la funzione del filo.

Basso coefficiente di attrito: L'assenza di grandi gruppi funzionali e di reticolazione nelle molecole fa sì che le catene polimeriche scivolino l'una sull'altra facilmente. Ciò lascia il materiale plastico meccanicamente debole, ma questa debolezza gli consente anche di assorbire energia meccanica, fornendo così un basso coefficiente di attrito.

Il materiale PTFE è ideale per l'isolamento dei fili e ha numerose applicazioni pratiche

Il materiale isolante per cavi ideale dovrebbe essere durevole e in grado di resistere a flessioni ripetute e variegate. Le proprietà idrofobiche e inerti del materiale in PTFE sopra descritte consentono ai fili isolati in PTFE di resistere a molteplici fonti di danno. La stabilità e l'inerzia contribuiscono anche alla sua elevata resistenza elettrica e rigidità dielettrica. Ciò significa che il materiale in PTFE richiede una tensione molto alta per produrre una rottura dielettrica. L'eccellente capacità di resistere e resistere al passaggio di una corrente elettrica rende PTFE un isolante di alta qualità per cavi. Il suo ampio intervallo di temperatura di esercizio consente a questo tipo di filo di funzionare a temperature molto alte o molto basse.

Un'altra caratteristica che rende il PTFE un isolamento ideale per i fili è la sua sottigliezza. Ciò è significativo perché lo stress di flessione aumenta nel materiale che è più lontano dall'asse neutro del cavo, il che significa che maggiore è il diametro del filo, maggiore sarà lo stress di flessione che subirà. La riduzione del diametro e del peso del filo può prolungare notevolmente la longevità dei cavi.

Evidentemente, l'isolamento in PTFE è l'ideale per i cavi che sono costantemente esposti a sostanze chimiche o temperature estreme. Questo è il motivo per cui i fili in PTFE si trovano comunemente nelle applicazioni aerospaziali e informatiche come fili di collegamento in PTFE, cavi coassiali, ecc. Anche i dispositivi mobili e gli strumenti medici si affidano al PTFE per un isolamento del filo liscio, affidabile e compatto. Man mano che le automobili elettriche diventano popolari, c'è una crescente domanda di cavi mini isolati PFTE per aiutare ad alimentare questi veicoli. Nel complesso, la durata e la stabilità di questo tipo di materiale offrono un potenziale illimitato in diversi campi di applicazione.

Si noti che una preoccupazione del materiale PTFE è il degassamento del fluoro per lunghi periodi di tempo. Questo avviene quando il gas costituente il materiale isolante, che in questo caso è il fluoro, fuoriesce dal materiale stesso. È un problema per i cavi che operano in aree chiuse come apparecchiature di stoccaggio o veicoli spaziali. Questo perché gli atomi di fluoro liberi possono produrre acido fluoridrico corrosivo e possono danneggiare l'ambiente circostante e causare il malfunzionamento della macchina.

Le variazioni dei conduttori nei fili in PTFE (Teflon) possono essere utilizzate per soddisfare esigenze diverse.

I fili di rame placcato argento in PTFE utilizzano l'argento nel conduttore per migliorare la conduttività elettrica e termica. Questa combinazione si traduce in un cavo altamente durevole con una conduttività superiore.

Alcuni fili in PTFE utilizzano rame nichelato come conduttore perché il nichel ha una buona resistenza all'ossidazione e all'usura. Il nichel ha anche un punto di fusione molto più alto di quello del rame, quindi protegge efficacemente il nucleo di rame alta temperatura, aumentando flessibilità e stabilità. Uno degli svantaggi di questa combinazione è l'aumento della resistenza, quindi questo tipo di filo di PTFE viene solitamente utilizzato a temperature estremamente elevate.

Esistono anche fili in PTFE che utilizzano conduttori in rame stagnato. Lo stagno forma due strati di pellicola di ossido quando esposto all'ossigeno nell'aria, quindi può prevenire un'ulteriore ossidazione del nucleo di rame. Ciò migliora la resistenza all'ossidazione del filo.

Filo PTFE vs ETFE: quali sono le differenze?

L'ETFE (etilene tetrafluoroetilene), noto anche con il marchio Tefzel, è una molecola con caratteristiche simili a quelle del PTFE. Entrambi i polimeri sono ampiamente utilizzati per l'isolamento dei cavi nell'industria aerospaziale, medica e nucleare grazie alla loro elevata resistenza alla corrosione, alle eccellenti proprietà dielettriche e alla capacità di funzionare in un ampio intervallo di temperature.

Tuttavia, ci sono un paio di differenze. Ogni unità ripetitiva di ETFE è costruita con atomi di carbonio, fluoro e idrogeno (C₄H₄F₄). Ciò conferisce all'ETFE proprietà fisiche e termiche diverse da quelle del PTFE. La resistenza alla trazione dell'ETFE può essere fino al 34% maggiore, il che significa che i cavi isolati in ETFE possono essere soggetti a condizioni operative più difficili. D'altra parte, il cavo in PTFE è più flessibile e meno facile da rompere; ha un coefficiente di attrito inferiore di circa il 70% rispetto a quello dell'ETFE, il che lo rende più resistente all'usura, soprattutto per i fasci di fili che tendono a sfregarsi l'uno contro l'altro. Il punto di fusione del PTFE è 327°C mentre il punto di fusione dell'ETFE è 267°C. I due materiali differiscono anche per la limitazione dell'indice di ossigeno, che è la percentuale minima di concentrazione di ossigeno alla quale il polimero brucerà. Il PTFE ha un indice di ossigeno limite superiore al 95% mentre l'ETFE ha un indice di ossigeno limite compreso tra il 30 e il 36%. Pertanto, l'isolamento in PTFE è più ideale in ambienti saturi di ossigeno.

Nel complesso, se si desiderano basse proprietà di attrito e un elevato indice di ossigeno limitante, i fili in PTFE sono superiori ai fili in ETFE. Tuttavia, i cavi ETFE sono più desiderabili in ambienti con radiazioni ad alta energia a causa della loro elevata resistenza meccanica.

Dove acquistare il filo di PTFE?

Situato a Zhengzhou, nell'Henan, ZW Cables è uno dei maggiori produttori di cavi in ​​Cina. Siamo specializzati nella produzione di cavi e fili di alta qualità per soddisfare le diverse esigenze dei clienti. Il nostro filo in PTFE è prodotto da nastro in PTFE sinterizzato e avvolto con isolamento. La nostra filosofia aziendale è "prima qualità, prima reputazione, prima assistenza, prima cliente". Comprendiamo che clienti diversi possono avere requisiti diversi per le specifiche dei cavi in ​​PTFE e possiamo personalizzare i nostri prodotti per soddisfare scopi diversi in base alle tue esigenze.