ลวดไฟเบอร์

ทำความรู้จักสายเคเบิลชนิดอเนกประสงค์ที่สุด: ลวดไฟเบอร์

เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง อุตสาหกรรมต่างๆ กำลังค้นหาสายเคเบิลที่สามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานในปัจจุบัน มีความยืดหยุ่นสูง และมีการหยุดทำงานต่ำ สายเคเบิลโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดี ทำให้เป็นฉนวนลวดชนิดอเนกประสงค์ที่ใช้งานได้หลากหลายในด้านต่างๆ

สายไฟ PTFE เรียกอีกอย่างว่า สายเทฟลอน. เทฟลอนเป็นชื่อแบรนด์ดั้งเดิมจากบริษัท Chemours ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกจากบริษัทดูปองท์ ซึ่งเดิมเป็นผู้ค้นพบพอลิเมอร์ในปี 1938 การใช้วัสดุ PTFE ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดอาจเป็นการเคลือบ nonstick บนหม้อและกระทะของคุณที่บ้าน คุณสมบัติเดียวกันกับที่ป้องกันไม่ให้อาหารเกาะติดกับพื้นผิวการปรุงอาหาร ได้สร้างแรงบันดาลใจให้วิศวกรสำรวจการใช้งานอื่นๆ ได้แก่ ฉนวนลวด ซึ่งใช้ในลวดเคลือบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งกระแสไฟฟ้า

ลวดไฟเบอร์คืออะไร?

PTFE มีโครงสร้างโมเลกุลที่มีหน่วยทำซ้ำของอะตอมของคาร์บอนสองอะตอมซึ่งแต่ละพันธะกับอะตอมฟลูออรีนสองอะตอม (C₂F₄). มักทำจากฟลูออไรต์ (CaF₂) โดยการละลายแร่ธาตุในกรดซัลฟิวริกเพื่อสร้างกรดไฮโดรฟลูออริก จากนั้นกรดนี้จะพัฒนาเป็นเรซินเตตระฟลูออโรเอทิลีน ซึ่งจะถูกอัดรีดให้เป็นก้อนหรือแผ่น PTFE คุณสมบัติที่พึงประสงค์ของ PTFE คือ:

ไม่ชอบน้ำ: PTFE ไม่เปียกด้วยน้ำหรือสารที่มีน้ำ ทั้งนี้เนื่องจากฟลูออรีนในโมเลกุลมีอิเลคโตรเนกาติตีสูงและมีเส้นผ่านศูนย์กลางอะตอมที่ใหญ่กว่าไฮโดรเจน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของฟลูออรีนขับไล่จุดสิ้นสุดเชิงลบของโมเลกุลของน้ำสองขั้ว

เฉื่อยทางเคมี:  PTFE เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่และมีพันธะคาร์บอนฟลูออรีนที่แข็งแกร่งหลายพันธะ ปัจจัยทั้งสองนี้รวมกันบล็อกโมเลกุลที่มีประจุบวกและไม่มีขั้วทางกายภาพ ส่งผลให้น้ำมันและตัวทำละลายอินทรีย์ไม่ทำปฏิกิริยากับไฟเบอร์

ช่วงอุณหภูมิในการทำงานขนาดใหญ่: ลวดเกลียวอุณหภูมิสูง PTFE มีความเสถียรตั้งแต่ 250 ° C ถึง 260 ° C นี่เป็นเพราะความเฉื่อยที่ป้องกันการเชื่อมขวางเพื่อสร้างเทอร์โมเซ็ตที่แข็งขึ้น ซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการติดไฟได้ ซึ่งช่วยให้ฉนวนลวดไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม ที่อุณหภูมิต่ำ สายเคเบิล PTFE ยังสามารถรักษาแรงดัดงอได้สูงโดยไม่กระทบต่อการทำงานของลวด

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ: การไม่มีกลุ่มฟังก์ชันขนาดใหญ่และการเชื่อมขวางในโมเลกุลทำให้สายโซ่โพลีเมอร์เลื่อนผ่านกันได้ง่าย สิ่งนี้ทำให้วัสดุพลาสติกอ่อนแอทางกลไก แต่จุดอ่อนนี้ยังช่วยให้ดูดซับพลังงานกล ดังนั้นจึงให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ

วัสดุ PTFE เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฉนวนลวดและมีการใช้งานจริงมากมาย

วัสดุฉนวนสายเคเบิลในอุดมคติควรมีความทนทานและสามารถทนต่อการโค้งงอซ้ำๆ และหลากหลาย คุณสมบัติไม่ชอบน้ำและเฉื่อยของวัสดุ PTFE ที่อธิบายข้างต้นทำให้สายไฟที่หุ้มฉนวน PTFE สามารถต้านทานความเสียหายได้หลายแหล่ง ความเสถียรและความเฉื่อยยังส่งผลให้มีความต้านทานไฟฟ้าและความเป็นฉนวนสูง ซึ่งหมายความว่าวัสดุ PTFE ต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการผลิตการแยกไดอิเล็กตริก ความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการต้านทานและต้านทานการผ่านของกระแสไฟฟ้าทำให้ PTFE ฉนวนคุณภาพสูงสำหรับสายเคเบิล ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างทำให้ลวดชนิดนี้สามารถทำงานได้ภายใต้อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำมาก

ลักษณะเฉพาะที่ทำให้ฉนวนใยแก้วในอุดมคติของไฟเบอร์สำหรับสายไฟก็คือความบาง สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากความเค้นจากการดัดงอเพิ่มขึ้นในวัสดุที่อยู่ไกลจากแกนกลางของสายเคเบิล ซึ่งหมายความว่ายิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดใหญ่ขึ้นเท่าใด ก็จะยิ่งพบกับความเค้นจากการดัดงอมากขึ้นเท่านั้น การลดขนาดเส้นลวดและน้ำหนักสามารถยืดอายุการใช้งานของสายได้อย่างมาก

เห็นได้ชัดว่าฉนวน PTFE เหมาะสำหรับสายไฟที่ต้องสัมผัสกับสารเคมีหรืออุณหภูมิสูงตลอดเวลา ด้วยเหตุนี้จึงมักพบสายไฟ PTFE ในการใช้งานด้านอวกาศและคอมพิวเตอร์ เช่น สายเชื่อมต่อ PTFE, สายโคแอกเชียล ฯลฯ อุปกรณ์เคลื่อนที่และเครื่องมือแพทย์ยังพึ่งพา PTFE สำหรับฉนวนลวดที่เรียบ เชื่อถือได้ และกะทัดรัด เนื่องจากรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าได้รับความนิยม จึงมีความต้องการสายไฟหุ้มฉนวน PFTE ขนาดเล็กเพิ่มขึ้นเพื่อช่วยขับเคลื่อนรถยนต์เหล่านี้ โดยรวมแล้ว ความทนทานและความเสถียรของวัสดุประเภทนี้มีศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัดในการใช้งานด้านต่างๆ

โปรดทราบว่าข้อกังวลอย่างหนึ่งของวัสดุ PTFE คือการปล่อยก๊าซฟลูออรีนออกเป็นระยะเวลานาน นี่คือเวลาที่องค์ประกอบก๊าซของวัสดุฉนวน ซึ่งในกรณีนี้คือฟลูออรีน หนีออกจากตัววัสดุเอง เป็นปัญหาสำหรับสายไฟที่ทำงานในพื้นที่ปิด เช่น ในอุปกรณ์จัดเก็บหรือยานอวกาศ ทั้งนี้เนื่องจากอะตอมของฟลูออรีนอิสระสามารถผลิตกรดไฮโดรฟลูออริกที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และสามารถทำลายสภาพแวดล้อมและทำให้เครื่องทำงานผิดปกติได้

ความหลากหลายของตัวนำในสายไฟเบอร์ (เทฟลอน) สามารถใช้เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน

สายทองแดงเคลือบเงิน PTFE ใช้เงินในตัวนำเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าและความร้อน การผสมผสานนี้ส่งผลให้สายเคเบิลมีความทนทานสูงพร้อมการนำไฟฟ้าที่เหนือกว่า

สายไฟเบอร์บางประเภทใช้ทองแดงชุบนิกเกิลเป็นตัวนำไฟฟ้า เนื่องจากนิกเกิลมีสารต้านอนุมูลอิสระและทนต่อการสึกหรอได้ดี นิกเกิลยังมีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าทองแดงมาก ดังนั้นจึงปกป้องแกนทองแดงจาก . ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิสูงเพิ่มความยืดหยุ่นและความมั่นคง ข้อเสียประการหนึ่งของการรวมกันนี้คือความต้านทานที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นลวด PTFE ชนิดนี้จึงมักใช้ภายใต้อุณหภูมิที่สูงมาก

นอกจากนี้ยังมีสายไฟเบอร์ที่ใช้ตัวนำทองแดงชุบดีบุก ดีบุกจะสร้างชั้นฟิล์มออกไซด์สองชั้นเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ จึงสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของแกนทองแดงได้อีก สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของลวด

ลวด PTFE กับ ETFE: อะไรคือความแตกต่าง?

ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) หรือที่รู้จักกันในชื่อแบรนด์ Tefzel เป็นโมเลกุลที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับของ PTFE โพลีเมอร์ทั้งสองชนิดใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฉนวนลวดในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การแพทย์ และนิวเคลียร์ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง คุณสมบัติของไดอิเล็กตริกที่ดีเยี่ยม และความสามารถในการทำงานในช่วงอุณหภูมิกว้าง

อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างบางประการ หน่วยทำซ้ำแต่ละหน่วยของ ETFE ถูกสร้างขึ้นด้วยอะตอมของคาร์บอน ฟลูออรีน และไฮโดรเจน (C₄H₄F₄). สิ่งนี้ทำให้ ETFE มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางความร้อนที่แตกต่างจาก PTFE ความต้านทานแรงดึงของ ETFE สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 34% ซึ่งหมายความว่าสายไฟที่หุ้มฉนวน ETFE สามารถอยู่ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรงขึ้นได้ ในทางกลับกัน สายเคเบิล PTFE มีความยืดหยุ่นมากกว่าและแตกหักง่ายน้อยกว่า มีค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีต่ำกว่า ETFE ประมาณ 70% ทำให้ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมัดลวดที่มีแนวโน้มจะเสียดสีกัน จุดหลอมเหลวของ PTFE คือ 327°C ในขณะที่จุดหลอมเหลวของ ETFE คือ 267°C วัสดุทั้งสองยังต่างกันในการจำกัดดัชนีออกซิเจน ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ขั้นต่ำของความเข้มข้นของออกซิเจนที่พอลิเมอร์จะเผาไหม้ PTFE มีดัชนีออกซิเจนจำกัดมากกว่า 95% ในขณะที่ ETFE มีดัชนีออกซิเจนจำกัดระหว่าง 30 – 36% ดังนั้นฉนวนไฟเบอร์จึงเหมาะกว่าในสภาพแวดล้อมที่อิ่มตัวของออกซิเจน

โดยรวมแล้ว หากต้องการคุณสมบัติแรงเสียดทานต่ำและดัชนีออกซิเจนจำกัดสูง ลวด PTFE จะดีกว่าลวด ETFE อย่างไรก็ตาม สายไฟ ETFE เป็นที่ต้องการมากกว่าในสภาพแวดล้อมการแผ่รังสีพลังงานสูงเนื่องจากมีความแข็งแรงเชิงกลสูง

ซื้อลวดไฟเบอร์ได้ที่ไหน

ZW Cables ตั้งอยู่ในเจิ้งโจว เหอหนาน เป็นหนึ่งในผู้ผลิตลวดรายใหญ่ที่สุดในประเทศจีน เราเชี่ยวชาญในการผลิตสายเคเบิลและสายไฟคุณภาพสูงที่ตอบสนองความต้องการของลูกค้าที่แตกต่างกัน ลวด PTFE ของเราผลิตโดยฉนวนหุ้มฉนวนและเทป PTFE เผาผนึก ปรัชญาการดำเนินธุรกิจของเราคือ "คุณภาพต้องมาก่อน ชื่อเสียงมาก่อน บริการก่อน ลูกค้าต้องมาก่อน" เราเข้าใจดีว่าลูกค้าแต่ละรายอาจมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิล PTFE และเราสามารถปรับแต่งผลิตภัณฑ์ของเราเพื่อตอบสนองวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันตามความต้องการของคุณ