分光测色仪在航空航天电线导线绝缘用聚四氟乙

2018-01-02 彼得S. 224

分光测色仪在航空航天电线导线绝缘用聚四氟乙烯胶带中进行准确的颜色匹配

商用客机在飞机的加压和减压区域内装有数英里的迷宫式电线,有些远比其他地方便捷。许多这些电线携带的电流强度足以熔化任何比高等级绝缘低的东西。鉴于飞行电火灾的严重后果,飞机制造商指定使用耐热耐用材料(如聚四氟乙烯(PTFE))制成的高质量护套。然而,聚四氟乙烯的生产不是一个简单的过程,制造商必须确定他们正在使用适当的仪器来保证质量控制。

苏霍伊超级喷气100
这个Sukhoi Superjet 100的航空电子设备的接线能力为数万英里。图片来源:Flickr用户Dmitry TerekhovCC BY 2.0

聚四氟乙烯合成的难点

PTFE是在许多方面1  的理想材料为这种应用中,由于其阻燃性和低发烟的产生,优异的介电常数,低损耗因数,高频稳定性。其连续使用温度范围为-260°C至260°C(熔化温度为327°C),耐所有常见化学品和溶剂,以及耐潮湿和体积阻力,可以应对高空飞行的严酷环境。

但是,制造商很清楚费用和难度2 创造这种材料。PTFE分两个阶段合成:最初的三阶段化学反应用于制造四氟乙烯,然后是基础TFE的聚合。这些反应需要使用包括强酸在内的极其危险的材料,并且所需的温度范围从0℃到700℃。必须采用特别设计的防护措施来控制可能是剧烈放热的聚合过程。错误可能是破坏性的和危险的,考虑到冗长的配方过程中固有的复杂性,非常昂贵。为了产生绝缘,在烧结过程之前在导线上涂覆PTFE。由于质量控制阶段的失败而被拒绝的每一批产品都将显着影响运营的盈利能力。当用于航空电气绝缘时,

历史上,聚四氟乙烯被镉颜料着色,这是高毒性的。随着RoHS的全球采用,制造商正在寻找替代含有无机颜料的重金属。颜料在干混过程中与粉状PTFE混合。必须小心使用尽可能少的颜料来防止产生电弧。均匀分散对于防止边缘抬起,折叠,断带或电击穿很重要。彩色质量控制对于聚四氟乙烯制造商来说至关重要,因为彩色编码用于指示航空电子线路的电压或用途,而色差电线可以被客户拒绝。使用不含重金属的颜料匹配这些颜色是困难的。

与其他PTFE合成的严格性保持一致,从预定公式准确预测最终颜色是非常困难的。这是由于PTFE粉末的白度和材料的98%结晶度。当干粉混合物挤出到胶带中时,不仅颜色发生变化,而且在烧结过程中结晶度也下降,改变背景颜色并影响最终结果。

航空电子线路
航空电线布线所需的高安培数可以熔化低等级的绝缘层。图片来源:Flickr用户Sam DeLong CC BY 2.0

用于聚四氟乙烯的分光测色计色质解决方案

使用分光测色仪,可以帮助航空航天绝缘材料制造商通过两种方式降低质量控制过程中的不确定性。首先,可以对成品的样品进行扫描,以确定它们是否落入客户可接受的色彩范围内。色彩测量仪器可以消除人体色彩匹配带来的猜测,测量样品的完整视觉光谱。UltraScan Pro采用d / 8°光学运算模式,允许用户确定聚四氟乙烯绝缘层的总颜色,从而客观地评估绝缘层的颜色质量。标准化照明设置可防止在不同照明环境中观看的颜色之间出现分歧。这种使用方式确保了各方都在相同的,可认证的规模上进行测量,

其次,将分光测色仪与生产过程进行彻底整合可以建立数据集,帮助制造商根据其结果预测颜色。通过知道最终PTFE的精确的L * a * b *坐标,并且在颜色变化的每个前面阶段,制造商可以理解给定的一组变量如何产生给定的颜色。虽然必须处理大量的批次以生成预测可以基于的数据集,但每个数据点都是精确的颜色度量。随着越来越多的数据被编译,制造商将能够进一步了解着色过程,达到越来越高的可预测性。

聚四氟乙烯航空电子绝缘材料的复杂,昂贵和危险的特性要求在生产的每一步都要精确。通过在配方过程中加入分光光度评估,制造商可以减少颜色不确定性,减少批次失败,并改善底线。有关分光测色仪如何改善您的操作的更多信息,请立即联系 三恩时 的专家。

 
  1. “符合RoHS彩色PTFE胶带航宇电器导线绝缘的发展,” http://technetics.com/bin/RoHS_PTFE_Tape.pdf 
  2. “PTFE聚合物的制造方法,” http://www.standard-ptfe.com/production-process-of-ptfe.php