绕包线在航空航天方面的要求

众所周知，作为电气绝缘的主要形式之一的电线电缆绝缘，实际上是追求电气性能、热性能和机械性能的综合平衡，包括耐磨性能、耐切割性能、耐化学介质、阻燃性、发烟量、工作温度等级、介电性能等性能的综合平衡。相比于一般地面用线，航空航天线缆无疑有着更多的、实际的、特殊的要求，例如必须考虑绝缘材料的重量、真空逸气性，对原子氧、紫外线、高能辐照的抵御能力，以及它的阻燃性、机械性能，甚至线缆生产时绝缘材料的工艺性能。在航空航天史上，因电气绝缘和线缆绝缘材料引起的失效、事故不在少数。同时，对于像直升机、战斗机、大型运输机和大型客机这样的飞机设计者而言，所面临的首要问题莫过于飞机自身重量的降低，对于飞机中数百公斤重的电子线路系统和构成有效载荷的电子元件，都必须设法减轻它们的重量。重量的减轻可以提高直升机、战斗机的灵活性和战斗能力，增加运输机的有效载荷。虽然含氟塑料和PI是非常优良的电线电缆绝缘材料，到目前为止，仍在航空航天线缆中占有十分重要的地位，但是随着航空航天技术的发展，它们的不足之处也越发明显。例如PTFE、全氟烷氧基树脂（PFA）、全氟乙烯丙烯共聚物（FEP）的耐高低温性能与真空逸气性能优异，耐紫外辐射、耐原子氧攻击，但其密度较大（一般为2.15~2.20g/cm），耐辐照性能差，这些在一定程度上限制了其在航空领域的应用；乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE）机械强度大、密度小、耐辐照性能优异，但其耐温等级低；PI的机械强度大、密度小、耐辐照性能优异，但其存在不耐电弧、不耐原子氧等致命缺陷 。

为了避免各种常规含氟塑料和PI的缺陷，使材料更适合航空航天领域，进而研制了交联乙烯－四氟乙烯共聚物（X－ETFE）和PTFE/PI复合薄膜。X－ETFE既具有氟塑料优异的电气性能、优良的耐紫外辐射、耐原子氧攻击性能，又具有其他氟塑料不具备的耐辐照性能，非常适合航空航天苛刻的使用环境，最重要的是X－ETFE的密度大大低于其他氟塑料，仅为1.75g/cm），这对线缆轻量化有着重要的意义，且经过辐照交联的X－ETFE的耐辐照指标达1．08Gy，适合苛刻的航天环境。PTFE/PI复合薄膜中PTFE的机械性能差、密度大、不耐辐照，PI的机械强度大、耐辐照、密度小，PTFE/PI复合薄膜发挥了两者的优点，实现材料性能上的互补，其连续使用温度可达260℃，密度为1.8g/cm），耐潮、耐水解、耐磨、耐辐照、阻燃，且克服了纯PI绝缘不耐电弧、不耐原子氧的性能，由于PI两侧有含氟聚合物，绝缘层在烧结之后可有效黏合在一起，黏结力强，可靠性高，采用PTFE/PI复合薄膜绝缘的线缆非常适合航空航天苛刻的使用环境。