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電纜擠塑工藝講義

【簡(jiǎn)介】1.常用絕緣材料 1.1聚氯乙烯（PVC） 聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹(shù)脂為主要原料，根據各種電纜的不同使用要求，加入各類(lèi)配合劑，如增塑劑、穩定劑、填充劑等經(jīng)混合塑化、造粒而制得 ...

當前欄目：電纜知識 瀏覽量：次 時(shí)間：2014-05-20 11:56:34

1.常用絕緣材料
1.1聚氯乙烯（PVC）
   聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹(shù)脂為主要原料，根據各種電纜的不同使用要求，加入各類(lèi)配合劑，如增塑劑、穩定劑、填充劑等經(jīng)混合塑化、造粒而制得電線(xiàn)電纜用的聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯塑料的機械性能優(yōu)越，耐化學(xué)腐蝕、耐氣候、老化性能好，并且不延燃，有一定的電絕緣性能及良好的加工性能，成本低所以被廣泛地用作電線(xiàn)電纜的絕緣和護套材料。
   但是聚氯乙烯因C—Cl極性鍵的存在，使樹(shù)脂具有較大的極性它的介電常數和介質(zhì)損耗角正切較大；由于氯原子的存在耐熱性較低，耐寒性差，在加工過(guò)程中，聚氯乙烯受熱分解放出HCl有毒氣體。因此現在聚氯乙烯絕緣電纜正逐漸被聚乙烯絕緣電纜所取代。
絕緣、護套常用PVC塑料分類(lèi)及性能見(jiàn)表1和表2。
表1 絕緣用PVC塑料分類(lèi)及性能

類(lèi)型

性能要求

使用溫度

主要用途

絕緣級

電絕緣性能較好，有一定的耐熱性、柔軟性

70℃

通信、控制、信號及低壓電力電纜絕緣

普通絕緣級

有一定的電絕緣性能，有較好的柔軟性及耐大氣性、價(jià)廉。

70℃

室內固定敷設的電線(xiàn)、護套軟線(xiàn)、500V農用電纜以及儀表安裝線(xiàn)絕緣

耐熱絕緣級

有較佳的耐熱老化性能筆耐變形，電絕緣性能較好。

90℃

105℃

要求耐熱較高的船用電纜、航空導線(xiàn)、電力電纜及安裝用電線(xiàn)的絕緣。

高電性能絕緣級

較佳的電絕緣性能，絕緣電阻高、介電性能好，有一定的耐熱性。

70℃

電壓為6kV—10kV級的電力電纜的絕緣。

耐油耐溶劑絕緣級

具有較好的耐油性、耐溶劑性和柔軟性，電絕緣性能較好。

70℃

用于接觸油類(lèi)和化學(xué)物質(zhì)的電線(xiàn)纜的絕緣級。

阻燃絕緣級

電絕緣性能較好，有較高的耐火焰燃燒性，柔軟性較好。

70℃

固定敷設的電力電纜、礦用電纜、安裝用電線(xiàn)的絕緣。

表2  護套用PVC塑料分類(lèi)及性能

類(lèi)型

性能要求

使用溫度

主要用途

普通護層級

有足夠的機械強度、耐熱、光老化性及耐寒性較鄒。

70℃

塑料電線(xiàn)電纜的外護層及其他電纜的外護層。

耐寒護層級

有較高的耐地寒性，低溫柔軟性好。

70℃

戶(hù)外及耐寒電線(xiàn)電纜護層。

柔軟護層級

具有較高的柔軟性，較好的耐寒性。

70℃

耐寒柔軟的電線(xiàn)電纜護層。

耐熱護層級

耐熱性能良好。

90℃

105℃

耐熱的電線(xiàn)電纜護層。

耐油護層級

耐油性、耐化學(xué)藥品性好。

70℃

與油類(lèi)及化學(xué)藥品接觸的電線(xiàn)電纜的護層。

易撕護層級

抗撕裂性低，敷設方便、價(jià)格低廉。

70℃

室內固定敷設用絕緣電線(xiàn)的護層。

防霉、防白蟻、防鼠護層級

抗生物性好、防白蟻、防霉性好。

70℃

熱帶及溫熱帶地區用電纜護層。

阻燃護層級

抗燃燒性好。

70℃

安全性要求高的電線(xiàn)電纜護層。

 
 
1.2聚乙烯PE（簡(jiǎn)介）
    由乙烯烴聚合反應而得到的一種高分子碳氫化合物稱(chēng)之為聚乙烯樹(shù)脂，我們用的聚乙烯塑料則是聚乙烯樹(shù)脂與各種添加劑（穩定劑、潤滑劑）混煉捏合而成的高分子化合物。
工業(yè)生產(chǎn)聚乙烯的方法有三種：
    1.高壓法：低密度聚乙烯（LDPE），分子支鏈多（樹(shù)枝狀），柔軟性好，結晶度低。
    2.中壓法：中密度聚乙烯（MDPE），分子支鏈較少。
    3.低壓法：高密度聚乙烯（HDPE），分子為線(xiàn)型，無(wú)分支，剛性好、結晶度高。
1.2.1聚乙烯結構特點(diǎn)
1.分子結構
    聚乙烯是含碳氫兩種元素的高分子化合物，通式為—CH2－CH2—，結構式          
其中n為聚合度
    聚乙烯隨分子量的提高，它的融熔粘度增大，斷裂強度、硬度、扭度、耐龜裂性、耐老化性能均有提高，但其伸率下降。一般用熔融指數來(lái)表示平均分子量的大小。
聚乙烯基本性能
    1聚乙烯是乳白色、半透明的熱塑性高聚合物，其物理機械性能主要表現為：
    a.比重小，高壓聚乙烯（低密度聚乙烯）尤為突出，其比重為0.92-0.93g/cm3，低壓聚乙烯（高密度聚乙烯）密度較大，約0.94g/cm3
    b.吸水性小
    c.透氣性好。聚乙烯結構對稱(chēng)，是非極性材料，因而其透氣性好。比重越大透氣性越小、反之透氣性越大。低密度聚乙烯透氣性為聚氯乙烯的30-50倍。
    d.機械性能。聚乙烯機械性能與結晶度有密切關(guān)系。同類(lèi)聚乙烯結晶度越高，其軟化點(diǎn)、剛性、抗強強度越高，伸率越小。因此高壓聚乙烯比低壓聚乙烯柔軟。
2.化學(xué)穩定性
    聚乙烯化學(xué)穩定性與結晶度有關(guān)，結晶度越高，耐化學(xué)穩定性越好。
   a.耐酸性好。
   b.耐堿性好。
   c有機溶劑。聚乙烯在室溫或溫度不超過(guò)60℃環(huán)境下不溶于一般有機溶劑。
3.電性能
   a.小而穩定的介電系數。
   b.低的介質(zhì)損耗角正切。
4.耐寒性
5.耐環(huán)境應力龜裂性
6良好的加工工藝性能
7.耐老化性能
1.2.2聚乙烯的缺陷
   1.聚乙烯耐電暈、光熱老化、氧老化性能低。
   2.聚乙烯分子之間引力小，因而熔點(diǎn)低、機械強度不高、蠕變大
   3.容易產(chǎn)生環(huán)境應力開(kāi)裂。
   4.容易形成氣隙、延燃等缺陷。
   聚乙烯改性：在保留其長(cháng)處的前提下，最大限度地彌補其短處。比如交聯(lián)聚乙烯。
1.3 交聯(lián)聚乙烯XLPE
   交聯(lián)聚乙烯是通過(guò)對聚乙烯加入某些輔助劑，用一定的方法實(shí)行對聚乙烯進(jìn)行改性所得到的一種網(wǎng)狀高分子物，耐熱性、耐光氧穩定性以及物理機械性能大為提高。
1.交聯(lián)劑DCP簡(jiǎn)介
   DCP為低分子過(guò)氧化物，分子量270
   DCP外觀(guān)為無(wú)色或白色粉狀結晶體，在38℃以上熔化，分解溫度為132℃。
   DCP是一種苯基過(guò)氧化物，因而易燃燒，遇強酸易爆，存貯時(shí)按危險品處理，放置于干燥陰涼處避光、防潮保存。
   DCP貯存期不超過(guò)一年。
2.防老劑（抗氧劑）
3潤滑劑
4.填充劑
5.聚乙烯樹(shù)脂
交聯(lián)聚乙烯的硫化機理
   聚乙烯交聯(lián)是將線(xiàn)性結構轉化為網(wǎng)狀結構體，由可溶可熔轉化為不可溶不可熔的分子結構，通過(guò)交聯(lián)提高耐熱性，改進(jìn)機械性能。
物理交聯(lián)：射線(xiàn)輻照交聯(lián)
DCP的化學(xué)交聯(lián)反應機理
1.分解
奪氫
交聯(lián)
附屬反應
硅烷交聯(lián)反應機理
1形成自由基（引發(fā)反應）
2.乙烯基硅烷接枝到聚乙烯鏈上（接枝反應）
3.在溫水條件下交聯(lián)
1.4 聚丙烯（PP）
   聚丙烯是由丙烯烴聚合反應而得的含有碳氫元素的立體規整性高分子化合物。其密度小，比重僅為0.9～0.91g/cm3，外觀(guān)很象高密度聚乙烯，呈白色蠟狀固體，比聚乙烯透明。
聚丙烯由于具有很好的物理機械性能，其表面硬度和耐環(huán)境應力龜裂性比聚乙烯要高，聚丙烯塑料是非極性材料，具有很好的電氣絕緣性能，其介電常數ε較小、介質(zhì)損耗角正切值tgδ較低、體積電阻和擊穿場(chǎng)強較高，而且在廣闊的頻率范圍內不發(fā)生變化，由于吸水性很小，可以用作高頻絕緣材料（如通信電纜中用于泡沫聚丙烯絕緣），聚丙烯還具有較高的耐熱性和耐化學(xué)穩定性。可用作各種電線(xiàn)和電力電纜絕緣，同時(shí)由于它柔韌、耐磨，還可以作電纜的保護層。用于電線(xiàn)電纜的聚丙烯往往加入一定比例的聚異丁烯，以改善耐寒性，提高擠出工藝性。
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