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        高分子聚合物簡介
        發布時間:2016-11-27 13:39 訪問次數:

          電線由一根導體與導體上覆蓋的絕緣層組成。電纜由一根或幾根電線絞合在一起,外層再包覆一層護套層組成。電線電纜的絕緣層及護套層由高分聚合物組成,輻照加工就是經過電子束的照射,改善電線電纜的絕緣層及護套層的物性。

          高分子聚合物也叫高分子材料,簡稱聚合物(也有低分子聚合物)。

          電線電纜所使用的聚合物常見的有:聚氯乙烯(軟質)、聚乙烯、聚稀烴、橡膠、熱縮性彈性體等。

          熱縮管所使用的聚合物一般是聚氯乙烯、聚乙烯及聚稀烴或聚稀烴與EVA、EPDM等共混物。

          發泡片材的主料也是聚氯乙烯或聚乙烯,也有用EVA、PU做導電型發泡材料的,也有PP加一些PE做主料的。

          為了改善電線電纜的機械物理性能,一般會在主料中添加一些其他物質來達到某些特定的目的。如添加煙劑降低燃燒時的發煙量即煙密質;添加阻燃劑提高氧指數添加填充劑降低成本,改善性能;添加交聯劑降低輻照劑量;添加抗氧劑減少氧化作用等。以上物質與聚合物組成了共混物,再經過輻照改善物性。

        1、聚乙烯(PE)

          聚乙烯是無臭無味無毒,外觀呈乳白色蠟狀固體,燃燒時火焰底部呈藍色,頂端呈黃色,有熔融物下落繼續燃燒,冒少量白煙,有石蠟氣味。
        PE表面較PVC發暗,在生產加工中有時需要加以鑒別,防止混清、輻照造成損失。PE有線性低密度(LLDPE)低密度高密度等幾種,它的比重在0.91~0.97g/cm3 之間,PE易燃,氧指數為17.4%,使用溫度在80~110℃之間耐化學性能較好。

          由于PE無極性,吸濕性很低,因此電性能好,但如氧化后會生成極性分子,會使介電損耗增大,故使用中會加入一點抗氧劑。

          PE的體電阻常數≥106 ,介電常數2.27~2.34,介電損耗因數<5-4 ,PE在活性物質的作用下會產生應力開裂,是PE(聚稀烴類)的特有現象,交聯聚乙烯(XLPE)是指聚乙烯經適當選擇,配置加工后經輻照后可形成三維網狀的分子結構的材料。XLPE的溫度等級有90℃、105℃、125℃幾個等級。

          PE輻照劑量在20~40mrad,添加促交聯劑后可降低到10~20mrad。PE廣泛應用于電線電纜制造、熱縮管、發泡材料等領域,輻照后力學性能、燃燒滴落性得到很大改善、耐環境應力開裂現象減少。

        2、聚氯乙烯(PVC)

          PVC是另一種在電線電纜生產中廣泛使用的絕緣材料(軟PVC,另有硬PVC用在管道等行業中。)

          PVC是一種白色或淡黃色的堅硬粉末樹脂,密度1.35~1.45g/cm3,比PE具有較高的強度,硬度及剛性,彈性模量較大,有較低的毒性,80~85℃,開始軟化,140℃開始釋放出HCl,熱穩定性較差。

          PVC最高連續使用溫度65~80℃之間,由于PVC分子有極性體電阻不如聚稀烴類,但阻燃性好氧指數為47%,體電阻率>1013~16,介電常數3.02~4.0,PVC燃燒時火焰會很快熄滅,火焰為黃色,底部是綠色的,會噴綠色和黃色的火星,冒黑煙,有辛辣氣。有黑色殘渣,用手捏會碎。

        交聯PVC(XLPVC):

          XLPV是指PVC或它的一種共聚物經適當選擇配置,加工后經交聯使PVC大分子形成三維網狀結構的材料。

          XLPVC的輻照劑量為幾兆拉德。

          XLPVC的長期工作溫度有幾個等級,60℃、70℃、80℃、90℃、105℃等。因使用領域不同,有不同差別,主要還是配方上的不同造成了溫度等級的差異。XLPVC絕緣電線電纜大多用于航空、造船、兵器、家用電器工業中,電子電器設備等布線也用,即AWM(電子線)。

          由于XLPVC的交聯度較低,一般不用熱延伸考量其輻照品質。

          XLPVC電線輻照時會變色是一個大問題,隨劑量的增大其顏色會從白色變為淡黃色、深黃色、橙色、褐色,如果劑量太大也會變為黑色,這是由于PVC脫HC1造成的,XLPVC電線照射后變成暗黃色,而且不能復原,添加一些熒光增白劑可減少變色問題。

        3、聚稀烴類

          使用最廣泛的絕緣材料就是聚稀烴了,交聯聚稀烴類是指聚乙烯(PE)、聚丙。≒P)和聚丁稀-1或它們的一種共聚物經適當選擇配比和加工后經交聯制成的材料。

          聚稀烴的比重較大,在1.4~1.6之間,輻照交聯聚稀烴絕緣電線電纜產品是近二、三十年發展起來的,應用十分廣泛,大量使用在汽車線,機車線、船纜中,溫度等級較高,有105℃、125℃、150℃三類。它們的輻照劑量在10~20mrad之間。

        4、橡膠類

          由于橡膠(天然與人工合成)具有很好的彈性、防水性、質輕、柔軟等性能,被廣泛應用在家用電器及輕型用電設備電源線,電源延長線上。橡膠的輻照其實也是膠橡硫化的一種,改善它硫化前的粘性大、彈性不足等弱點。

          在電線電纜中主要使用的橡膠料有:天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、丁基橡膠(IIR)、乙丙橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)等。

          橡膠的比重大約在0.86~1.26之間,輻照劑量在10~20mrad之間,體電阻率10E15/16,CR較小1010~1011,介電強度≥20kv/mm,介電常數1.0~9之間。天然橡膠彈性和延伸率較大、耐磨、耐水,但耐油性較差,耐熱性能差。人工合成橡膠一般耐臭氧、耐大氣老化、耐油、耐溶劑性較好,是制造電線電纜的良好材料。

        5、熱塑性彈性體(TPE)

          TPE是指在常溫下具有橡膠的彈性、高溫下又可塑化成型的一類彈性體高分子材料,它即具有橡膠的力學性能及使用性能,又能熱塑進行加工,其性能介于塑料與橡膠之間,TPE是橡膠與塑料的共混物。熱塑性聚氨酯(TPU),熱塑性硫化橡膠(TPV)等都屬于TPE,一般制造電纜的外被。

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