绝缘材料及配方设计

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1、绝缘材料及配方设计电线电缆绝缘的辐射交联加工重要的问题是解决它的热稳定性，包括工作温度下相应长期稳定性和耐铭铁焊的短期工作稳定性。由于应用冃的使用坏境不同，对电线、电缆材料要求是大不一样的。为了满足不同耍求，要进行聚合物体系和配方的选择、搞清辐射场小组分的效应和相互作用规律，为正确选材和配方组分提供依据。绝大多数聚合物，如PVC、PE、EVA、EPDM、BN＞聚桂氧烷、含氟聚合物等都具有良好的绝缘性。选择绝缘主体材料除必须具有优良的电气性能、高的机械性能、良好的热稳定性外，从结构上它必须是辐射交联型聚合物。辐射交联聚合物绝缘电线电缆使用最多的聚合物当数聚乙烯。不同耐温等级相应主料如下：90-

2、105°C：PVC、PE、CPE、氧碳化聚乙烯；105-150°C：PE、EPDM；150-200°C：硅橡胶，含氟聚合物。1・聚乙烯达到所需要的交联度的辐照剂量，通常在200-400KGY。辐照交联的效率不仅不利于生产率的提高，而且高剂量辐照交联还会伴随一些不利的副反应。诸如热效应与高分了产物发泡、静电积累与放电等，特别是作为电力电缆厚壁绝缘的辐射交联加工小，将导致绝缘质量的降低或破坏。为了提高辐射加工的效率，减少不利的副效应，可以在体系中添加敏化剂或多官能团单体，用来提高体系的辐射交联G值(每吸收lOOcV,产生变化的单位数)减少聚合物交联改性所需要的辐照剂量，提高辐射加工的能力和产量，

3、加速交联进程。同时由于多官能团单体(敏化剂)在辐射加工中与辐射氧化、辐射裂解过程竞争大分子自由基增加交联反应，也抑制了与交联过程不利的副反应。这就是所谓聚合物的辐射强化交联或敏化交联。聚乙烯的辐射化学及结构变化主要在非晶区，引进的敏化剂或多官能团单体不可能参与结晶，较集中在非晶区或结品与非品区的界面区，这也是辐照产生的俘陷口由基与后效应的区域。添加多官能团单体如二乙^fe(diacctylcncs),在聚合物非晶区辐照中聚合物与自由基反应増加交联G值，添加2%的2.4-己二烘-1.6双(正丁基氨基酯)[(2.4-hexadiym-l.6-bis-n-butyl.ureth.ane)的聚乙烯交

4、联G值是纯聚乙烯的15倍。许多官能团单体对PE都有强化交联的作用，诸如二烯丙基富马酸酯(diallylfumarte)；乙二醇二丙烯酸酯(ethyleneglycoldiacrylatc)；乙二醇双甲基丙烯酸酯(ethyleneglycoldmcthylacrglatc);三聚氧酸三烯丙酯(trallylcganuratc)等。又如添加0.5-0.8%的三轻甲基丙烷三甲基丙烯酸Ho(trimethglpropanertimethacrglate),使聚乙烯的交联G(x)值增大5倍，当然其辐射G(x)值应是辐照剂量的函数(或是单体浓度的函数)。强化交联也可以应用丁辐射裂解型聚合物的交联转化上。

5、2.由于聚合物屮溶解氧的存在和辐射加工屮氧向聚合物屮非晶区的扩散侵入，交联加工同时也伴随着辐射氧化裂解反应。由于辐射加工后绝缘中俘陷自由基的存在，将于扩散进入的氧发生后氧化，这不仅影响产品的使用寿命也影响其电气和机械性能。因此，在绝缘材料屮必须加入抗氧剂，以减少这一过程。常用的抗氧剂主要是酚类和胺类。这些抗氧剂与聚合物中俘陷自由基反应而稳定，避免氧化。酚类抗氧剂：1,1,3-三（2甲基-4-轻基-5-t-J*基苯）丁烷;［1.1.3~trist2mcthyl-4-hydroxy-s-t-butylphenyl］butane；十八烷基-3（3.5~t丁基-4疑基苯丙酯）［Octadecyl-3

6、-3.5-di-t-butyl-4-nydroxyphenylpropionate］；芳青胺类：N,N一二苯基-P-苯撑二胺［N,N-diphcnyl-p-phcnylencdiamine］；N,N一二苯基-P-二苯撑二胺［N,N-dinaphthyl-p-diphenyloneamine］和苯基荼胺［Phenylnaphthyleimine］以及含硫有机化合物:4,4硫化-双（6-1-丁基-3-甲基酸［4,4-thio-bis（6-1一butyl-3-methylPhenol）和筑基苯咪卩坐［mcrcaptobenzoimidazolc］等。有效和自由基反应，抑制氧化的抗氧剂也会增加所需要

7、的辐射剂量。如添加1%的1,1,3（2甲基-4-轻基-5-t-J*基苯）丁烷的聚乙烯与未添加抗氧剂的聚乙烯相比较，凝胶化剂量分别是55KGY和34KGYo不是所有抗氧剂都增加所需要的交联剂量，如筑基苯咪啤、4.4-硫化-双（6-1-丁基-3甲基酚）导致交联剂量的增加比苯基蔡胺等小。3•除考虑敏化剂和抗氧剂外，电线电缆护层述有阻燃的要求。常用的阻燃剂有卤阻燃剂、十澳二苯醯（decabromodiphenylox