电缆原材料的影响

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1、河南机电高等专科学校毕业设计绪论聚乙烯有优良的电绝缘性能，它的介电常数和介质损耗角正切值很小，并且很宽的范围内几乎不变，因此是很理想的绝缘材料。此外与温度的关系很小。聚乙烯的分子量对电绝缘性能影响很大。聚乙烯体积电阻率和击穿强度在浸水七天后仍然变化不大。但聚乙烯也存在一些致命的弱点：熔融温度低，在110左右融化，当电力电缆过载或者短路时，温度可能上升到使聚乙烯软化变形导致绝缘破裂；聚乙烯的热膨胀系数很大，收缩性很大，电缆制造和运行过程中很难避免气泡的产生，而气泡是高压绝缘的大敌；聚乙烯内部的内应力随着使用时环境条件的变化会造成应力开列现象的发生。

2、因此聚乙烯用在电力电缆绝缘上就受到一定的限制。为了使聚乙烯即保持其优点，又改善其缺点的办法之一就是制成交联聚乙烯。聚乙烯在高能射线或交联剂的作用下，能使线型的分子结构变成体型（网状）的分子结构。使热塑性材料变成热固性材料。交联聚乙烯与聚乙烯相比较，提高了耐热变形性能，改善了高温下的力学性能，改进了耐环境应力龟裂性能和耐热老化性能，增强了耐化学稳定性能和耐溶剂性能，减少了冷流性，基本保持了原来的电气性能，所以使用了交联聚乙烯可使电缆的长期工作温度从70℃提高到90℃，特殊配方的交联聚乙烯，长期工作温度可达到125℃和150℃，交联聚乙烯也提高了短路

3、时的承受能力，其短路时承受温度可达到250℃，因此同样绝缘厚度的电缆，交联聚乙烯的载流量大的多。聚乙烯比较常用的交联方法有过氧化物交联，辐照交联和硅烷交联，此外还有紫外光交联，盐交联等其他方法。硅烷交联聚乙烯由于可以采用通用的设备，通用的聚乙烯又不需要昂贵的交联管道，所以得到人们的重视，并在提高交联速度，提高厚绝缘交联度以及一步法加工等方面都取得了较大的进展。在聚乙烯聚合时，将有机硅氧的单体于乙烯共聚，则可直接得到硅烷接枝的乙烯共聚物，因为无需自行用聚乙烯进行接枝共聚，使使用和贮存更加方便。所以硅烷交联也得到了广泛的应用。30河南机电高等专科学校

4、毕业设计第1章原料对质量的影响硅烷交联聚乙烯是一种化学交联聚乙烯。其主要机理是先将通式的有机硅氧烷和聚乙烯在特定条件下，如在机械力、有机过氧化物和温度同时作用下，使聚乙烯生成具有烷氧甲硅基交联活性点的接枝共聚物，然后在催化剂（常用二月桂酸二丁基锡）和水的作用下，缩聚交联，生成交联聚乙烯。1.1硅烷交联用聚乙烯1.1.1聚乙烯的性能聚乙烯树脂外观呈乳白色，厚度较薄时为我半透明态，厚度较候厚时为不透明态，表面呈腊状，点火时容易燃烧和熔融，并放出与石蜡燃烧时同样的气味，比重小于1。1.1.1.1物理机械性能聚乙烯具有较好的物理机械性能，但因分子结构的差

5、异而有很大的不同，密度、分子量和分子量分布对物理机械性能影响很大。（1）密度的影响如下表：表1-1密度对聚乙烯性能的影响密度0.91，0.92，0.93，0.94，0.95，0.96，0.97，0.98结晶度，％－65－75－85－95→刚性（比较值）－1－2－3－4→软化温度，℃－105－118－124－127→抗拉强度，MN/㎡－14.4－17.5－24.5－33.5→伸长率，％←500－300－100－25－冲击强度（缺口）MN/㎡←42－21－17－13－随着温度增高，由于一部分晶相可转变为无定形相，结晶度将逐渐减低，其密度随结晶度减低，

6、也逐渐下降，因而聚乙烯的抗拉强度逐渐下降。分子量的影响如下（2）分子量的影响如下表：表1-2分子量对性能的影响性能数值30河南机电高等专科学校毕业设计19000210002400028000320002700048000熔融指数（MI）2001020720.70.2抗拉强度,N/㎡9.09.510.012.013.515.0－伸长率，％100130400－500600－玻璃化温度Tg,℃-10-15-2230-50-75-75软化点，℃77828994101123-由于聚乙烯的熔融指数与分子量之间有一定的关系，所以熔融指数与聚乙烯的物理机械性能间

7、也必然有关。一般地说，熔融指数增大，分子量降低，熔融粘度下降低，加工型能改善，但机械性能和耐溶剂性能恶化，所以熔融指数对成型加工性能和物理机械性能影响很大。(3)分子量分布的影响分子量分布对聚乙烯的加工和物理机械性能影响很大。一般用Mw(重均分子量)、Mn（重均分子量）的比值粗略地表示分布情况，比较大，表示分子量分布越宽，加工性能越好。低密度聚乙烯较高密度聚乙烯分子量分布宽，特别是高分子量地反而具有宽的分布。电缆工业用聚乙烯的分子量，一般要在中等到宽的范围，如果采用高速挤出工艺，聚乙烯的分子量分布应较宽。综上所述，聚乙烯的物理机械性能不够理想，需

8、选择足够纯度的聚乙烯（99.8％－99.9％）进行交联提高机械强度。1.1.2化学稳定性聚乙烯的分子结构与高级烷烃相似，都是由较稳定的C