摘要:介紹了交聯(lián)技術(shù)在電線電纜材料的發(fā)展與應(yīng)用，分析了與過(guò)氧化物交聯(lián)技術(shù)和硅烷交聯(lián)技術(shù)相比，輻照交聯(lián)技術(shù)在應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)與不足，并列舉了輻照交聯(lián)技術(shù)在聚乙烯、乙烯_醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡膠和氯化聚乙烯材料方面的應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞:輻照交聯(lián):電線電纜材料。

前言

高分子材料交聯(lián)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，*早應(yīng)用于聚乙烯材料，是由美國(guó)科學(xué)家查爾斯在工作中偶然發(fā)現(xiàn)。由于電線電纜經(jīng)過(guò)交聯(lián)后,材料由熱塑性轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁绦裕錂C(jī)械性能、耐老化性以及耐溫等級(jí)等方面均有顯著提高，因此人們投入了大量的精力研究電線電纜的交聯(lián)技術(shù)。經(jīng)過(guò)50多年的研究發(fā)展，目前交聯(lián)方法主要分為物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)，詳細(xì)分類(lèi)如圖1 所示。過(guò)氧化物交聯(lián)*早由美國(guó)GE公司在1957年應(yīng)用于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜:硅烷交聯(lián)技術(shù)則是由美國(guó)道康寧公司于20世紀(jì)60年代首創(chuàng);輻照交聯(lián)電纜技術(shù)始于1954年,美國(guó)電子化學(xué)公司*早利用高能電子射線照射聚乙烯,使聚乙烯分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀立體型結(jié)構(gòu),從而揭開(kāi)了電子輻照交聯(lián)的序幕。我國(guó)交聯(lián)電線電纜發(fā)展相對(duì)較晚，大約在20世紀(jì)80年代末，但是發(fā)展非常迅速，交聯(lián)方法也逐步跟國(guó)際接軌。到目前為止，國(guó)內(nèi)交聯(lián)聚乙烯電線電纜主要采用硅烷交聯(lián)和輻照交聯(lián)，橡膠類(lèi)電線電纜則以過(guò)氧化物交聯(lián)方法為主。

1過(guò)氧化物交聯(lián)

過(guò)氧化物交聯(lián)主要分為飽合蒸氣交聯(lián)、惰性氣體交聯(lián)、熔鹽交聯(lián)和硅油交聯(lián)，目前國(guó)內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)主要采用飽合蒸氣交聯(lián)和惰性氣體交聯(lián)。在交聯(lián)電纜發(fā)展初期，人們主要采用飽和蒸汽加熱的方法使聚乙烯交聯(lián)，但其缺陷在于制品在高溫高壓下水氣接觸，材料內(nèi)部會(huì)吸收較多的水分，冷卻時(shí)形成大量的微孔，容易造成高壓下發(fā)生水樹(shù)擊穿，因此飽和蒸汽交聯(lián)般用于 10kV及以下電纜的生產(chǎn)。惰性氣體交聯(lián)方法又稱(chēng)為干法交聯(lián)，該方法克服了飽和蒸汽交聯(lián)的存在的缺陷，是當(dāng)前生產(chǎn)500kV及以下塑料絕緣電纜*常用的方法。

2硅烷交聯(lián)

硅烷交聯(lián)又稱(chēng)為溫水交聯(lián)，其原理首先利用過(guò)氧化物分解成游離基作為引發(fā)劑把不飽和硅烷分子和高分子材料接枝，然后利用催化劑在一定的溫度下進(jìn)行水解交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)。電纜- - 般在70C ~ 90"C的溫水中交聯(lián)，因此也存在高壓下發(fā)生水樹(shù)擊穿的隱患，目前主要用于10KV及以下交聯(lián)電纜的生產(chǎn)。3輻照交聯(lián)

輻照交聯(lián)主要分為高能電子束輻照交聯(lián)、γ射線輻照交聯(lián)和紫外線輻照交聯(lián)，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用主要是高電子束電子輻照交聯(lián)，本文所說(shuō)的輻照交聯(lián)即指高能電子束輻照交聯(lián)。高能電子?xùn)|輻照交聯(lián)，主要利用電子加速器配合束下輻照裝置，通過(guò)高能電子束對(duì)電線電纜進(jìn)行輻照，引發(fā)高分子材料產(chǎn)生自由基，從而形成CC交聯(lián)鍵生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。電線電纜的交聯(lián)度隨著輻照劑量的增加而增加，可以通過(guò)控制電子加速器及束下設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)獲得重復(fù)性非常好的交聯(lián)度值，保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)由于輻照過(guò)程中不存在高壓力，不需要加水，交聯(lián)中沒(méi)有水和氣體生成，因此長(zhǎng)期使用中不存在發(fā)生水樹(shù)、電樹(shù)等影響電線電纜安全運(yùn)行的隱患。但是受電子加速器能量以及東下設(shè)備的限制，輻照交聯(lián)一般適用于10kV以下的電線電纜的生產(chǎn)。

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