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[問題求助] DCP分解速率和溫度有何具體的關(guān)系？
P:2009-09-28 20:30:42
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在網(wǎng)上給你找的，不知是否對你有用？
我國生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯電纜不斷向高壓、超高壓方向發(fā)展，一個以前曾被人忽視的問題已開始被重視起來。它就是過氧化物（通常為過氧化二異丙苯即DCP）在高溫下與聚乙烯鏈之間的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的分解物。它會影響交聯(lián)電纜的產(chǎn)品質(zhì)量，所以在制造工藝上必須加以考慮。 本文就DCP分解物產(chǎn)生的機(jī)理、特點以及在制造方面必須注意的問題作一討論。 二． 過氧化物DCP分解物產(chǎn)生的機(jī)理和含量 DCP分解物早在七十年代就被國外一些專家研究表明：DCP與聚乙烯進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時，會產(chǎn)生甲烷（CH4）、水(H2O)、a-甲基-苯乙烯、枯基醇[(CH3)2CHC6H4CH2OH]和苯乙酮（CH3CO2C6H6）。DCP分解物中主要是枯基醇和苯乙酮，其反應(yīng)式見下式： 但是枯基醇是不穩(wěn)定的化合物，在高溫下要分解成a-甲基-苯乙烯和水。日本Ymiyashita等一些專家曾用1mm厚的XLPE試片在180℃空氣中預(yù)處理，同時用氣相色譜分析分解產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)隨著枯基醇量的減少，α-甲基-苯乙烯量反而增加。并且隨著溫度上升，枯基醇分解成α-甲基-苯乙烯就越多，其反應(yīng)按下列方程進(jìn)行： 從上面這些反應(yīng)機(jī)理可以知道：其分解物的各種成分比例是很復(fù)雜的，第一，氧異丙苯游離基分解成枯基醇和苯乙酮兩種機(jī)率是不相等的；第二，枯基醇在受熱時要分解成α-甲基-苯乙烯和水，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式計算各種分解物的含量與實際情況相差很多。德國H.Wanger和waetashul兩位博士曾通過紅外線吸收特性測定計算出：如果DCP含量是聚乙烯的2%，其中枯基醇約占所有分解物的1.4%，苯乙酮為0.5%。并由此推斷出，交聯(lián)聚乙烯在連續(xù)硫化過程中兩種分解物的比例是：1﹕2或1﹕3。 三． DCP分解物對交聯(lián)聚乙烯絕緣的影響 在制造交聯(lián)聚乙烯電纜的過程中，DCP受熱分解產(chǎn)生的分解物一部分通過絕緣表面逸出與交聯(lián)管中的氮?dú)饣旌显谝黄穑捎诜纸馕镏杏斜揭彝鹊头肿拥木壒�，在交�?lián)反應(yīng)時會產(chǎn)生一種刺激性氣味，在氮?dú)馀欧趴谠鴾y到苯乙酮為143mg/m3，由于這些分解物的存在，當(dāng)交聯(lián)管的冷卻段不夠長，或加熱段溫度過高，或線速過快而導(dǎo)致冷卻不夠時，XLPE絕緣中的DCP分解物，如甲烷氣體和水蒸氣等在常溫下會迅速膨脹而產(chǎn)生氣孔。根據(jù)理想氣體方程式計算可以知道：當(dāng)電纜絕緣在交聯(lián)管中所受的壓力為10個大氣壓，那么，當(dāng)電纜絕緣出下密封口后為一個大氣壓，電纜中的氣體體積將擴(kuò)大10倍左右。所以在實際生產(chǎn)中，必須保證電纜絕緣有足夠的冷卻。 四． 殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中分解物的揮發(fā)性 在一次試驗中偶然發(fā)現(xiàn)：當(dāng)一根剛交聯(lián)好的XLPE絕緣電纜，長250mm左右，放入200℃的烘箱內(nèi)30分鐘，發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象：在絕緣內(nèi)有許多像針眼大小的氣孔。如果把剛交聯(lián)好的電纜在常溫下放幾天，再放入烘箱內(nèi)，就沒有氣孔這種現(xiàn)象。產(chǎn)生上述這種現(xiàn)象是由于DCP分解物引起的。當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后，仍有一部分分解物殘留在交聯(lián)聚乙烯絕緣中。把經(jīng)過175℃、15分鐘交聯(lián)成型后的試片停放一段時間后稱取重量發(fā)現(xiàn)：試片重量隨著時間的延長而逐漸減少。圖1表示在室溫下，不同的試片厚度在不同的時間對分解物揮發(fā)性的影響。 圖1、在室溫下，不同的試片厚度在不同的時間對分解物揮發(fā)性的影響曲線 這些殘留在XLPE絕緣中的分解物在室溫下，常常是通過絕緣表面慢慢揮發(fā)出來的。盡管苯乙酮、枯基醇都是高沸點（202℃和205℃）分解物，但它們的揮發(fā)性很好。如果一個燒杯中放1克苯乙酮或1克枯基醇，在一個大氣壓下，經(jīng)過溫度為80℃6個小時后，苯乙酮全部被蒸發(fā)掉，枯基醇也有80%被蒸發(fā)掉。將試片在一定溫度下進(jìn)行熱處理，那將大大加快分解物的揮發(fā)速度。圖2表示不同溫度對DCP分解物的影響。 曲線1、3：70℃； 曲線2、4：90℃。 圖2、不同溫度對DCP分解物的影響 五、對110kV以上高壓交聯(lián)絕緣線芯進(jìn)行熱處理問題 在實際生產(chǎn)中，對剛剛交聯(lián)好的絕緣線芯需要放一段時間才能流入下一道工序，特別是對絕緣層厚的110kV及以上的超高壓交聯(lián)電纜。第一，絕緣層厚所產(chǎn)生的DCP分解物相對要多；第二，根據(jù)圖1和圖2知道，絕緣層越厚，分解物揮發(fā)速度就越慢。如果殘留在絕緣中分解物沒有揮發(fā)出來以前，就包上密封性好的鉛套或銅帶屏蔽，就會使分解物很難從絕緣表面揮發(fā)出去，而只能通過線芯中的縫隙慢慢揮發(fā)。由于大部分電纜從出廠到敷設(shè)都要經(jīng)過較長一段時間，而且大多數(shù)都堆放在露天。如果正好碰上高溫天氣，從圖2可以知道，隨著溫度上升，分解物的揮發(fā)速度會大大加快。這時，大量的分解物通過線芯中的縫隙迅速向頭子兩端擴(kuò)散，然后進(jìn)入外護(hù)套內(nèi)使其膨脹，當(dāng)摘去封頭套后，氣體便迅速從頭子兩端釋放出來，引起外護(hù)套松動。因此，在生產(chǎn)過程中，需要對殘留在絕緣中的分解物引起高度的重視。 因為殘留在絕緣層厚的分解物在常溫下?lián)]發(fā)非常緩慢，所以要處理110kV 交聯(lián)絕緣中的分解物需要很長時間，會影響生產(chǎn)周期。從圖1和圖2的曲線對比可以知道，同樣4mm厚度的XLPE試片，在常溫下1天只揮發(fā)DCP總含量的4%；而在70℃溫度下1小時就揮發(fā)掉13%。如果將剛剛交聯(lián)好的絕緣線芯送進(jìn)70℃的烘房，分解物揮發(fā)速度將大大提高。從而縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。 六、結(jié)論 1、 由DCP產(chǎn)生的分解物一部分在交聯(lián)管中通過絕緣表面逸出混合在氮?dú)庵校硪徊糠秩粤粼诮^緣中。而這一部分的分解物在常溫下?lián)]發(fā)緩慢，隨著溫度上升，揮發(fā)速度大大加快； 2、 由于仍有一部分分解物殘留在絕緣中，在制造過程中，絕緣必須充分冷卻，防止絕緣氣孔發(fā)生； 3、 在生產(chǎn)110kV高壓交聯(lián)電纜時，DCP在絕緣中的分解物是不容忽視的，必須在生產(chǎn)過程中加以重視和處理。
sleet jump - 冰雪跳躍(架空導(dǎo)線由于冰雪負(fù)荷所引起的一種不規(guī)則振動現(xiàn)象) （0） 投訴
P:2009-10-20 22:50:07
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wangfuzhi,我?guī)湍悴榱艘幌沦Y料，
DCP分解速率和溫度的關(guān)系：DCP的半衰期在140℃大于10分鐘，150℃大約是5分鐘，170℃時大約是1分鐘，180℃時大約是0.3分鐘，超過190℃很快就分解了。
因為那個資料是以圖表的形式表達(dá) 的，上面所說的數(shù)字是相對的坐標(biāo)位置，供參考。
所以，在低溫時，分解速度太慢，所起的引發(fā)作用不明顯。
一步法接枝時在擠出時需要較高的溫度。
［hai80088 在 2009-10-20 23:40:58 編輯過］
cured PCS fiber - 固化聚碳硅烷纖維 （0） 投訴
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