塑料電現(xiàn)電纜要適應各種不同需要，就應具有廣泛的優(yōu)異而穩(wěn)定的使用性能。塑料電線電纜的使用性能和壽命，決定于產品結構的先進性、塑料選用的合理性以及工藝的完善性。從塑料電現(xiàn)電纜技術的發(fā)展來看，合理而正確的使用材料是關鍵的因素。為了制造性能優(yōu)異而穩(wěn)定的塑料電線電纜，在導電線芯和半成品纜芯滿足規(guī)定的技術要求的前提下，主要是對絕緣和護套用塑料提出了較高的要求。絕緣塑料的基本要求是具有優(yōu)異的電絕緣性能，同時根據(jù)產品用途和使用條件分別提出對機械性能、耐高溫性、物理－化學性能及工藝性能的要求。對護套塑料的基本要求是耐受各種環(huán)境因素作用的老化性能，在滿足這個條件下分別提出一些特殊要求和輔助要求。
第一節(jié) 塑料
塑料是高分子合成材料中凡是性能上具有可塑性變化的材料的總稱。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類，電線電纜制造中所用的塑料都是熱塑性塑料。電線電纜常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚酯塑料等。
塑料是以合成樹脂為基本成份，再添加各種配合劑，經捏合、切粒等工藝而塑制成一定形狀的材料。為了滿足加工、貯存和使用的要求，合成樹脂內一般都要添加各種配合劑，根據(jù)添加配合劑所起的作用不同，塑料的添加劑大致有以下幾種：防老劑（它包括抗氧劑、穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光屏蔽劑等，這幾種材料在塑料中所起的作用不同但又相互聯(lián)系，同一種材料可起幾種作用，所以統(tǒng)稱為防老劑。）；增塑劑；交聯(lián)劑；潤滑劑；填充劑；著色劑；發(fā)泡劑；防霉劑；驅避劑；阻燃劑；耐電壓穩(wěn)定劑；抑煙劑等。各種塑料既具有塑料共有的特性，又具有各不相同的各自獨具的某些特性。各種塑料共有的特性有：比重小、機械性能較高、電絕緣性能優(yōu)異并且化學穩(wěn)定性好、耐水、耐油、加工成型方便，原料來源豐富。為了適應日益增長的電線電纜技術發(fā)展的需要，塑料將不斷改進配方和性能，提高其耐熱性和電壓等級，提高材料的耐寒、耐大氣老化性能、耐火阻燃性能，延長電線電纜使用壽命，同時，還將不斷開發(fā)新型塑料并合理用于電線電纜上。
一、
塑料基本性能的含義
1.體積電阻系數(shù)
塑料在電場的作用下有泄漏電流通過，泄漏電流通過塑料時的阻力稱為體積電阻。電流通過每1cm3塑料的電阻即為體積電阻系數(shù)ρv，單位為歐姆米，單位符號為Ω.m。體積電阻系數(shù)越高，絕緣性能越好。
2.擊穿場強
當塑料上施加的電壓達到某一極限時，塑料喪失絕緣性能被擊穿，擊穿瞬間所施加的電壓值稱為塑料的擊穿電壓，擊穿電壓與塑料厚度之比稱為擊穿場強E單位符號為kV/mm。
3.介電常數(shù)
它是表示塑料極性大小的指標。介電常數(shù)ε越小，塑料在電場作用下的極化強度越小，其介質損耗也越小。
4.介質損耗角正切
在交變電場作用下，塑料中所消耗的級量稱為介質損耗。它常以介質損耗角的正切值tgδ來表示。介質損耗角正切tgδ越小，說明介質損耗也越小，塑料的電絕緣性能越好。在高頻、高壓下使用時，要求塑料的tgδ值不大于千分之幾或萬分之幾；低壓和一般的絕緣時，塑料的tgδ值則不大于百分之幾。
5.耐電暈性
在高電壓情況下，由于絕緣表面放電而引起電暈，當其襲擊絕緣體時，因離子撞擊、電子襲擊、臭氧襲擊和局部熱的作用，導致高聚物裂解，使其電絕緣性能和物理機械性能產生惡化。塑料抵抗電暈作用而保持其使用性能的能力，稱為耐電暈性。
6.
抗拉強度和延伸率
在材料拉力試驗機上對塑料試樣施加靜態(tài)拉伸載荷并以一定速度拉伸直至試樣斷裂。此時試樣單位截面上所承受的拉力稱為該塑料的抗拉強度。試樣拉斷時長度增加的百分比稱為該塑料的延伸率。
7.密度
在一定溫度下（通常指20oC），單位體積塑料試樣的質量，稱為塑料的密度。
8.耐熱變形性
塑料在受熱條件下，仍能保持良好的物理機械性能的最高溫度，即為該塑料的耐熱變形性能。通常以塑料在等速升溫時，在一定負荷下使其變形達到規(guī)定值時的溫度來表示。
9.熔融指數(shù)
在一定溫度荷壓力下，熔融樹脂在10分鐘內從一定孔穴中被壓出的克數(shù)，稱為熔融指數(shù)，以MI表示，單位為g/min。
10.耐寒性
在低溫下，塑料仍能保持一定的物理機械性能的能力，稱為塑料的耐寒性。它常用以下的耐寒溫度來表示。
（1）
低溫脆化溫度：即為塑料在低溫下，受特定的沖擊負荷時，50％的試樣出現(xiàn)損壞時的溫度。
（2）
低溫對折溫度：即為塑料試樣在彎折180o時出現(xiàn)將要破裂而未破裂時的溫度。
（3）
低溫沖擊壓縮溫度：即為塑料試樣在低溫下，以一定能量和速度的沖錘對其進行沖擊壓縮，使之破裂率達50％時的溫度。
11.耐燃性能
耐燃性能是指塑料抵抗火焰燃燒的能力。通常塑料接觸火焰后均會燃燒，移去火焰后，延燃情況隨塑料品種不同而不同，因此耐燃性能亦有差別。
12.耐熱老化性能
塑料在加工和使用過程中，由于變熱導致塑料性能變劣，這種現(xiàn)象稱為熱老化。塑料抵抗熱老化的能力稱為耐熱老化性。
采用在高溫下，進行加速熱老化試驗，測定塑料性能（機械性能或電氣性能）在老化后的保留率，來衡量塑料的耐熱老化性。
13.耐氣候性
塑料在大氣條件下使用，受日曬、雨淋、風吹、大氣污染等嚴酷的自然條件作用，塑料性能變劣稱為大氣老化。塑料抵抗大氣老化的能力稱塑料的耐氣候性。
14.耐油性能及耐溶劑性能
塑料與礦物油或各類溶劑接觸時，抵御油或溶劑的能力稱為塑料的耐油性能或耐溶劑性能�？捎迷嚇咏胗突蛉軇┲校谝欢囟认陆浺欢〞r間后，測定其吸油或溶劑的吸收率、體積變化率或抗拉強度、延伸率的保留率來衡量。
15.耐水性及耐濕性
塑料在浸水或潮濕條件下，抵御水或潮濕氣體滲入的能力，稱為塑料的耐水性或耐濕性。塑料吸水或吸濕后，會引起絕緣電阻、擊穿場強下降，介質損耗增大，且使塑料的外觀、重量、機械性能等都有變化。所以要求塑料應具有良好的耐水性和耐濕性。對于電線電纜用塑料，主要考慮的是，在浸水或吸濕后，應保證塑料的電絕緣性能符合使用要求。
塑料的吸水量，可用單位面積的吸水量、吸水率或吸水重量來表示。塑料的透濕性，則以透濕系數(shù)和透汽量來表示。
耐環(huán)境應力開裂性 一些結晶型塑料，由于加工過程中內應力的存在和使用時接觸化學藥品，致使在貯存和使用中出現(xiàn)開裂，稱為環(huán)境應力開裂。塑料抵御環(huán)境應力開裂的能力稱為耐環(huán)境應力開裂性能�？捎帽砻婵逃胁酆鄣乃芰蠌澢嚇樱萌氡砻婊钚詣┲�，觀察在規(guī)定時間內出現(xiàn)開裂的試樣數(shù)量及所占比例來衡量。
二、
聚氯乙烯（PVC） 聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎，加入各種配合劑混合而成的。其機械性能優(yōu)越、耐化學腐蝕、不延燃、耐氣候性好、電絕緣性能好、容易加工、成本低，因此是電線電纜絕緣和護套用的好材料。
1.聚氯乙烯樹脂 聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯聚合而成的線型熱塑性高分子化合物，其分子結構如下：
H H H H H H
…… C C C C C C ……
Cl H Cl H H Cl
n
從該分子結構看，聚氯乙烯具有以碳鏈為主鏈，呈線型，含有C
Cl極性鍵。聚氯乙烯樹脂具有下列基本特性：
（1）
是熱塑性的高分子材料，可塑性和柔軟性較好。
（2）
由于C
Cl極性鍵的存在，樹脂具有較大德極性，因此介電常數(shù)ε和介質損耗角的正切值較大，在低頻情況下，有較高的耐電強度。另外由于極性鍵的存在，分子間的作用力較大，機械強度較高。
（3）
分子結構中含有氯原子，樹脂具有不延燃和較好的耐化學腐蝕性及耐氣候性。氯原子能破壞分子的晶體結構，樹脂的耐熱性較低，耐寒性較差，加入適量的配合劑，就能改善樹脂的性能。
2.聚氯乙烯樹脂的種類 聚乙烯的聚合方法有：懸浮聚合、浮液聚合、本體聚合和溶液聚合四種。
聚氯乙烯樹脂的制造目前主要采用懸浮聚合方法，電線電纜就是采用懸浮法聚氯乙烯樹脂。
聚氯乙烯懸浮聚合過程中所用樹脂的結構形狀有：疏松型樹脂（XS型）和緊密型樹脂（XJ型）。疏松型樹脂質地疏松，吸油性大，易于塑化，加工操作控制方便，晶點少，因此電線電纜用的樹脂是疏松型。樹脂的特性如下：
項目
| 疏松型樹脂
| 緊密型樹脂
|
粒子直徑
| 50-150μm
| 20-100μm
|
顆粒外形
| 不規(guī)則，由多球并合而成
| 球形表面光滑，呈單球
|
顆粒斷面結構
| 疏松多孔，微粒間間隙大
| 微粒間間隙小
|
吸收增塑劑
| 快
| 慢
|
塑化性能
| 塑化速度快
| 塑化速度慢
|
3.聚氯乙烯的主要性能 1）電絕緣性能：聚氯乙烯樹脂是一種極性較大的電介質，電絕緣性能較好，但比較非極性材料（如聚乙烯、聚丙烯）稍差。樹脂的體積電阻率大于1015Ω·cm；樹脂在25oC和50Hz頻率下的介電常數(shù)ε為3.4～3.6，當溫度和頻率變化時，介電常數(shù)也隨之明顯的變化；聚氯乙烯的介質損耗正切tgδ為0.006～0.2。樹脂的擊穿場強不受極性影響，在室溫和工頻條件下的擊穿場強比較高。但聚氯乙烯的介質損耗較大，因而不適用于高壓和高頻場合，通常用在15kV以下的低壓和中壓電線電纜的絕緣材料。
2）老化穩(wěn)定性：從分子結構上看，氯原子都與碳原子相連，應具有較高的耐老化穩(wěn)定性。但在生產過程中，由于溫度的直接影響和機械力的作用，易放出氯化氫，在氧的作用下，產生降解或交聯(lián)，導致材料變色發(fā)脆，物理機械性能顯著下降，電絕緣性能惡化，因此聚氯乙烯老化。為改善它的老化性，必須添加一定的穩(wěn)定劑。
熱機械性能：聚氯乙烯樹脂為無定型聚合物，在不同溫度下具有三種物理狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。聚氯乙烯樹脂的玻璃化溫度為80oC左右，粘流溫度160oC左右。在常溫下處于玻璃狀態(tài)，這很難滿足電線電纜使用要求。為此，必須將聚氯乙烯進行改性，使其在室溫下具有較高的彈性，同時又兼有較高的耐熱性和耐零性。加入適量的增塑劑能夠調節(jié)玻璃化溫度，以增加塑性，達到柔軟性，提高機械性能。