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電線(xiàn)電纜絕緣材料的交聯(lián)方式

　　交聯(lián)絕緣電線(xiàn)電纜具有優(yōu)異的電氣性能，良好的運(yùn)行安全性能和熱過(guò)載機(jī)械特性，以及安裝運(yùn)行維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

　　電線(xiàn)電纜絕緣材料的交聯(lián)機(jī)理是采用物理或化學(xué)方法，使高分子絕緣材料由線(xiàn)性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性材料變成熱固性絕緣材料，從而提高了絕緣材料的耐老化性能，機(jī)械性能和耐環(huán)境的能力。美國(guó)從五十年代發(fā)明交聯(lián)絕緣電線(xiàn)電纜，六十年代逐步得到應(yīng)用。近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)也越來(lái)越多地廣泛使用交聯(lián)絕緣，它代替了油紙絕緣，并正在逐步取代PVC塑料絕緣。

　　交聯(lián)絕緣的品種很多，從交聯(lián)的機(jī)理上主要分成兩大類(lèi)，即物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

　　1、化學(xué)交聯(lián)：化學(xué)交聯(lián)又分高溫交聯(lián)和低溫交聯(lián)兩種方法。

　　（1）、高溫交聯(lián)又稱(chēng)過(guò)氧化物交聯(lián)，一般采用有機(jī)過(guò)氧化物作為交聯(lián)劑，在熱的作用下，分解生成活性的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上產(chǎn)生活性點(diǎn)，并產(chǎn)生C-C交聯(lián)鍵，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　高溫交聯(lián)包括蒸汽交聯(lián)和干法交聯(lián)兩種工藝形式，國(guó)外交聯(lián)電纜在六十年代大多采用蒸汽交聯(lián)工藝，由于蒸汽交聯(lián)使絕緣中的水分含量增加，絕緣品質(zhì)不好，目前已經(jīng)完全被淘汰了；七十年代開(kāi)始，國(guó)外普遍應(yīng)用干法交聯(lián)工藝，使用高壓硫化管道，快速加熱的方法進(jìn)行交聯(lián)。

　�。�2）、低溫交聯(lián)又稱(chēng)溫水交聯(lián)或硅烷交聯(lián)，電纜在70-90℃的溫水中交聯(lián)，絕緣中的交聯(lián)劑--硅烷在吸水后，線(xiàn)性結(jié)構(gòu)反應(yīng)生成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

　　2、物理交聯(lián)：又稱(chēng)輻照交聯(lián)，分為γ-射線(xiàn)交聯(lián)和電子束交聯(lián)兩種方法。
　　
　　（1）、γ-射線(xiàn)交聯(lián)由于劑量率低，照射過(guò)程中無(wú)法穿透線(xiàn)纜的芯線(xiàn)，所以，目前只是在熱縮材料的交聯(lián)中有應(yīng)用，而電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中一般不采用γ-射線(xiàn)交聯(lián)。

　�。�2）、電子束交聯(lián)，利用電子加速器配合束下輻照裝置，采用高能量電子束（一般能量在1.0-3.0MeV之間）對(duì)電線(xiàn)電纜的絕緣層進(jìn)行照射，引發(fā)高分子材料產(chǎn)生自由基，形成C-C交聯(lián)鍵，生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

　　目前，高溫交聯(lián)（或稱(chēng)干法交聯(lián)）由于設(shè)備投資大，耗電量大，生產(chǎn)速度慢，生產(chǎn)線(xiàn)龐大，線(xiàn)纜在生產(chǎn)過(guò)程中存在高溫和高壓力，如果電纜截面較小，在生產(chǎn)線(xiàn)上會(huì)被拉細(xì)或拉斷；同時(shí)更換產(chǎn)品規(guī)格時(shí)間長(zhǎng)，頭尾的物料浪費(fèi)嚴(yán)重，相對(duì)生產(chǎn)成本較高。因此，干法交聯(lián)適合于生產(chǎn)10-500KV的70mm2以上的大截面，高電壓等級(jí)的電纜。
　　
　　溫水交聯(lián)（或稱(chēng)硅烷交聯(lián)）因?yàn)樗�分不容易滲入厚的絕緣層中，一般用于生產(chǎn)10KV以下的電纜，由于在生產(chǎn)過(guò)程中有水和氣體生成，長(zhǎng)期使用過(guò)程中易產(chǎn)生水樹(shù)、電樹(shù)等問(wèn)題；同時(shí)，對(duì)于硅烷料的雜質(zhì)含量，介電性能以及溫水交聯(lián)的溫度和交聯(lián)速度即絕緣材料的交聯(lián)度的控制，工藝技術(shù)上較難掌握。

　　輻照交聯(lián)（或稱(chēng)物理交聯(lián)）電線(xiàn)電纜的交聯(lián)度隨著輻照劑量的增加而增加，通過(guò)控制加速器及束下設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，可以獲得重復(fù)性非常好的交聯(lián)度值。同時(shí)，由于輻照交聯(lián)是在常溫常壓下交聯(lián)，輻照過(guò)程中不存在高壓力和高溫度，不需要加水或加熱，交聯(lián)中沒(méi)有水和氣體生成，因此長(zhǎng)期使用中不會(huì)發(fā)生水樹(shù)、電樹(shù)等影響電線(xiàn)電纜壽命的老化，不存在電線(xiàn)電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動(dòng)或熔化或降低電線(xiàn)電纜的拉斷力。但由于受加速器能量以及束下設(shè)備的限制，輻照交聯(lián)一般適用于10KV以下630mm2以?xún)?nèi)的電線(xiàn)電纜的生產(chǎn)。

　　輻照交聯(lián)方法生產(chǎn)的電線(xiàn)電纜具有耐熱、耐磨損、耐切通性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂、耐腐蝕性、抗張強(qiáng)度高、耐烙鐵性，與其它交聯(lián)加工方法相比較，絕緣性能更佳，不會(huì)因未反應(yīng)的催化物而導(dǎo)致高聚物的降解，可提高電性能、熱老化性和材料的穩(wěn)定性。

　　電子加速器針對(duì)電線(xiàn)電纜的輻照方式，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出三面掃描，四面掃描裝置，以及采用雙面多次輻照、沿掃描窗縱向旋轉(zhuǎn)輻照等方法，同時(shí)采用電線(xiàn)電纜芯線(xiàn)單獨(dú)接地等方式徹底克服了輻照不均勻，彎曲次數(shù)多，存在空間電荷等缺陷。而輻照交聯(lián)絕緣品質(zhì)最佳，交聯(lián)度高，耐熱耐候性好，速度快，效率高，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，以被越來(lái)越多的電線(xiàn)電纜生產(chǎn)廠(chǎng)家所重視，近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)已有十幾家大型電線(xiàn)電纜廠(chǎng)投產(chǎn)了加速器輻照交聯(lián)設(shè)備，并取得了相當(dāng)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　特別值得提出的是通過(guò)對(duì)高聚物中添加耐溫、阻燃等性能的助劑，經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)可以生產(chǎn)出耐溫等級(jí)達(dá)到125-150℃的高溫線(xiàn)纜，而低煙無(wú)鹵耐熱阻燃性能的線(xiàn)纜，只能采用輻照交聯(lián)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

　　因此，輻照交聯(lián)是各種軟線(xiàn)、電氣裝備線(xiàn)纜、耐高溫和阻燃電線(xiàn)電纜的最理想的工藝方法和生產(chǎn)方式。

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)定的增長(zhǎng)，加入WTO，國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流的加快，各行各業(yè)對(duì)線(xiàn)纜的要求越來(lái)越高，不但要求阻燃和不易然性，而且要求燃燒時(shí)具有低煙無(wú)毒的性能，更注重產(chǎn)品的無(wú)毒，防火，安全性能。同時(shí)，出口的機(jī)電產(chǎn)品，家用電器等電氣裝備用線(xiàn)都要符合進(jìn)口國(guó)嚴(yán)格、苛刻的安全指標(biāo)，而歐共體國(guó)家將在2004年取消聚氯乙烯電線(xiàn)電纜標(biāo)準(zhǔn)，不再使用。
可見(jiàn)，輻照交聯(lián)電線(xiàn)電纜產(chǎn)品以其適應(yīng)范圍廣，低成本，高效率，高性能，高品質(zhì)，必將擁有廣闊的發(fā)展前景。