1、六种等级塑料电缆六种等级塑料电缆材料材料的分析、选择、改性的分析、选择、改性 项目项目11的六组任务的六组任务第一组：请为通用电缆的生产选择合适的高分子材料；第一组：请为通用电缆的生产选择合适的高分子材料；第二组：请为电视共用电器电缆的生产选择合适的高分子材第二组：请为电视共用电器电缆的生产选择合适的高分子材料；料；第三组：请为高压绝缘电缆的生产选择合适的高分子材料；第三组：请为高压绝缘电缆的生产选择合适的高分子材料；第四组：请为耐高温电缆的生产选择合适的高分子材料；第四组：请为耐高温电缆的生产选择合适的高分子材料；第五组：请为耐高频电缆的生产选择合适的高分子材料；第五组：请为耐高频电缆的生产
2、选择合适的高分子材料；第六组：请为耐腐蚀电缆的生产选择合适的高分子材料。第六组：请为耐腐蚀电缆的生产选择合适的高分子材料。教学目的通过对通过对项目项目11 所涉及到所涉及到六种等级电缆六种等级电缆材料的分析、材料的分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总能力；进而结合学生所选择出来
3、的材料从理论上归能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。能力（技能）目标能根据等级电缆等级电缆的不同用途要求，合理的选择高分子材料；并能合理的分析所选择材料的结构、性能；如果不能直接选择到合适材料时，能 提出合理的改进意见与方案。知识目标被选用的高分子材料的主要结构特征、主要性能及应用范围。其中第 11 个项目重点学习、理解、应用高分子材料的电性
4、能知识。素质目标初步建立良好的学习方法；资料收集的方法；处理问题的方法；团队合作的意识；用户至上的意识；安全环保意识；表述与合理辩解能力。参考资料潘文群,高分子材料分析与测试.化学工业出版社 2005；戚亚光,高分子材料改性.化学工业出版社,2005；聂垣凯,橡胶材料与配方,化学工业出版社,2004；王文广,塑料材料的选用.化学工业出版社,2002；高俊刚,高分子材料.化学工业出版社,2002；桑永,塑料材料与配方.化学工业出版社,2001一、有关塑料电缆材料的内容塑料电线电缆是指用塑料原料作为绝缘层和护套层的一类电线电缆制品。这是一类新兴的电线电缆，可广泛地应用于电力输送、电能分配、通信及信
5、号控制等领域。塑料电线电缆按其结构可分绝缘层和护套层两种。绝缘层为电缆内部紧贴导体材料的一层，其作用为保证电能的安全输送；护套层为电缆绝缘层外与外界接触的一层，其作用为保护绝缘层不受外界浸人；此外，有时还设屏蔽层，其目的也是保护绝缘层。可用于电线电缆制品的材料有很多种。作为绝缘层而言，主要有油浸纸、橡胶和塑料三类作为护套层而言，主要有油浸纸、橡胶、塑料、铅及铝等。塑料作为一种新兴电线电缆材科，现在已大部分取代了传统的电线电缆材料。据 2000 年初步统计，在电线电缆类材料中，塑料类已占 95%，橡胶类占 4%，而油浸纸只占 1%。在不同国家中，塑料电缆材料的占有率也不同。预计，在不久的将来，塑
6、料电缆材料的占有率将接近 100%。塑料电缆料的优点为:电性能好、密度小、价格低、成型容易及外表美观等。作为电线电缆用塑料材料，其总体的性能要求为:电绝缘性能、机械性能、耐热性能、耐侯性能及耐环境性能等都要好。具体对绝缘层材料和护套层材料的具体要求又有所不同。绝缘层材料的要求如下。优异的电性能。要求材料具有高的体积电阻率和介电强度，低的介电常数和介电损耗角正切值良好的抗电晕性，尤其对耐压级别较高的电缆对耐压级别更高的电缆为防止电晕产生，往往采用充油结构电缆。另外，要求上述性能不随环境温度、湿度及频率的变化而发生大的变化。良好的机械性能。主要包括拉伸强度、断裂伸长率、模量、柔软性、韧性、耐震动性
7、及耐磨性等。良好的热性能。要求塑料的耐热温度要高，耐低温性能好，热膨胀率、热收缩率及热老化要小。良好的加工性能。护套层材料的机械性能、耐热性能及加 T 性能同绝缘层材料的要求相似。耐候性好。主要指耐光及氧老化性(架空电缆)、耐油性、耐辐射性及耐环境应力开裂等。阻燃性高。阻燃电缆要求绝缘层的氧指数达到知以上。耐环境性优异。主要针对地埋电缆，要求具有防霉、防白蚁、防鼠及防菌等性能。二、塑料电线电缆的分类塑料电线电缆的种类很多，按不同的分类方法可分成如下几类。1、按塑料电线电缆的耐压等级分类塑料电线电缆的耐压等级有也为额定工作电压，一般以 kV 为单位。常用的耐压等级有:0.6、1、3、6、10、2
8、0、35、60、110、220、330、550 及 1100 等。在上述耐压等级中，按 耐压级别的大小有可分为高、中、低 三类:低压电线电缆是指额定工作电压在 lkV以下；中压电线电缆是指额定工作电压在 335kV之间；高压电线电缆是指额定工作电压在6OkV 以上。在塑料电线电缆材料中，不同塑料的耐压级别不同。PVC 电缆料一般只耐 1OkV 以下的电压，最常用于 lkV 左右的电缆；XLPE 电缆料最高可耐 55OkV 的高压，最常用于 322OkV的电缆；而 PP 木纤维复合电缆料的耐压级别高达 1100kV。不同耐压级别的电线电缆用途不同:低压电线电缆主要用于中小厂矿的配电线路；中 压电
9、线电缆主要用于大中型企业的供电线路，发电厂的输出线路；高压电线电缆主要用于不宜架空的过江及过海埋地电缆。2、按电线电缆的用途分类电线电缆的用途为传输电力、传递信息和电磁能量转换三大类，具体可分成:电力电缆、电器电缆、通信电缆及信号电缆等。(1)电力电缆 电力电缆属于传输电能的一类电缆，它 主要用于高压输送，其 耐压级别大都在 lkV 以上。在电力电缆中，塑料材料占有极大的份额，但油浸纸及橡胶材料也有小量的比例。塑料材料以 LDPE为主，PVC 一般只用于 l0kV 以下耐压级别，并且有逐步被 LDPE 淘汰的趋势。介绍几种典型的塑料电力电缆品种PVC 绝缘电力电缆。具体有额定电压 1.8/3k
10、V、6/l0kV 两种，最高使用温度为 70C。这类电缆数量大，使用广。其中 6/10kV 级别电缆要有屏蔽层，导体屏蔽用半导电层，绝缘屏蔽则用半导电层加铜带。35kV 及以下 XLPE 电缆。这类电缆近年发展迅速，并可分成两类。一类为额定电压 6/10kV 及以下，可由过氧化物、硅烷及辐射三种交联方法进行交联；另一类为额定电压在8.7/15kV 至 26/35kV 之间，用过氧化物发交联。两者耐热等级都为 90。这类电缆的绝缘层为XLPE，护套层可为 PVCSG2或 PEST7，其中 PE 护套料应加入炭黑。此外，还应有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层两个屏蔽层，用交联型半导电屏蔽料。具体结构为：导线
11、 十 导体屏蔽层 十 绝缘层 十 外屏蔽层 十 护套层。1l0kVLDPE 电力电缆。这类电缆绝缘层的 LDPE 原料对清洁度及微量水分的控制特高，护套层选用PVCSG2或 PEST7。其电缆结构同 35kV 及以下 LDPE 电缆相似，也可采用外屏蔽层用铝或铅包，再用PVC 护套。阻燃 PVC 绝缘及护套电缆。这类电缆的额定电压为 0.6/1kV 至 3.6/6kV 之间，耐热为70。要求绝缘层及护套层都为阻燃料。架空电缆。额定电压在 lkV 以下，用耐候型 PVC、PE(70)和 XLPE(90)绝缘；l0kV、35kV 及以下，用耐候型 HDPE(75)和 XLPE(90)绝缘。(2)电
12、器电缆 电器电缆属于应用电能的一类电缆，主要用于电源到用电器具之间的连接，其耐压级别大都在 lkV 以下，常用的耐压级别为 0.6kV。在电器电缆中，几乎全用塑料材料，其中以 PVC 为主，PE 或 PP 次之。介绍几种典型的塑料电器电缆品种通用型电器电缆。用 PVC 绝缘及护套，耐热分为 70和 90两种。电视共用天线用电器电缆。用 PE 实心及发泡材料绝缘，电 线电缆是指额定工作电压在 335kV之间；高压电线电缆是指额定工作电压在 60kV 以上。在塑料电线电缆材料中，不同塑料的耐压级别不同。PVC 电缆料一般只耐 10kV 以下的电压，最常用于 lkV 左右的电缆；XLPE 电缆料最高
13、可耐 550kV 的高压，最常用于 3220kV的电缆；而 PP 木纤维复合电缆料的耐压级别高达 1100kV。不同耐压级别的电线电缆用途不同:低压电线电缆主要用于中小厂矿的配电线路；中 压电线电缆主要用于大中型企业的供电线路，发电厂的输出线路；高压电线电缆主要用于不宜架空的过江及过海埋地电缆。计算即用电器电缆。用 PE 绝缘，铜带、铝箔或塑料薄膜复合带屏蔽，PVC 或 PE 护套。仪表用电器电缆。用 PVC 或 XLPE 绝缘，阻燃 PVC 护套。矿用电器电缆。用 PP 或 FEP 绝缘，PVC 护套。交通工具用电缆。具 体有 PVC 绝缘及护套(0.6kV/lkV，6 0)，X LPE 绝
14、缘及 PVC 护套(0.6kV/1kV，85)，PVC 绝缘及 PA 护套(65)，PTFE 绝缘(0.6kV，260)，FEP 绝缘 200)，Pl 绝缘(0.6kV，200)等。3)通信电缆(通信电缆用于传递信息及电磁能量转换，如声音信号及图像信号等。它广泛用于电话、有线电视及无线电通信系统等领域。这类电缆的耐压级别都比较低，致使传输频率都比较高。下面介绍几种典型的塑料电信电缆品种。市内通信电缆。绝 缘层材料用各类 PE 及 PP，既 可用实心也可用泡沫结构。护 套层用黑色耐侯 LDPE或 MDPE，粘附在铝复合带上，组成防潮屏蔽层有时护套料也用耐侯 PVC 材料。电信设备电缆。又称低频通
15、信电缆，用于各电信局之间配线。一般采用 PVC 或 PP 为绝缘层，PVC为护套层。农村通信电缆。用于城市与农村之间通信线路，传输频率最高为 123kHz、156kHz 及 252kHz。绝缘层采用各种 PE 或 PE 印 P 共混物，有实心和泡沫结构。绝缘层外加聚烯烃内护套，外加铝塑复合带用于防潮及屏蔽，外层为黑色耐侯 PE 护套层，最外层有时加外护层，由钢带和塑料层组成，用于防鼠及防蚁。长途对称通信电缆。用 于长途干线及中继线，绝 缘用实心或泡沫 PE 或 PS 绳带，护 套采用组合护层，既铝塑粘合层 PE 或 PVC。同轴通信电缆。其传输频带宽，干扰防卫度高。其结构为内金属导体+内绝缘十
16、外绝缘十外金属导体四层。其中内绝缘层用实心或泡沫 PE，外绝缘用 PE 带。射频电缆。用于传输高频、超高频(约几 MHz 至几千 MHz)范围内电磁能量，适于无线通信系统及电子设备。其绝缘层采用实心或泡沫 PE 及氟塑料如PTFE 或 FEP，护套层以 PVC 及 PE 为主。通信光缆。这种材料以激光为介质传输音频及音频以上各种电讯信息，其特点为传输信息量大，不受电磁干扰，保密性强。光缆最早于 20 世纪 60 年代由美国杜邦公司开发。目前其主要缺点为光导损失稍大，虽己从最初每千米数千 dB 下降到 100dB，特殊品种已下降到 20dB，但仍限制了在长距离通讯上的应用，主要用于设备内部及设备
17、之间短距离数据传输线路，其用量只占整个光缆的 5%左右。光缆的基本结构为：基材(芯材)+第一层涂覆十第二层涂覆十铝塑粘合内护套十黑色耐侯 PE 或 PVC外护套层共五层。基材为透明塑料(取代玻璃和石英)，透明塑料基材选用拉伸时不出现双折射及偏光的高透明性塑料，常用的有高折射率 PMMA(n=1.49)、PC(n=1.59)、PS(n=1.59)、a甲基聚苯乙烯、PMMA 共聚物及聚降冰片(可耐 150)等，一般不选用 PS；第一层涂覆层材料，为实现全反射，用折射率低于芯层材料折射率的透明聚合物，常用的有含氟烯烃聚合物、含氟甲基丙烯酸甲酯(n=1.33)以及聚硅氧烷树脂(n=1.43)、聚氨酯及
18、环氧树脂等；第二层涂覆材料用尼龙或 PE 等。(4)信号电缆 信号电缆用于铁路信号联络、火警信号及电报等。一般绝缘层采用 PVC、PE 或氟塑料，护套层用 PVC。3、按电线电缆的特殊功能分类按电线电缆的特殊功能分类可将其分成阻燃电缆、屏蔽电缆按电线电缆的特殊功能分类可将其分成阻燃电缆、屏蔽电缆及伴热电缆等。及伴热电缆等。(1)阻燃电缆阻燃电缆 一般电缆的护套层材料都要求具有良好的阻燃一般电缆的护套层材料都要求具有良好的阻燃性能，尤其是对非地埋类电缆而言。性能，尤其是对非地埋类电缆而言。早期的阻然材料为卤化物加三氧化二锑，但由于燃烧时烟雾早期的阻然材料为卤化物加三氧化二锑，但由于燃烧时烟雾有毒
19、，近年来朝低烟无卤阻燃方向发展。有毒，近年来朝低烟无卤阻燃方向发展。阻燃电缆一般要求氧指数要达到阻燃电缆一般要求氧指数要达到 30 以上，高阻燃电缆料的以上，高阻燃电缆料的氧指数可达到氧指数可达到4550；如要求更高的阻燃效果，则非塑料材；如要求更高的阻燃效果，则非塑料材料所能达到，这料所能达到，这 是因为塑料材料在燃烧后形成的碳化物层是因为塑料材料在燃烧后形成的碳化物层为导电体，会为导电体，会 丧失其原有的绝缘性能；因此，要丧失其原有的绝缘性能；因此，要 求更高的求更高的阻燃性能一般选云母纸半固化玻璃带为绝缘材料，用阻燃性能一般选云母纸半固化玻璃带为绝缘材料，用 它在它在绝缘层上进行缠绕作为
20、护套层，这种材料在燃烧后形成绝缘层上进行缠绕作为护套层，这种材料在燃烧后形成 SiO2 硬壳，仍具有绝缘性能，因而具有优异的防火性能。硬壳，仍具有绝缘性能，因而具有优异的防火性能。(2)屏蔽电缆屏蔽电缆 含有屏蔽层的一类电缆称为屏蔽电缆。根据含有屏蔽层的一类电缆称为屏蔽电缆。根据 IEC502(1983 年年)的规定，凡是用丁基橡胶、聚乙烯及交联的规定，凡是用丁基橡胶、聚乙烯及交联聚乙烯为绝缘层的电缆，当其额定电压大于聚乙烯为绝缘层的电缆，当其额定电压大于 1.8kV/3.0kV 时时都要设计屏蔽层；凡是用聚氯乙烯及乙丙橡胶为绝缘层的电都要设计屏蔽层；凡是用聚氯乙烯及乙丙橡胶为绝缘层的电缆，当
21、额定电压大于缆，当额定电压大于 3.6kV/6.0kV 时，也要设计屏蔽层；另时，也要设计屏蔽层；另外，通信电缆中的同轴电缆也需要屏蔽层。电缆设屏蔽层的外，通信电缆中的同轴电缆也需要屏蔽层。电缆设屏蔽层的目的是防止因高压而产生电晕现象引起局部放电，保护主绝目的是防止因高压而产生电晕现象引起局部放电，保护主绝缘层不被破坏，保证电缆的正常运行，延长电缆的使用寿命。缘层不被破坏，保证电缆的正常运行，延长电缆的使用寿命。屏蔽层往往可分为内、外两层，其具体结构为屏蔽层往往可分为内、外两层，其具体结构为:导体十内屏导体十内屏蔽层十绝缘层十外屏蔽层十护套层。可用于屏蔽层的材料有蔽层十绝缘层十外屏蔽层十护套层
22、。可用于屏蔽层的材料有金属和半导电塑料两种。近年来，半导电塑料用于屏蔽越来金属和半导电塑料两种。近年来，半导电塑料用于屏蔽越来越多，有逐步取代金属屏蔽的趋势。半导电塑料的组成为树越多，有逐步取代金属屏蔽的趋势。半导电塑料的组成为树脂加导电添加剂，最常用的为导电炭黑。脂加导电添加剂，最常用的为导电炭黑。(3)伴热电缆 伴热电缆是一种在运行时能产生热量的电缆，用于输油管道的加热保温，石化、电话及冶金等大型企业中油、气、汽管道的加热保温取代蒸汽隔套保温。伴热电缆中的自控温电缆材料生产工艺技术相当困难，只有美国可生产，我国虽有研究，但末有合格品面世。4、按电缆料所用树脂的种类分类按电缆料所用树脂的种类
23、分类可分成如下几类：P VC 绝缘+PVC 护套；P E(包括 LDPE、H DPE、L LDPE、XLPE 及发泡 PE)绝缘+PE 护套；PE 绝缘+PVC 护套；PVC 绝缘+PE 护套；其他塑料绝缘+PE 护套；其他塑料绝缘+PVC 护套；PE绝缘十其他塑料护套；PVC 绝缘十其他塑料护套；其 他塑料绝缘十其他塑料护套。其中以前四种最常用。三、电缆用塑料材料的选用电缆用塑料材料主要有 PVC 及 PE(LDPE、HDPE、MDPE、LLDPE 及 EVA)两大类，其他用量较小的有 PP、PA、PTFE、PI、PBT、PS 及氯化聚醚等。据美国 1996 年统计，上述各种树脂在电缆中的使
24、用量分别为：PE48%、PVC45%、PP5%、Pal%、其他 1%；不同电缆用塑料品种的具体用途也不同，具体参见下表所示。不同塑料品种在电缆中的用途 品种 XLPE PE PVC PP PA F4 氯化聚醚 PS高压电缆 低压电缆 护套 耐高温 耐高频 耐潮湿 耐腐蚀 注：表示用量大，表示用量小，指 PP 与木纤维的复合物。1、PE 的选用PE 属非极性树脂，它具有优良的绝缘性，其体积电阻率大于 10 16 cm；介电性能突出，其介电常数(2.3)和介电损耗正切角值(0.0002)都很小，而且不随温度及频率的变化的变化。用于电缆的 PE 品种包括LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、XL
25、PE(交联聚乙烯)及 EVA 等。其中纯 PE 的耐热性及耐电晕性不好，只适于中低压电缆的绝缘及各类电缆的护套；但纯 PE 经过交联后的 XLPE 可大大改进耐热性及耐电晕性，适于各类高压及高频电缆的绝缘及护层。PE 已成为电缆中用量第一大塑料原料，其中以 PE 的交联改性品种 XLPE 最为常用，其最高耐压级别高达 500kV，并可广泛用于各类高频通信电缆如长途对称高频电缆、市话电缆、同轴电缆、海底电缆及中继电缆等。(1)普通 PE 护套料的选用普通普通 PE 最常用作护套料，可用于各种电缆中。最常用作护套料，可用于各种电缆中。用于护套的用于护套的 PE 一般选熔融指数为一般选熔融指数为 0
26、.3 左右的树脂，常用的左右的树脂，常用的有：北京燕山的有：北京燕山的 LDPE/2J0.25A、兰州石化的、兰州石化的 LDPE/2J0.3A、大庆石化的、大庆石化的HDPE/DM D3479、天津联化的、天津联化的 LLDPE/DFH2076和和 TDL4575、美国、美国 UCC的的 HDPE/DFDG6059BK和和DGDL3364及日本三井的及日本三井的 HDPE/5305E 等。等。由于纯由于纯 PE 的耐大气和日光老化性能不好，所以对架空电缆的耐大气和日光老化性能不好，所以对架空电缆的护套料需在树脂中加人防光、氧老化剂。具体品种有：抗的护套料需在树脂中加人防光、氧老化剂。具体品种
27、有：抗光老化剂，主要炭黑如天然气槽法炭黑，加入量光老化剂，主要炭黑如天然气槽法炭黑，加入量 23份；抗份；抗氧剂为主抗氧剂氧剂为主抗氧剂 1010、抗氧剂、抗氧剂300、抗氧剂、抗氧剂2246 及及 CA 等，等，用量用量 0.2 份左右份左右辅抗氧剂辅抗氧剂 DSTP 及及 DLTP 等、用量等、用量 0.4 份份左右。左右。而对于地埋电缆的护套料一般需加人防鼠、防蚁、防虫、防而对于地埋电缆的护套料一般需加人防鼠、防蚁、防虫、防菌及防生物降解等助剂。对于需要高速挤出的通信电缆护套菌及防生物降解等助剂。对于需要高速挤出的通信电缆护套料，还需加入加工助剂。料，还需加入加工助剂。(2)普通PE 绝
28、缘料的选用普通PE 绝缘料一般用在电器电缆、通 信电缆及低压电力电缆中，其 中LDPE的耐压性好于 HDPE。但在通信电缆中，需要满足特殊的要求，常采用 HDPE、LLDPE、MDPE，而不用LDPE。用于 PE 绝缘料的树脂有：北京燕山的 LDPE/2K.1.5A、上海石化的 LDPE/2K0.25A 及 lK2A、兰州石化的 2K1.5A 及 lK2.0B 及辽化的 HDPE/7750M 等。当导体为铜材时，需在 PE 树脂中加入抗铜剂，具体品种有己二酚二乙酷肿及双替酷草胺等。从发展趋势看，通信电缆绝缘料正向HDPE 方向发展。专用料有美国 UCC 的 DGDL3364 和日本三井的 53
29、03E 等。(3)XLPE 的选用纯纯 PE 经过交联改性处理后，其耐热温度可提高到经过交联改性处理后，其耐热温度可提高到 100C 左左右，耐压性及耐电晕性大幅度提高，耐环境应力开裂及耐化右，耐压性及耐电晕性大幅度提高，耐环境应力开裂及耐化学腐蚀性也获得改善，可广泛用于各种高、中压、低压及高学腐蚀性也获得改善，可广泛用于各种高、中压、低压及高频电缆的绝缘，具有取代充油电缆的趋势。频电缆的绝缘，具有取代充油电缆的趋势。XLPE 用于高压电缆的发展展经历了如下三个发展时代。第用于高压电缆的发展展经历了如下三个发展时代。第一代，一代，1970 年年1977 年，耐压级别可达年，耐压级别可达66kV
30、、77kV 及及 154kV；对原料的要求为；对原料的要求为 XLPE 树脂中杂质含量少，且杂质树脂中杂质含量少，且杂质尺寸小于尺寸小于 250m，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小于，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小于 100m。第二代，。第二代，1977 年年1985 年，耐压级别可达年，耐压级别可达 275kV；对原料的要求为；对原料的要求为XLPE 树脂中杂质含量更少，且杂树脂中杂质含量更少，且杂质尺寸小于质尺寸小于 100m，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小于于 5Om。第三代，。第三代，1985 年年1987 年，耐压级别可达年，耐压级别可达 500
31、kV对原料的要求为对原料的要求为 XLPE 树脂中杂质含量极少，且杂树脂中杂质含量极少，且杂质尺寸小于质尺寸小于 50m，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小于，半屏蔽层与绝缘层之间界面的凸起小于 l0m。PE 有三种交联方法。即辐射交联法、过氧化物交联法和硅烷交联法。其中辐射交联法和硅烷交联法生产的 XLPE 常用于 l0kV 以下电缆的绝缘，如 1501.5kV的低压电缆大多被硅烷交联 PE 占领；硅烷交联电缆目前已朝耐高压方向迈进，有报道已成功用于 3kV35kV电缆，并开发成功 72kVll0kV高压电缆。化学交联法生产的 XLPE 可用于高压及超高压电缆的绝缘，其最大耐压级别已达到500
32、kv 的高压，并且常用于 100kV 及 200kV 耐压级别的电缆。到 2000 年为止，我国有 35kv 的 XLPE 电缆生产线 28 条、110kV 电缆生产线 14 条、220kV 电缆生产线 11 条及 500kV 电缆生产线 5 条。(4)半导电 PE 的选用半导电 PE 用于电缆的屏蔽层，电缆中设计屏蔽层的原因如下。在中高压及超高压电缆中，由于芯线与绝缘层之间存在间隙，在间隙部位电位梯度增大，会产生局部放电，从而加速绝缘层的老化，这就是电晕现象。为增强 PE 的抗电晕性，在电缆的芯线/缘层之间及绝缘层/护套层之间需加入半导电材料制作的屏蔽层，屏蔽层可缓和导体表面的电位梯度，消除
33、放电现象。半导电 PE 的获得是在普通 PE 树脂中加入导电炭黑，常 用的为导电乙炔炭黑和高炉导电炉黑，加入量一般为 2040 份左右，其体积电阻在 23小于10 2 cm，在 90时小于 3.5cm。由于大量炭黑的加入，使 PE 的加工性变差，物料变硬。具体改进办法为:选用熔融指数大一点的树脂，加入改性材料如 EVA及聚异丁胶，加入润滑剂。半导电屏蔽层除选用 PE 树脂外，还可选用 EVA、EPR 或氯磺化聚乙烯等。(5)阻燃 PE 的选用电缆是一类容易引起火灾的材料，除非地埋电缆，都必须对其进行阻燃处理，以提高其安全运行性能。PE 的早期阻燃为卤化物加三氧化二锑，随其阻燃效果不错但燃烧时有
34、浓烟及毒气产生，危害人类身体健康。现在都要求 PE 的阻燃为无卤低烟阻燃。其方法为在 PE 树脂中加人处理过的无机阻燃剂，如水合氧化铝系列、氧化铝系列、锑系列、硼系列、无机磷系列及锌、镁等过渡金属氧化物、氢氧化物等。PE常用的阻燃剂为水合氧化铝，为达到氧指数 30 以上，水合氧化铝的加入量需达到 40%60%。为防止填充引起 PE 原有性能下降太大，阻燃剂要进行超细化，一般粒度要达到 1和 m，并用偶联剂表面处理。为降低发烟量，有时还需加入辅助阻燃剂硼酸锌或氧化钼系列消烟剂。(6)发泡 PE 的选用PE 经过发泡处理后，虽然其体积电阻率不变，但介电常数和介电损耗角正切值降低，介电性能提高。发泡
35、 PE 主要用于通信电缆的绝缘料，它可比实心 PE 相应减小绝缘层厚度。发泡 PE 的用途不同，要求其发泡度也不同。用于同轴电缆中，其发泡度为 55%60%；用于市话电缆中，其发泡度为 20%25%。(7)高耐压 PE 的选用PE 电缆的电击穿破坏主要是由于 PE 电缆制品中的杂质、孔隙吸氧化产生的碳基等引起局部放电，使绝缘层生成树枝状破坏。要提高 PE 电缆的绝缘性能，一是树脂要纯净无杂质，二是进行特殊加工尽可能避免产生气泡，三是加人电压稳定剂等助剂，以提高耐压强度、耐电 弧性及耐电晕性。常加人的助剂:加入吸收能量的物质 如氨基唾琳等；加入可分散场强的物质如 Sr(SO)4、Cu(SO)4
36、等，它可降低 缺陷周围的场强，抑制局部放电，加入可降低空穴表面电阻的物质如 N，N二轻二硫代氨基甲酸酮及二苯酚二肪等。2、PVC 的选用PVC 是最早应用的塑料电缆材料，但因介电性能、耐热性及燃烧放出 HCI 毒气等问题，其发展速度远远落后于 PE 电缆材料，目前其使用量低于 PE 而居第二位。PVC 属极性树脂，其体积电阻率为 l0 14 10 16 cm，耐电晕较好；从理论上讲，它属于较高耐电压和绝缘电阻的电缆材料。但 PVC 的介电常数(3.43.6)和介电损耗角正切值(0.0060.2)都比较大，且随频率和温度升高而增大，当频率从 50Hz 增高到 106Hz 时，其介电损耗角正切值增
37、加 20%之多。这影响其在高压及高频下的使用，在高压及高频下大的介电损耗易导致电缆发热而引起热击穿破坏。所以 PVC 电缆只适于 l0kV 以下电缆的绝缘，最常用于 lkV 及以下电缆；PVC 不耐高频而不宜用于高频电缆的绝缘，如不能用于通信电缆等，一般只适于 50Hz，以下的电缆；PVC 具有优异的耐油、耐电晕、耐化学腐蚀及耐水性，常用于各类电缆的护套材料。PVC 的配万设计很重要。如 PVC 的耐热性一般，但可通过选择合适的助剂，以提高其耐热性，最高可达 125；另外，配方中盼助剂容易影响电绝缘性，在设计配方时要引起重视。下面具体介绍 PVC 的各类配方设计的要点。(l)PVC 绝缘电缆料
38、的选用PVC 树脂选用悬浮法疏松型、纯度高、体积电阻大的 SG1或 SG2型型树脂。对于耐高温电缆料，国外选用高聚合度 PVC 树脂，但加工较难。DOP 影响绝缘性，但因其增塑效果好而尽可能用，加入量应控制在 20 份以下，并配以绝缘性好的增塑剂如氯化石蜡、烷基石油苯磺酸酯(M50、M70或石油酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)及 DOTP(对苯二甲酸二辛酯)等。对于耐热电缆料，增塑剂用偏苯三酸酯(TOTM)、均苯四酸酯、聚酯和双季戊四醇酯等。热稳定剂以铅盐为主，金属皂类辅之，用量 510 份不用有机锡类，其电绝缘性能差。填料以锻烧陶土可提高绝缘性而最常用；其他有自炭黑、碳酸钙及滑石粉等，但
39、应控制加入量。(2)PVC 护套电缆的选用 PVC 树脂选 SG4 型树脂。从耐热性考虑，尽可能选用高分子耐热性品种，常用 TOTM(偏苯三酸三辛酯)、TCP(磷酸三甲苯酯)及 TOPM(偏苯 四酸四辛酯)等。热稳定剂与 PVC 绝缘相同。抗氧剂用双酚 A 类，用量 0.25 一 0.5。填料与 PVC 绝缘相同。(3)交联 PVC 电缆的选用 交联 PVC 电缆目前已逐步为 XLPE 所取代，但仍然有一定的市场。PVC 的交联以辐射交联为主，其他两种方法次之。(4)阻燃PVC 电缆的选用 因为PVC 本身含有卤素，所 以其阻燃只能是低卤低烟阻燃。P VC 阻燃U超细三氧化二锑为主，有时配以少
40、量氯化石蜡为降低烟雾，还需加入水合氧化铝、硼酸锌及氧化钥等。(5)半导电 PVC 电缆的选用 同半导电 PE 一样，半导电 PVC 也用于电缆的屏蔽层。具体配方是在树脂中加入 60 份左右的乙炔炭黑。3、PP 的选用PP 的电性能与 PE 接近，其体积电阻率大于 10 16 cm，介电常数和介电损耗角正切值都很小，且不随温度和频率变化。PP 的耐热性好于 PE，可达 100左右，在高温下绝缘性能优异，并且不受湿度的影响。PP 常温下耐压性不如 PE，低温脆性大，不耐热氧化。PP 在电缆中的应用范围远远不及 PE 普及，其用量很少，只用于通信电缆、耐高温电缆，高频电缆(如通信电缆)及耐湿电缆(如
41、海底小径电缆、探测及采掘等)等特殊电缆品种的绝缘层和护套层。虽然纯 PP 的耐压性不高，但 PP 薄膜与木纤维复合后，可耐1100kV 的电压，属目前最高耐压级别。PP 的电缆配方主要为防氧、光及铜等引起的降解，需加入抗氧剂、光稳定剂及抗铜剂等。4、PS 的选用PS 具有优良的电绝缘性及介电性能，并 基本不随周围环境变化，可 用于高频绝缘电缆如长途通信电缆的绝缘。由于其他性能不如 PE，近年来逐步被 PE 所取代，应用已较少。5、PA 的选用PA 的体积电阻率虽高达 10 l6 cm，但不耐热及水，受温度及湿度的影响大，不宜用于电缆的绝缘层。但其具有耐寒、耐老化、耐油及耐磨等优点，而主要用于电
42、缆的护套层，以提高电缆的抗切性和耐磨性。用于电缆的 PA 品种有 PA66、PA610 及 PAl010 三种，其电缆护套主要用于汽车、航空等交通工具。具体有：PE 绝缘+PA 护套、F4，6 绝缘+PA 护套等；有时为改善其柔软性，常用 PA 纤维编织涂 PA 漆护层。6、氟塑料的选用主要包括 F4 及 F4，6，具有突出的耐腐蚀性能，以及耐高低温(150260)、耐候性、耐电弧性，其介电常数和介电损耗角正切值不随频率变化。其缺点为加工困难，耐电晕性不好，不能用于高压电缆。氟塑料主要用于低压耐高温、防腐及高频电缆的绝缘，如高频电缆、油矿、同轴电缆、油泵电缆及高温航空电缆等。F4，6 虽耐腐蚀
43、性能比 F4 稍差，但其加工性能好，有取代 F4 的趋势。7、氯化聚醚的选用氯化聚醚的耐腐蚀性仅次于 F4，并耐潮湿其介电损耗角证切值大，不宜用于高频电缆。氯化聚醚主要用于防腐电缆如 E 级电机引出线、油井电缆及化工厂电缆等。氯化聚醚的冲击性差、容易开裂，因而常在配方韧性改性剂如 CPE 和丁臆橡胶，增塑剂如DOP、DOS等，抗氧剂如 246、DNP 及热稳定剂如三盐等。8、聚硅氧烷的选用聚硅氧烷主要用于光导纤维的第一次涂覆，可选用的牌号有：美国陶康宁公司的 182、184 及 186，日本信越公司的 F101、OF102、OF103、OF104、OF106、OF111、OF113及 OF31
44、5等，我国晨光化工研究院的GX107。项目项目11的总结部分的总结部分图片：项目项目11的总结部分的总结部分PVC电缆料电缆料LDPEPA项目项目11的总结部分的总结部分PVC项目项目11的总结部分的总结部分交联交联PEHDPEPE硅氧烷交联硅氧烷交联PE项目项目11的总结部分的总结部分PPABSF4PVDF项目项目11的总结部分的总结部分 导电橡胶导电橡胶硅橡胶硅橡胶硅胶硅胶/橡胶橡胶项目项目11的总结部分的总结部分光纤光纤项目项目11的总结部分的总结部分尼龙尼龙导电橡胶导电橡胶项目项目11的总结部分的总结部分高分子电池高分子电池项目项目11引深部分内容引深部分内容分析现在使用的电池组成作用
45、与不足。高分子电池的优点。项目项目12布置布置第一组：请为汽车方向盘的生产选择合适的高分子材料；第一组：请为汽车方向盘的生产选择合适的高分子材料；第二组：请为汽车仪表盖板的生产选择合适的高分子材料；第二组：请为汽车仪表盖板的生产选择合适的高分子材料；第三组：请为汽车烟灰缸的生产选择合适的高分子材料；第三组：请为汽车烟灰缸的生产选择合适的高分子材料；第四组：请为汽车暖风机叶轮的生产选择合适的高分子材料；第四组：请为汽车暖风机叶轮的生产选择合适的高分子材料；第五组：请为汽车座垫、靠垫的生产选择合适的高分子材料；第五组：请为汽车座垫、靠垫的生产选择合适的高分子材料；第六组：请为汽车车门内填料的生产选择合适的高分子材料。第六组：请为汽车车门内填料的生产选择合适的高分子材料。
