交联聚乙烯电缆
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交联聚乙烯电缆. 苑会林 北京化工大学材料科学与工程学院 [email protected] 聚乙烯的交联方法. 主要有三种: 高能辐射交联 化学交联 ( 过氧化物交联、硅烷交联 ) 紫外光交联. 交联原理. 高能辐射交联法使用高能射线 (1 射线、电子束、中子束等 ) 辐照聚乙烯,打断聚乙烯中 C . H 键和 C—C 键,形成的大分子自由基复合产生交联。 化学交联法可分为过氧化物法和硅烷法。 通过添加的过氧化物在高温下的分解,产生自由基,发生分子间偶合交联 引发聚乙烯交联反应;通过共混引入或接枝到

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Presentation Transcript


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交联聚乙烯电缆

苑会林

北京化工大学材料科学与工程学院

[email protected]


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聚乙烯的交联方法

  • 主要有三种:

  • 高能辐射交联

  • 化学交联(过氧化物交联、硅烷交联)

  • 紫外光交联


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交联原理

  • 高能辐射交联法使用高能射线(1射线、电子束、中子束等)辐照聚乙烯,打断聚乙烯中C.H键和C—C键,形成的大分子自由基复合产生交联。

  • 化学交联法可分为过氧化物法和硅烷法。

  • 通过添加的过氧化物在高温下的分解,产生自由基,发生分子间偶合交联

  • 引发聚乙烯交联反应;通过共混引入或接枝到

  • 聚乙烯链上的硅烷官能团在热水中水解产生Si-O-Si结构实现交联


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几种交联方法的比较


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紫外光辐照交联电线电缆

  • 紫外光辐照加工技术是在高分子材料挤出熔融状态下,在常压下对高分子材料进行照射、对材料无损伤,高效节能,光线可深入到聚合物内部作用,而且不带来任何残毒和废物,控制方法简便,适合于产业化和规模化生产。

  • 交联原理和技术特点

  • 以聚烯烃为主要原料掺入适量的强化交联光引发体系,在一定条件下用紫外光照射,通过光引发剂吸收特定波长的紫外光引发产生活泼的大分子自由基,经过大分子自由基和其他添加剂的系列快速交联反应,将单独的聚乙烯长链大分子,用化学键联接成三维网状的交联聚乙烯超分子结构。


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紫外光辐照交联的反应机理


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紫外光辐照下聚乙烯凝胶量与光照时间的关系


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外光辐照箱组成及特点

  • 紫外光辐照灯箱分三部分组成:紫外光发生器、控制柜、冷却风机、紫外光灯。每只灯功率分为6kw全功率和4 kw半功率之分,根据产品型号规格、交联度的要求,分别设定不同的档位操作。


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外光无极灯模块的结构

采用六个无极灯,每只灯对面增加辅反光罩组成一组,六组无极灯元在周向720。,每组灯之间按1200平均分配,确保每一方向紫外光照射电缆的时间相同,灯箱总长

3 m左右。


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紫外光辐射交联EVA电缆料配方

  • EVA,260,法国ATOFINA 公司

  • MMT,有机蒙脱土,838A,经十六烷基三甲基氯化铵有机化处理

  • BP,二苯甲酮,上海化学试剂厂;

  • TMPTA,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯


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Gel content of virgin EVA and EVA/MMT nano-composite irradiated by UV rays under different atmosphere


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参考文献

  • lOkV紫外光辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆的设备、工艺和产品的性能指标;紫外光辐照交联与其它交联方法的比较。

  • 鲍文波 马树军 贾振山

  • 黑龙江沃尔德电缆有限公司


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电子辐射交联电缆料的现状


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我国电线电缆辐射加工应用现状及前景

  • 用电子加速器生产辐照交联电线电缆则是辐射加工行业的第一位产业全世界用于工业的电子加速器有700~800台,总功率超过20000kW[2],其中200多台应用于电线电缆的辐照交联,主要集中在北美、欧洲、日本、俄罗斯、中国及韩国等国家。美国、日本等国几乎所有生产电线的大厂都利用电子加速器生产辐照交联特种电线电缆。我国现有电子加速器近60台,用于电线电缆辐照交联的近50台,与日本生产辐照交联电线电缆的电子加速器台数相近


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辐照交联电缆的主导产品

  • (1)10 kV和l kV辐照交联聚乙烯绝缘架空电缆

  • (2)1 kV辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆(含阻燃、耐火、无卤低烟型)

  • (3)辐照交联聚乙烯绝缘控制电缆(含阻燃、耐火、无卤低烟型)

  • (4)辐照交联聚乙烯绝缘机场照明电缆。该产品已被民航及军用机场广泛采用


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辐照交联电缆的主导产品

  • (5)125℃辐照交联聚烯烃绝缘机车线。该产品已被铁道部及多家机车工厂所接受

  • (6)105℃辐照交联聚氯乙烯(XLPVC)绝缘电线。XLPVC绝缘电线只能采用辐照交联法生产。目前开发的这类产品主要按美国UL 1429、1430、1431、1672等标准生产,用于电子产品配套出口,电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区


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辐照交联电缆的主导产品

  • (7)125℃~150℃:辐照交联聚烯烃绝缘电线。目前开发的这类产品主要按美国UL3266、3173、3271、3272、3321等标准生产,用于电机、灯具等产品配套出口,市场需求量很大,电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区

  • (8)辐照交联汽车用低压电线。现进入市场的主要有两种,一是105℃辐照交联聚氯乙烯绝缘汽车线;二是125℃辐照交联聚烯烃绝缘汽车线。采用标准有美国SAE、日本JASO、德国DIN、法国PSA等,但品种和质量未能完全满足市场需求,仍需大量进口


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辐照交联电缆的主导产品

  • (9)其它开发的产品还有辐照交联聚乙烯绝缘潜油泵电缆、核电站电缆和彩电高压线等


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电子辐照设备


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10KV交联电缆料配方

  • LDPE100

  • 敏化助交联剂1.5

  • 抗氧剂1010 0.3~0.6

  • 硬脂酸钙0.5

  • 氧化锌1.5

  • 碳酸钙1-4

  • 炭黑母粒(含量45%)2~6

  • 交联度80%

  • 辐照量20Mrad


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