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电线电缆耐辐射高分子资料的开展

来源:青岛汉河电缆日期:2014-12-26 浏览:0

         高分子资料经高能射线辐射后,简单发生自由基或和空气中的原子氧发生反应,致使资料裂解,交联,支化等,影响资料的性能。而跟着核电站,宇航仪器,核剖析和核资料的出产的大规模需求,都需求优秀的耐辐射高分子资料用做电线电缆,操控电缆和其它包装资料上。

        进步高分子复合资料的耐辐射性的办法首要由以下两方面:(1)捕获自由基,首要是参加抗氧剂,但在慵懒气氛下有用,而在氧气存在时作用欠安。(2)参加资料能吸收辐射能经某种中心态后转化成热能, 苯环通常有这个作用。故曩昔常在PVC, PE,EPDM等资猜中参加含苯环的高分子资料或添加剂.曾被许多选用。一些无机资料也有这个作用,但尚无法从机理上加以解说.跟着高分子资料的开展和核工业规范的进步,新的办法和资料都得到研讨和运用[1-7]。

二、耐辐射高分子资料的开展

1、聚酰亚胺

        含苯环的聚合物通常能够经过内转换将辐射能转换成热能,其间最重要的是聚酰亚胺,效果因为它富含高含量的多个苯环的体系,能够清除H原子,其间最著名的是Kapton@,但它因为对其他光谱段的强吸收性而遭到约束,因为这个缘由其它种类的聚酰亚胺得到进一步开发和运用,例如才用添加扭接损坏其分子链排序,或在两个酰亚胺环中参加两个独立的多苯环组,更为进一步的是加入三氟甲基和剩余的二亚胺基反应,增强电子的来削减杂乱的给配效应.聚酰亚胺资料的电线和电缆虽然已得到运用,但更为广泛的挑选尚在进一步研讨中.

2、Si4N3纤维

       Si4N3纤维做为一种优秀的耐辐射和高温电气绝缘资料广泛地用于核电站和炼钢厂,它能够用在耐温10000C以上和航天运用上,它是由一种聚炭硅烷组成而得到的。

3、碳化硅纤维增强碳化硅复合物

      碳化硅复合物因为其优秀的热稳定性,耐辐射性,耐腐蚀性也一之被运用,而碳化硅纤维增强碳化硅复合物可制得极为重要的资料.它通常是选用浸泡-热解的办法,在工艺流程和新的资料的挑选上面临不少需进步的疑问。

4、等离子沉积

     经过在高分子资料外表涂一层保护层,而是其不受射线的影响也是经常才用的办法,等离子沉积是最有用和受重视的手法之-,如在资料外表掩盖一层类金钢石的涂层.

5、参加有机金属化合物

        其他办法虽然都很有用,但本钱高,近期参加有机金属化合物的办法遭到重视。金属遭到氧原子得进犯后,发生一层氧化膜,保护了高分子基材,并且磨损后,有能够自我修正,发生新的保护膜,当前还首要约束在有机铝和有机锡。

6、金属基高分子资料

       遭到参加有机金属化合物的启示,当前该办法尚在讨论当中。

三、辐射交联聚合物及其工业运用

        聚合物资料经辐射交联后,聚合物大分子之间构成必定的交联点, 使聚合物的分子量进步,并构成一种三维网状结构的分子,对聚合物的各项物理功能发生影响:

(1)进步热稳定性(包含高温特性及热氧老化性);

(2)进步抗张强度和削减弹性;尤其是进步在高温下的抗张强度。

         辐射交联后可进步资料的抗张强度、耐磨性等机械功能。但值得注意的是这并不是肯定的, 尤其是对半结晶高聚物, 到必定交联程度后, 交联聚合物的抗张强度会下降。除此之外,辐射还可改进聚烯烃耐环境应力撕裂性、低温脆性等,但最首要的是改进在高温下的力学功能。

(3)交联聚合物不能为溶剂所溶解,只能为溶剂所溶胀。

辐射交联与化学交联相比,首要有以下长处:

(1)无须添加热引发剂,可防止混料进程中的预交联。

(2)交联在常温下进行,可节约能源和防止环境污染。

(3)交联工艺简略,交联进程简单操控,交联度可经过调理辐射剂量来操控。

(4)运用规模大,如PP,氯化聚乙烯(CPE),氟资料等。

(5)效率高,本钱低。

(6)改进电功能: 蒸汽交联的PE电缆在高压蒸汽下不可防止会将蒸汽进入PE层,形成许多微孔,若沾污物浓度高,电缆在运用中易

      发生"电树表象",而交联剂的引入使资料的高频特性遭到损失。选用辐射交联可防止或消除这些微孔、污秽或鼓突,并消除"水树"及"电树"表象,确保绝缘层的均匀性和高纯度,从而使其具有非常好的高频特性及长时间功能。所以,大家又把辐射加工称为继机加工、热加工、电加工后的又一次工业革命。

(7)辐射交联格外适用于出产小线,能够高速挤出后交联,比化学交联小线的出产速度要高。

      辐射交联加工中最广泛的商品是交联聚乙烯(XPE)。 PE辐射交联后,在电线电缆资猜中,它的最大工作温度可从140℃进步到250℃ [23] 。另一个特色就是"回忆效应" ,运用这个特色已制成热收缩资料而大规模运用[24]。在有机PTC(正温度系数(Positive temperature coefficient of electricity))资猜中,当温度超越高分子资料熔点时,会呈现NTC(负温度系数)效应,而辐射交联PE/CB资料不只能够削减甚至消除NTC效应,并且能够坚持有机PTC资料在屡次电热循环后的稳定性。中国辐射加工技能是近20年开展起来的一种高新技能,尤其是功率超越50kW以上大功率的电子加速器和10万居里以上的60Co源的广泛运用,促进了辐射加工工业的不断开展。辐射交联电线电缆是辐射加工的支柱工业。聚烯烃经辐照后,显著改进了其作为电缆料的各种功能,拓宽了其运用规模,格外是在计算机操控、家用电器、海上石油钻井渠道、高层建筑、电子电器商品等范畴有特殊作用。跟着石油勘探、宇航、计算机、通讯、交通以及家用电器工业的开展,也迫切需求研发出本领恶劣环境条件下运用的优质电缆。许多研讨所、化工厂、高校都相继进行了辐射化学的理论研讨与辐射交联聚烯烃等的运用基础研讨及资料配方研讨。 虽然如此,中国当前研发的电线电缆热稳定性差,运用寿命短,并且种类较少,远不能满意市场需求。尤其是耐热150℃的辐射交联聚烯烃电线电缆和耐辐射电缆还没有彻底过关,致使中国该类商品的耗费只能以贵重的氟塑料绝缘电线代替或进口,每年花费数千万美元的外汇。

         LDPE与一些外表活性物质触摸时,简单在外力作用下发生裂纹,所以约束了它的运用规模。许多场合,LDPE已不能满意资料的运用需求,必须用HDPE,如中温自限温加热电线电缆和更高温度等级的电线电缆资料。故而以HDPE为基材的交联资料的研讨也很重要。并且辐照后HDPE与LDPE的降解机制也也许有所不同。

           跟着社会开展和人类的需求,对资料需求愈来愈高,大家一方面开发新的高分子资料,一方面运用现有的高分子资料共混改性。研讨标明,共混高分子资料在遭到高能射线辐照时,各组份是相互影响的,除了本身的要素外,首要决定于相容性[6]。聚烯烃的共混系统辐射改性已被研讨了好久,在许多方面得到运用。不只可改进其性质还可操控加工进程中的形状。



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