电线电缆常用材料介绍.doc

电线电缆材料   一 聚氯乙烯 (PVC) PVC 1. PVC一般电气参数 体积电阻率ρ=1010 ~1012 Ω．m,介质损耗角正切tgδ(50Hz)=0.05 ~0.15, 介电常数ε＝4~8(50Hz)． 2. PVC用于绝缘和护层材料. 2.1 PVC作为电线电缆绝缘用之性能:不易燃烧、耐老化、耐油、耐化学药品、耐冲击、易着色;但由于介电常数大,一般只作为低压电缆的绝缘材料和控制电缆的绝缘材料. 2.2 PVC作为电线电缆护套用之性能:具有良的耐磨性、能抵抗油、酸、碱、菌、潮气及日光照射等,并且对火焰的作用有自灭作性能;聚氯乙烯护套的最低工作温度的 -40度,耐高温可达105度 . 二 聚乙烯 (PE) 1. PE的一般物理性能:呈白色蜡状,半透明,柔而韧,稍能伸长,比水轻,无毒;燃烧特征:易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色而下端呈蓝色,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味;聚乙烯加工熔点范围是132~1350C,着火温度为:3400C,自燃温度为:3900C． 2. 聚乙烯的一般电气参数: 体积电阻率ρ>1015 Ω．m,熔融指数MI=0.17 ~2.0,介电常数ε＝2.25~2.35(50Hz)． 3. PE的类型: 类 型 生产方法 比 重 熔融指数g/10min 成型温度 大分子结构 LDPE 高压法 0.910~0.926 0.2~50 180-2400C 支链接构 MDPE 中压法 0.926~0.940 1.4~4.0 135-1770C 线 型 HDPE 低压法 0.941~0.965 1.0以下 220-2600C 线 型 3.1  LDPE:低密度聚乙烯是聚乙烯系列中最轻的一种,又称低压聚乙烯,结构特点是非线性的,分子量一般为10 ~ 50万;因此,与中密度和高密度聚乙烯相比,它具有较低的结晶度和软化点(软化点为:105 ~ 1200C),有较好的柔软性、伸长率、电绝缘性、透明性,以及较高的耐冲击强度．低密度聚乙烯机械强度较差,耐热性低,此外,一个明显弱点是耐环境应力开裂性差． 3.2  MDPE: 中密度聚乙烯又称中压聚乙烯和菲利浦聚乙烯,其性能和高密度聚乙烯相傩,本厂已不再使用,此处不详述． 3.3  HDPE: 高密度聚乙烯较之低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯,它具有优异的综合性能,如提高了耐热性和机械强度(如拉伸长度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度),并且提高了对水蒸汽和气体的阻隔性能,耐环境应力龟裂性能优越． 3.4 FMPE:发泡PE是使用最广泛的泡沫材料,采用化学发泡的泡沫聚乙烯,其介电常数可降低到1.55左右．如果采用物理发泡的新工艺,即在挤塑时将惰性气体(氮气或空气)注入熔化的聚乙烯来发泡,可制得气泡尺寸较小的泡沫聚乙烯,发泡度可控制在35-40%之间,40%以上骓达到,其介电常数可降低到1.20左右,而且由于不采用化学发泡剂,绝缘内不包含发泡剂残余,介质损耗也可大大地减少,损耗已达到空气绝缘的水平．本厂现采用化学发泡方法挤出． 3.5 发泡聚乙烯的强度和耐磨性能较实体聚乙烯差很多,尤其是薄层细线结构时,在绞合工艺中 会使绝缘磨破．为了确保强度和耐磨性,要采用密度高和分子量大的PE．一般采用LDPE时,     密度要达0.928g/cm3,熔融指数MI要在0.3以下,也可加入一部分HDPE甚至全部采用HDPE   来提高泡沫层的机械强度,加入HDPE还可提高PE的耐温性能 ,但HDPE的加工性能较差． 本厂现用高密度发泡聚乙烯,低密度发泡聚乙烯本厂很少使用． 4 聚乙烯的电绝缘性及应用 4.1介电常数 ε和介质损耗角正切tgδ很小,并且在很宽的频率范围内几乎不变,因此是很理想的绝缘材料．此外ε和tgδ与温度的关系也很小． 4.2聚乙烯的分子量对电绝缘性能的影响不大,它的体积电阻系数ρ和击穿场强Eb,在浸水七天   后仍然变化不大． 4.3 聚乙烯具有优异的电绝缘性能,广泛用于通信电缆的绝缘;为了改进通信电缆的技朮-经济指标,一般都采用泡沫聚乙烯． 4.4为了改善耐环境应力龟裂性能,除采用交聚乙烯外,还可选择熔融指数小的PE．一般,分子量越小(熔融指数越高),耐环境应力开裂性能就越差．熔融指数0.4以下者,基本上可以避免环境应力开裂．密度在0.950左右,熔融指数越小的品种,最耐环境应力开裂．如果密度大于0.95,耐环境应力开裂性能也变差,但较低密度而具同样熔融指数的却好得多．但HDPE成型时常会残留有内应力,这点在使用过程中应注意． 4.5 PE与EVA按一定比例混用,可改善环境应力开裂;与PP混用可提高硬度;与不同密度之 PE混用,可调节其柔软性和硬度． 三 乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物 (EVA) 1. EVA是一类具有类傩橡胶弹性的热塑性塑料 ,它的性能与醋酸乙烯酯的(VA)的含量有很大的关系:VA越小越象高压聚乙烯,而VA越多越象橡胶．VA含量低的EVA傩高压聚乙烯,柔软而抗冲击强度好,宜制造复合材料． 2.EVA具有良好的弹性和低温可挠性、耐化学药品性、耐候性． 3.与LDPE共聚使用,可改善LDPE的耐环境开裂性 、抗冲击性、软硬度及导体与绝缘间的附着力． 四 聚丙烯(PP) 1. 聚丙烯的比重为  0.89-0.91,是目前常用塑料中比重最小的一种,机械强度优良,软化温度在热塑性树脂中最高,耐低温性、耐老化性都好;只只是耐旋光性略差,但可以通过共聚合添加稳定剂加以改进． 2. 聚丙烯的一般性质: PP的外观很象HDPE,是白色蜡状固体,比PE透明,无毒,可燃烧而且离火后会继续燃烧,并放出石油傩的气味． 3. 与聚乙烯相比, 聚丙烯有如下不同特点: 3.1 PP表面硬度比PE高,耐磨性及弯曲变形能力均十分良好,所以PP有“低密度高强度塑料”之称. 3.2 PP优于PE的另一优点是几乎没有环境应力开裂现象,PP具有极为优良的耐环境应力开裂性．不过由于PP本身分子结构规整度很高,使它在室温和低温下的冲击性能很差． 3.3 PP之电气绝缘性能:PP是非极性材料,所以有很好的电气绝缘性;它的电绝缘性基本上类傩于LDPE,而且在广阔的频率范围内不发生变化．由于它的密度极低,介电常数比LDPE还小(ε＝2.0 ~ 2.5),介质损耗角正切为0.0005 ~0.001,体积电阻系数为1014Ω.m以上,击穿场强也很高,为30MV/m;再加之吸水性很小,所以PP完全可以用作高频绝缘材料． 五 聚脂料 (DU PONT的 HYTREL - 7246) 这类材料的特点是高模数、高抗撕、高耐磨、高弹性及低滞后,适用温度的上限达1500C,大大超过其它热塑性橡胶,另外还具有优良的耐油、耐溶剂特性． 六 热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer,TPE),聚氨脂( Polyurethane ,PU ),热塑性聚氨脂(Thermoplastic Polyurethane,TPU)       聚氨脂是一种新发展起来的柔软而坚韧的护套材料,具有良好的韧性、强度、耐靡性、耐化学腐蚀性和抗震性,能在-550C ~ +900C范围内保持柔软性,它还具有良好的抗辐射能力以及适于密封等优点,耐磨性比聚乙烯和聚氯乙烯好四倍．PU弹性体的原料是多元醇在二异氰酸酯;分聚酯型和聚醚型两种;聚酯多元醇多用于制造对撕裂强度、承重能力、耐热性、耐化学腐蚀和耐紫外线辐射等性能有较高要求的PU料．而聚醚多元醇则可使材料具有较好的低温性,耐水解性和耐征生物性． 编辑本段简介　　热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethane) ： 　　所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50%,外力撤除后复原性比较好的高分子材料。

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料 　　可加热塑化，化学结构上没有或很少交联，其分子基本是线性的，然而却存在一定的物理交联这类聚氨酯称为TPU 编辑本段特性　　TPU的主要特性有： 　　硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性 　　机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出 　　耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能 　　加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等等同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金   TPU　　耐油、耐水、耐霉菌 　　再生利用性好 　　TPU[1] 作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料，这从它的刚性看出来，TPU的刚性可由弹性模量来度量橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料（尼龙，ABS，PC，POM）在1000~10000Mpa。

TPU 的硬度范围相当宽，从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性；TPU在很宽的温度范围内-40~120℃，具有柔性，而不需要增塑剂； TPT对油类（矿物油，动植物油脂和润滑油）和许多溶剂有良好的抵抗能力；TPU 还有良好的耐天候性，极优的耐高能射线性能众所周知的耐磨性，抗撕裂性，屈扰强度都是优良的；拉伸强度高，伸长率大，长期压缩永久变形率低等都是TPU的显著优点 　　这里介绍的TPU性能包括三个方面：力学性能，物理性能和环境性能 　　1. 力学性能：TPU弹性体的力学性能主要包括：硬度，拉伸强度，压缩性能，撕裂强度，回弹性和耐磨性能，耐屈扰性等，而TPU 弹性塑料的力学性能，除这些性能外，还有较高剪切强度和冲击功等 　　（a）硬度：硬度是材料抵抗变形，刻痕和划伤的能力的一种指标TPU硬度通常用邵尔A（Shore A）和邵尔D（shore D）硬度计测定，邵尔A用于比较软的TPU，邵尔D用于较硬的TPU硬度主要由TPU结构中的硬段含量来决定，硬段含量越高，TPU的硬度就会随之上升硬度上升后，TPU的其他性能也会发生改变，拉伸模量和撕裂强度增加，刚性和压缩应力（负荷能力）增加，伸长率降低，密度和动态生热增加，耐环境性能增加。

TPU的硬度与温度存在一定关系从室温冷却降温至突变温度（-4~-12℃），硬度无明显变化；在突变温度下，TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性，这是由于软段结晶作用的结果 　　（b）硬度与定伸应力和伸长率的关系以及硬度与撕裂强度的关系随着TPU硬度的增加，100%定伸应力和300%定伸应力迅速增加，伸长率下降这是由于硬度的增加主要是由于硬段含量增加的结果硬段含量高，其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形若使材料变形必须提高应力，从而提高了定伸应力，同时伸长率下降TPU硬度与撕裂强度的关系，随硬度增加，撕裂强度迅速增加，其理由亦与模量的解释相同 　　TPU的配方和性能可进行非常多种类的排列组合但是在现实设计配方和工业化生产时，却会因为原材料（多元醇和多异氰酸酯以及扩链剂）相互的限制，从而使真正可用于很高端的应用的研发还是非常的困难近年随着更多种类异氰酸酯的开发成功，TPU的发展也正进入一个更高的阶段 编辑本段产品对比　　 TPU B95A 规格级别:聚酯型品级 用途概述:适用于运动鞋底，雪靴等[2] 备注说明:特性：特殊聚酯类Polyester,低温中仍保持良好的柔软性 TPU C59D 用途概述:适用于射出 TPU C60AW 。