浅谈辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺.docx

    浅谈辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺    摘要：现阶段，辐照交联聚乙烯电线电缆的产量不断增大，在此生产过程中，也出现了各式各样的问题因此，本文主要对辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺进行了详细分析关键词：辐照交联；聚乙烯；电线电缆；生产工艺一、辐照交联技术照交联技术是指通过化学方式或物理方法来实现大分子的交联反应，使线性聚合物变成具有三度空间网络结构的聚合物的技术结合辐照交联技术与阻燃技术，所制得的线缆材料具有优良的阻燃性、高耐热性、优秀的物理机械性通过辐照交联反应可提高聚合物的成炭性，进而提高其阻燃性辐照交联技术具有其自身的独特优势，即其一，省钱降低成本，电缆生产厂直接使用，比市场采购进来的化学、辐照交联聚乙烯电缆专用料粒子价格便宜1500-3000元/吨；其二，省时电缆生产厂采购化学、辐照交联聚乙烯电缆专用料粒子需要询价、订购，生产、运输的一周左右的时间周期，用DH-125功能母粒子时，在决定生产计划后，5min准备就可直接进行电缆生产；其三，通用性电缆生产厂可自已调节品种，软硬度为DH-125功能母粒子，不但能加入普通聚乙烯PE粒子中，也可加入到不具备交联性的普通电缆料粒子中，使原本不具备交联性能的普通塑胶电缆粒子，变为交联塑胶粒子。

二、辐照交联聚乙烯电线电缆概述（一）辐照交联聚乙烯电线辐照交联电线是利用辐照交联工艺制作的电线，辐照交联是利用电子加速器产生的高能电子束轰击绝缘层，将分子链打断形成高分子自由基，然后高分子自由基重新组合成交联键，从而使原来的线性分子结构变成三维网状的分子结构而形成交联辐照交联电线也就是用这种物理的方法，开发生产的一种新型的家装建筑用线，使电线具有了环保，安全，寿命长等等特点二）辐照交联聚乙烯电缆交联电缆是交联聚乙烯绝缘电缆的简称，交联电缆适用于工频交流电压500KV及以下的输配电线路中目前，高压电缆绝大部分都采用了交联聚乙烯绝缘，交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料，最常用的材料为交联聚乙烯交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯，使得长期允许工作温度由70℃提高到90℃，短路允许温度由140℃提高到250℃，在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能三、辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺（一）电子束能量电子在材料中的穿透深度与电子能量近似成正比，与材料密度成反比不同能量的电子束在物质中有确定的分布，通常以电子束的穿透深度来衡量辐照的均匀性。

聚乙烯线缆的辐照方式有单向辐照和双向辐照两种，其中，双向辐照时电子束的穿透深度约为单向辐照时的2.4倍采用的电子束能量在1-10MeV范围内时，单向辐照所需能量的计算公式为：其中，E为电子束能量，D为电缆绝缘外径，d为导体外径，ρ为材料的密度表1是ρ=0.95g/cm3时，计算结果结合实际生产情况的单向辐照所需电子束能量的参考值表1单向辐照所需电子束能量的参考值双向辐照所需能量的计算公式为：（二）电子束的束流强度在实际辐照中，在辐照剂量一定的条件下，通常是在加速器额定束流强度上限运行，通过调整线缆在加速器的电子束下缠绕的圈数，同时结合电缆线径的大小，确定线缆的运行速度对于电线电缆的辐照交联，电子束流与电线电缆吸收剂量之间的关系为：其中，I为束流强度，R为物质表面的吸收剂量，V为电线电缆通过速度，N为缠绕圈数，K为剂量参数三）辐照剂量的设定图1为辐照交联聚乙烯材料的机械性能随辐照剂量的变化因此，如果想要确保辐照后聚乙烯的机械性能在一定范围内，未添加敏化剂的辐照交联聚乙烯材料的辐照剂量一般约为0.30MGy，而添加了敏化剂的辐照交联聚乙烯材料的辐照剂量一般约为0.015MGy在一定辐照剂量范围内，聚乙烯的交联度随着辐照剂量的增大而增大。

当辐照剂量继续增大时，则聚乙烯的交联度变化不大一般情况下，通过测定辐照后聚乙烯的热延伸伸长率来衡量聚乙烯的交联程度此外，辐照交联聚乙烯的断裂伸长率随辐照剂量的增大而减小，过高的辐照剂量将使辐照交联聚乙烯的断裂伸长率超出适用范围的200%图1辐照剂量与辐照后材料机械性能的关系（四）辐照交联聚乙烯电线电缆生产过程中的常见问题及解决办法1、常见问题辐照完成后，若接触通电导体，会出现强烈的放电现象；辐照前电线在浸水耐电压试验中完好，而辐照后电线在浸水耐电压试验中被大量击穿；辐照前挤出非常紧密的绝缘，在辐照后绝缘出现松动甚至与导体分离；辐照后在电线电缆聚乙烯绝缘内部形成气泡，尤以厚壁绝缘为甚2、解决办法在辐照过程中，保证电线的导体线芯可靠接地，使累积的电荷导入大地；辐照后，电线接地静置一段时间，然后再进行耐压试验合理设置辐照时的电子束能量，电子束的有效射程必须大于绝缘厚度对于圆形电缆，电子束必须穿透半弦长减小辐照剂量率，减小束流强度，增加束下排线的圈数，使单位时间内绝缘层温升降低，同时有利于热量的散出在挤出绝缘层后放置一段时间，待电线恢复室温后再进行辐照严格控制辐照剂量及其均匀性，避免辐照过量或部分区域辐照过量造成绝缘熔融和气泡的生成。

在聚乙烯辐照交联料中添加适当的敏化剂，降低辐照剂量，从而减少H2的逸出，抑制聚乙烯绝缘的起泡现象严格控制辐照交联材料的生产工艺，尽量提高材料的均匀性，在挤出加工时，采用高目数滤网结语总之，聚乙烯具有良好的电性能和加工性能，所以被广泛用作电线电缆的绝缘及护套材料但是，聚乙烯材料的使用温度低及蠕变性等缺点，严重限制了其使用范围因此，人们采用了各种交联或共混技术对其改性，以提高聚乙烯电线电缆的使用温度及耐应力开裂性能，从而保证辐照交联聚乙烯电线电缆的生产质量参考文献：[1]吉玉玲，陆根生.辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺[J].光纤与电缆及其应用技术，2012（1）：26-28.[2]课题组.紫外光辐照交联电线电缆绝缘材料及其先进制造技术[J].中国科技成果，2010，11（12）：56-57.[3]顾杰，李永华，梁明宝，等.一种防燃烧滴落辐照交联聚乙烯电线电缆用绝缘料及其制备方法：，CN102702597A[P].2012.  -全文完-。