挤出工艺对辐照交联聚聚乙烯绝缘的物理机械性能的影响

修复的老设备更为适用。 ｔ ）改 善 了设 备 运 行 状 况 ， 减 小 了机 器 ３
振 动 和 噪 音， 高 了产 品 质 量 。 提
参 考 文 献
１ 沈从周．机 精爱各安装 手册 ． 北 京 ：中国建 箍＿ Ｔ 。
终 使 各 托 轮 表 面 温 度 趋 子 一 致 （ 般 精 诃 一
托 轮 经 初 调后 ， 以 中速 起 动 设 备 ， 运 转
５ ｏ ～】 ｍ 后 停 止 。 待 设 备 停 稳 后 ， 迅 速 用
结
论
手 挨 个 抚 摸 托 轮 表 面 ， 通过 手感 测温 可 知 每 个 托 轮 温 度 是 否有 明显 差 异 。 根 据 温 度 的 高
低 ， 可 判 断 出 各托 轮 的 受 力情 况 。 温 度最 高
在试样 ４的工艺条件下， 导 体 预 热 到 １ ０Ｃ， ２￣ 因此 熔 胶不 会 在 贴近 导体 的表 面形 成
＊ 壳 管 更不 可能 有 生 胶 粒 子 生成 ， 晶 ， 所 试 样 机 械 性 能较 高 ， 近 Ｉ Ｅ 树 脂 。 接 Ｊ ＤＰ ２ 当采 用挤 管式 模 具时 ， 头 部 份 的状 ） 机
态 如 图 ２示 。
原 因 分 析
仅仅 由于 挤 出过 程 中模 具和 导 体 温度 的 不 同，就 能 导 致 辐 照 ＸＬ Ｅ 机 械 性 能有 悬 殊 Ｆ 的 差 异 ， 这 可 从 绝缘 层 初 始 形成 过 程谈 起
１ ．挤 出绝 缘 性 能 差 异 的 原 因
（） 挤 出工 艺 对 绝 缘 机 械性 能 的 影响 １ １ 当采 用挤压 式 模 具时 ， ） 机头 部 份 的状
在 挤 管 式 模 具 中， 聚 合 物是 形成 管状 后 再 附着 在 导 体 上 的。 在 试 样 ３的 工 艺 条 件
下 ， 合 物 虽然 也 会 形 成 聚 晶壳 管 但 它 不 会 ，
困温度 的骤然下降而 迅速 结晶，形成一个高
破 碎 成 生 胶 粒 子 ， 因而 绝 缘层 冷 却后 依 然 是
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均相结构。在试祥 ２的工艺 条件下 ． 导体经
过 预 热 ， 会 在靠 近导体 的 内 表层 形 成 “ 不 晶壳
２ 辐 厢后 两 种 工 艺 下 产 品性 能 蒸 异 的
原 因
管 ” 而 且 此 时 聚 台 物 已经 离 开 了机 、 不 会 ， ．
的 应 力集 中， 发 了 纹 ” 诱 银 的产 生 ， 当发 展成
在工 艺 条 件 ２３ ４下 生产 的绝 缘为 均枢 、、 体 系， 因此 在 辐 照 过 程 中高 分 子 链 段之 间可 以很 好 地交 联， 而 使抗 张 强度 大 大 提 高 ， 从 热下缝缘 酌机 挂性 能
ｌ ｊ
’ 样 蛘９ 试祥 ８ ｉ １ 式 Ｉ ｊ ４ 试样
摄
图
１
结 晶 区， 图示 的 壳 管 即 晶 。 结 晶 本 应 提 高 聚 台物 的 抗 张 强度 ， 但 是
在挤出过程中，这一 晶壳管” 在随流体 向前 移 动 的 时 ，会 受 到 来 自与 之 邻近 的高 象 物 熔
１ ３次 即 可达 到 要 求） ～ 。
业 出艇 社 ， ９ ３ １８
］ ９
２ 喻 怀正．机械 设计基 础．北 京 ： 等教育 出板社 ． 高
基 准 托 轮 一般 不会 出现 高 温 ； 果 出 现， 如
・３ ・ ８
九 六
：
六
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它们 辐 照 前 的 强度及 伸 长 率 是 不 同 的， 试 样 ２３ ４略 高于 试 样 １而 试 样 １辐 照后 的 抗张 、、 ； 强 度反 面 骶于 Ｌ Ｅ 树 脂 ，熔 融 指数 为 ２及 ＤＰ ０ ３的 Ｌ Ｅ 树 脂 的抗 张 强 度 分 别 为 １ ． ． ＤＰ ３５
ＭＰ ａ及 １ ０Ｍ Ｐ 。 ５． ａ
发 生 交 联作 用。 这样 ， 生 胶 粒 子就 会 成 为 应 力 集 中体 ， 造成 交 联 后 的产 品抗 张 强 度 和 断
验 证 实 验 １ ）对 绝缘 作 抗 张 试 验 ， 发现 断裂 前 的 银 纹 ” 象仅 出现 在 绝 缘 内层 ， 即贴 近 导 潍 现 的一 侧 才 有 ， 绝缘 外层 没有 。 而 ２ 用锋 利 的 刀片 将 绝 缘 层 剖 开 ， 外层 ） 其 ｏ ３ｍｌ 的 薄 片 ， 裂 伸 长率 为 ３ ０ ． ２ １厚 断 １ 啊；而
（） 辐 照 后 在 凝 胶 率 相 近 的情 况下 ，试 ２ 样 １的 性 能 变 化 不 大 ， 低 于 国标 规定 。 试 样 ２３ ４的 抗 张 强 度 则大 幅 度提 高 ， 、、 高于 ｘＩ Ｅ 原 料 ； 裂 伸 长 率 也 大大 提 高 ，但 低 于 Ｉ Ｅ 断 肼 原 料 。 热 延 伸 试验 仪 试 样 １不 台 格 。 （） 就挤 出工 艺 而 言， 试 样 １所 用 工 艺 ３ 会 使 绝 缘 中 有 时 出现 小 疙 瘩 ； 而 试样 ２ 、 、３４ 所 用工 艺 则 没 有 。
裂 伸长 率 并 未 明 显提 高。 同理 ， 在 做 热延 伸 试 验时 ， 试 片在 热 负 荷 的作 用 下 也 会 在两 刊 １
界 面 处 首先 断 开 ， 成 应 力 集 中， 而 导 擎 形 继
个 试 样 断裂 这 种 断 裂 没 有 明 显 的 伸 长 过 程， 脆性断裂， 属 因此 不 可 能是 凝胶 率不 够造 成 的 。 因为 凝 胶 率 低 的试 样 在 热 负 荷 下有 一 个 “ 冻” 流体 、 缘 试 片 伸长 变 细 的过 程 ， 解 成 绝
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一
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挤 出工 艺对 辐 照 交 联 聚 乙烯 绝 缘 的 物 理 机 械 性能 的影 响
郑州电缆（ 集团） 股份有限舟司 赵有伟 杨建华 朱爱荣
摘要 … 过程 … … 发， 对 能 的影 响 ， 并提 出 了提 高 绝 缘 机 械 性 能 应 注 意 的 工 艺 控 制 。 主题 词 辐 照 交联 聚 乙 烯 挤 塑 工 艺
出工 艺控 制不 当，反 而 会 造 成 辐 照 ＸＬ Ｅ 机 Ｐ
果 如 表 １ 列。 所 从 实验 结果 可 以看 出： （） 在不 同 的工 艺 条件 下挤 出的 绝 缘 ， １
可 通 过调 整后 面两 组托 轮 的 承 载力 来 使 所 有
械 性 能 的 显著 下 降， 致产 品不 合格 。 导 体缺 陷起 到补 偿 作 用 ， 减小 筒 体 振 动 。
态 如 图 １所 示 。 ｃ
图 ２
在试 样 １的工 艺 条 件 下 ， 当粘 流 态 的 聚 乙烯 与 处 于室 温 （０ ０Ｃ） 的 冷 导体 相 遇 ２ ￣３ ￣ 时 ， 由于 聚 乙烯 分 子具 有 良好 的化 学 和几 何 规 整 性 ， 它 与 导体 租 接触 的一 薄 层 聚 乙烯 会
各 托 轮 表 面 温 度 丰近 ， 明 各 托 轮 受 力 均 匀 ， 日 说 托 轮 已调 好 ｝ 若 备 托 轮 表 面 温 度 仍有 明显 差 异， 可按 上 述 方 法 再对 高 温 托 轮 进 行 微调 ， 最
（） 延长 了托 轮使 用寿 命， 降低 了维 修 ２ 费 用 。 此 法对 简体 弯 曲 、 凸缘 失 圆而 又无 法
裂纹后导致脆性断裂。所 以，试样断裂伸长
率较小。
工 艺 的 改 善 措 施
由前面的分析可知，造成辐照交鞋聚 乙 烯机械性能下降的原 因， 主要 是其 内有“ 品壳
凝胶宣 为 ７ ～７ 。 ８ ８
融 体和 导体 的作 用力 。 通 常 ， 机 头 的熔 融压 力 很 大， “ 壳 管 ” 强度 很 低 而 会 被 破 碎， 而 晶 因 并在 靠 近 导 体 的 一 定熔 区 内形 成 对 谓 的生胶 粒 子 。 生胶 粒 子在 向熔 体 内扩 散 过程 中， 会 导致 熔体 产 生强 烈 的湍 流 ， 从 而 使 生胶 粒 子 的扩 敞区域 更 大 ； 这 些 生 胶 粒 子在 快 速 挤 出 过程 中来 不 及 重 新 熔 融 均 化 就 离 开 机头 ，而 迅 速 进 入 水槽 冷 却 。 这 样， 在挤 出 的绝 缘 中 就 保 存 有 相 对 独 立 的 结 晶 区 伸 拉试 验时 ， 在 生 胶 粒 子 边 缘会 产 生 较 大 应 办 集 中 ， 所 抗 张 强 度 、 裂 伸 长 率 下 降 ， 至 低 于 原材 料 。 断 甚
故产 生 不 可逆 形 变 。
靠近导体一侧 的内层 ０４ｍｍ 厚的薄片，断 ． 裂伸长率仅为 ｌＯ ２ 嘶。
“ 纹 ” 非 晶态 聚合 物 脆 性 断 裂过 程 中 银 是 出现 的 ， 韧 性 断 裂 中 则 出 现 剪 切 带 。 因此 ， 而 内层 绝 缘 中 出现 “ 纹 ” 表 明 内层 绝缘 发 生 银 就 的 裙脆 性 断裂 ｝ 或 者 说 是 生 胶粒 子界 面 引起
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性 能 影 响
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概
述
挤 出工 艺 实 验 及 结 果
为 驻 一挤 出工 艺对 绝 缘 机 械 性 能 的 影 一
响，我 们 在 生 产 ＹＪ 型 ０ ６＇ ｋ 的 ６ｍｍ Ｖ ． ／ Ｖ １ 绝 缘 线 芯时 ， 在 同一 生 产 线上 采用 相 同 的原 材 料 、 同 的 挤 出温 度 作 了工 艺试 验， 试 结 相 测
度和 断 裂 伸 长 率 较 高 。 （ ） 对 以上 分 析 结 果 的验 证 ２ 为 判 断 上 述 分 析 的 正 确 性 ， 对 于 采 用 不 预 热 导体 及 挤 压 式 生 产 的 试 样 １进 行 了 以下
难 以 贯 通， 距 较 远 ， 时生 胶 粒 子 的结 晶度 相 同 很 高 ， 大 束 缚 了链 的运 动 ， 使 两 相 问不 易 大 致