电线电缆橡胶及橡塑高分子复合材料

3.2.5 次磺酰胺类 3.3.6 二硫代氨基甲酸盐类 3.4 活化剂（促进助剂） 3.4.1 无机活化剂 3.4.2 有机活化剂 3.5 防焦剂（硫化迟延剂） 3.6 防老剂 3.6.1 防老剂的选用原则 3.6.2 电线电缆橡胶常用的防老剂 3.7 软化剂（增塑剂） 3.7.2 软化剂的选用原则 3.7.3 电线电缆橡胶常用的软化剂 3.8 补强剂 3.8.1 补强剂的补强机理 3.8.2 电线电缆橡胶常用的补强剂 3.9 填充剂 3.9.1 陶土 3.9.2 滑石粉 3.9.3 碳酸钙（活性轻质碳酸钙） 3.9.4 高岭土 3.10 导电剂 3.11 抗静电剂 3.12 阻燃剂
1.4.14 耐磨性 1.4.15 绝缘电阻和绝缘电阻率 1.4.16 介电常数 1.4.17 介质损耗角正切 1.4.18 击穿强度 1.4.19 耐热性 1.4.20 热延伸 1.4.21 耐寒性 1.4.22 阻燃性 1.4.23 耐气候性 1.4.24 耐日光性 1.4.25 耐电晕性 1.4.26 耐臭氧性 1.4.27 耐辐照性 1.4.28 耐湿性 1.4.29 防霉性和防生物性 1.4.30 耐油性和耐溶剂性 1.4.31 耐老化性
第四章 橡胶的加工工艺
第五章 电线电缆用橡胶及橡皮
第六章 电缆用特种橡胶及橡皮
第七章 橡胶及橡皮的测试
第二篇 橡胶和橡塑的并用改性
第一章 概述
第二章 橡胶之间的并用
第三章 橡胶和塑料的并用改性
第一章 概述
第一篇 橡胶和橡皮
橡胶由于物理机械性能好，拉伸强度大，伸长率高，电性能优良，密封性优 异，弹性好，耐磨性好，耐酸碱、耐油、耐溶剂、耐天候性、耐臭氧性、耐热水、 耐水蒸气性、耐高低温性、耐辐射性，气密性、阻燃性等，广泛的应用于我们生 活中的各种产品，与我们的生活息息相关，上至航空航天，下至衣食住行，包括 电线电缆。
丁腈橡胶与聚氯乙烯塑料并用组成的复合料，可兼有二者的共同特性，可提 高丁腈橡胶的耐油性、耐臭氧性、不延燃性和电性能，因此已在通用绝缘电线、 软线和电机引接线类产品中广泛采用。
（七）氯醚橡胶：氯醚橡胶具有优异的耐臭氧性、耐油性、耐寒性和耐热老 化性；但低温柔软性较差，加工性差，材料密度大。氯醚橡胶中含氯量为 37～ 38%时有不延燃性。适用于长期浸在油井中的潜油电机用电缆和其它要求耐油并 耐高温的电线电缆作护套材料。
苯基硅橡胶和亚苯基硅橡胶可作耐辐射电线电缆，最高工作温度可达 300～ 350℃。
陶瓷化防火耐火硅橡胶可作高、中、低压的耐火电缆，可作绝缘层、耐火层、 内外护层，工作温度范围-100～180℃，应用范围非常广泛。
(十一) 氟橡胶：氟橡胶品种很多，电缆工业常用的是全氟丙烯和偏二氟乙 烯的共聚物。在目前的橡胶制品中，氟橡胶的耐热老化性最好，并具有优异的耐 油、耐溶剂性和良好的阻燃性。在电缆工业中主要用作耐高温特种电线的绝缘和 护套材料。最高连续使用温度 200～220℃。
（四）按使用分为：通用型橡胶和特种型橡胶。 1. 通用型包括： （1）天然橡胶，简称 NR,主要成分是聚异戊二烯； （2）异戊橡胶也叫合成天然橡胶，简称 IR，是由异戊二烯聚合而成； （3）丁苯橡胶，简称 SBR，是由丁二烯与苯乙烯聚合而成，性能与 天然橡胶相近； (4) 顺丁橡胶，简称 BR，是由丁二烯聚合而成； 2. 特种型橡胶包括： （1）氯丁橡胶，简称 CR，是由氯丁二烯聚合而成的； （2）丁基橡胶，简称 IIR，是由异丁烯与少量异戊二烯聚合而成的； （3）乙丙橡胶，简称 EPR，是由乙烯、丙烯或乙烯、丙烯及少量的 非共轭双烯为单体，聚合而制得的二元或三元无规共聚物； （4）丁腈橡胶，简称 NBR，是由丁二烯和丙烯腈共聚而成的； （5）氯醚橡胶，简称 CO，是由含有环氧基的环状醚开环聚合而成的 高分子弹性体； （6）氯磺化聚乙烯橡胶，简称 CSM，它是聚乙烯经氯化和磺化处理 后，其结构规整性被破坏而变为在常温下柔软而有弹性的聚合 物； （7）硅橡胶，简称 Q，是由硅氧烷聚合而成的； （8）氟橡胶，简称 FKM，是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的 一种合成高分子弹性体；
天然橡胶可用于工作温度65℃及以下的各种电线电缆绝缘层、屏蔽层材料， 可用于工作温度-75～90℃以及不接触油类、溶剂类的室内用电线电缆的护套层。 在通用绝缘电线、软线和通用橡套橡皮电缆中广泛应用。
天然橡胶可以和其它部分橡胶并用，从而改善其他橡胶的加工性能。
（二）丁苯橡胶：丁苯橡胶和天然橡胶的性能相近，耐热性较好，但加工性 能较差；因此，通常是与天然橡胶并用，改善丁苯橡胶的加工性能；而丁苯橡胶 可改善天然胶的耐热老化性，减少硫化前的压扁现象。
1.3 电线电缆用橡胶及橡皮的分类和性能要求 1.3.1 绝缘橡皮的性能要求 1.3.2 护套橡皮的性能要求 1.3.3 填充用橡皮的性能要求 1.3.4 半导电橡皮的性能要求 1.3.5 修补用橡皮的性能要求
1.4 橡胶的基本性能及其涵义 1.4.1 门尼粘度 1.4.2 硫化 1.4.3 正硫化点 1.4.4 焦烧 1.4.5 威氏塑性 1.4.6 喷霜 1.4.7 自硫 1.4.8 抗拉强度 1.4.9 断裂伸长率 1.4.10 定伸强度 1.4.11 弹性 1.4.12 永久变形 1.4.13 抗撕裂强度
1.1 橡胶的分类、特性和用途
1.1.1 橡胶的分类 （一）按原料分为：天然橡胶和合成橡胶。 （二）按形态分为：固态橡胶（又称干胶）、乳状橡胶（简称乳胶）、液体
橡胶和粉末橡胶。 （三）按硫化状态分为：生胶、混炼胶和硫化橡胶。 未加入硫化剂进行硫化(交联)的，称为生胶，均为线性结构；根据不同的
要求加入各种配合助剂、硫化剂，还未经过硫化交联的，称为混炼胶；经过高温 或常温硫化交联后形成三维网状结构，具有了弹性的称为硫化橡胶。
丁苯橡胶与天然橡胶并用后的用途，与纯天然橡胶相同。丁苯橡胶单独使用 时，可用作工作温度75℃的绝缘材料，可用于工作温度-60～100℃的电线电缆 护套层；丁苯橡胶也具易燃性。
（三）氯丁橡胶：氯丁橡胶的力学性能优良，与天然橡胶相近。由于有氯原 子的存在，具有不延燃性、耐大气老化、耐臭氧和一定的耐油、耐溶剂性，但电 性能较差。主要用于船用、矿用及户外用电线电缆作护套材料，也可用于低压电 线作绝缘材料。
400～ 800 35~100
300～ 800
30~90
400～800 15~75
0.94
0.86
0.90
-60～100 -60～150 -60～150
中 良～优
良 良 差～可 可 良～优 可 可～良 可 可～良
中 良 良 优 优 可～良 良～优 良 优 优 很好
低 可 良 良～优 优 良 良 差 优 优 很好
20~30 2.3～3.0 0.0023~0.
正切（1kHz） 0030
抗拉强度
24~31
/MPa 伸长率（％） 750～850 纯胶
硬度（邵氏 A） 密度/ （g/cm3） 使用温度范 围℃
20~100 0.85~0.93 -75～90
回弹性百度文库
很好
抗压缩变形 良～优
加工性
优
抗氧性
良
抗臭氧
差～可
抗撕裂性
氯磺化聚乙烯橡胶与其它橡胶并用，可改善这些橡胶的耐臭氧和耐气候性 能。
（九）氯化聚乙烯橡胶：氯化聚乙烯橡胶也是聚乙烯的衍生物，其特性与氯 磺化聚乙烯相近，具有良好的耐大气老化、耐臭氧、耐热老化、耐油、耐化学药 品和不延燃等性能。在电缆工业中的用途和氯磺化聚乙烯橡胶一样，较为广泛。
（十）硅橡胶：硅橡胶是有机聚硅氧烷弹性体的统称，随着结构组成的变化、 性能范围很宽，特别是工作温度范围广（-100～180℃）。电缆工业常用的是甲基 乙烯基硅橡胶。主要用于船用控制电缆、航空电线、H 级电机引接线和特种电力 电缆如耐火电缆作绝缘材料，也可作为宇宙飞船用电线电缆的烧蚀覆盖层。
（五）乙 丙 橡 胶 ： 乙 丙橡 胶 包 括二 元 乙 丙橡 胶 （ EPM ）和 三 元 乙丙 橡 胶 （EPDM），常用的是三元乙丙橡胶。
乙丙橡胶具有很好的弹性和耐低温性能，耐热及耐热老化性能优良，长期工 作温度可达120℃，最高连续工作温度为150℃，短时间甚至可耐230～260℃。
乙丙橡胶的各项性能略优于丁基橡胶，且加工性能较好，因此在电线电缆产 品中适用范围广，如用于电力电缆、直流高压电缆、电机引接线、船用电缆、千 伏级矿用电缆和海底电缆等技术性能要求较高的产品。乙丙橡胶也是易燃材料。 主要用作绝缘材料，也可用作护套层材料；乙丙橡胶的耐辐照性好，经过特殊助 剂的配合可做成耐辐射电线电缆。
第二章 橡胶的配方设计
2.1 配方设计的基本原则和配方分类 2.2 配方设计的程序 2.3 配方形式与配方成本计算 2.3.1 配方形式 2.3.2 配方成本计算 2.3.3 生产配方 2.4 配方试验方法 2.5 橡胶的选择 2.6 各种橡胶的基本配方
第三章 橡胶配合剂
3.1 硫化剂 3.1.1 硫磺 3.1.2 含硫化合物 3.1.3 过氧化物 3.1.4 醌类 3.1.5 树脂类 3.1.6 胺类 3.2 硫化促进剂 3.2.1 噻唑类 3.2.2 胍类 3.2.3 秋兰姆类 3.2.4 硫脲类
（八）氯磺化聚乙烯橡胶：氯磺化聚乙烯橡胶是聚乙烯的衍生物，因具有橡 胶材料的特性而归入橡胶类。它的电性能、耐大气老化、耐臭氧、不延燃性、耐 热老化和耐化学药品性均能胜于氯丁橡胶，力学性能略低于氯丁橡胶。在电线电 缆工业中可作为高压点火线和低压户外电线的绝缘材料，以及船用、矿用、机车 车辆、电光源等电线电缆的护套材料。
（9）氯化聚乙烯，简称 CM，是聚乙烯通过氯取代反应而制成的无规 乙烯、氯乙烯和1，2-二氯乙烯的三元聚合物。
1.1.2 橡胶特性和用途
（一）天然橡胶：天然橡胶电性能优良，抗张强度、伸长率、柔软性和弹 性优于大多数合成橡胶，有较好的综合性能，加工性能好，在65℃及以下热稳定 性良好。但天然橡胶的耐油、耐溶剂性能差，耐大气老化性差，为易燃性材料。
（四）丁基橡胶：丁基橡胶具有优异的电性能和热老化性能，其耐水性（雨 水、河水、海水、热水和过热水）、耐水蒸气、耐臭氧、耐电晕、耐化学溶剂性 和气密性均较好。但丁基橡胶的力学性能较低，弹性差，易燃，不耐矿物油，硫 化速度慢，与其他橡胶的相容性差，不能和其它橡胶并用，不易混炼；可通过掺 和聚乙烯或通过卤化（如氯化丁基橡胶 CIIR 和溴化丁基橡胶 BIIR），对丁基橡 胶进行改性，可用于工作温度80～85℃的电线电缆作绝缘材料和电压为6kV 以 上中压产品的绝缘材料，如船用电缆、电力电缆和高压电机引接线，也可用于工 作温度-60～120℃的电线电缆的护层材料。
很好
耐磨性
优
耐辐照
可
耐稀酸
可～良
耐浓酸
可～良
耐碱
可～良
耐溶剂
脂肪烃
差
芳香烃
差
氯烃
很差
汽油
很差
动植物油
差
耐水性
优
耐阳光
差
耐热老化
良
耐燃性
差
1011~1013 6×1013
>1013
20~30
28~30
24
2.9
3.0～3.5 2.1～2.4
0.0032 17~24
0.004(60 赫)
5.5~24
0.0030 9.8~19.6
在表 1-1 中列出了电缆工业用橡胶的一些主要性能参数。 表 1-1 电线电缆用橡胶性能
性 能 天然橡胶 丁苯橡胶 三元乙丙 丁基橡胶 丁腈橡胶 氯丁橡胶 氯磺化聚 硅橡胶 氟橡胶
NR
SBR
橡胶
IIR
NBR
CR
乙烯 CSM
IPM
EPDM
体积电阻率 1~6×1013
/Ωˑm
击穿强度/ （kV/mm） 相对介电常 数（1kHz） 介质损耗角
(六) 丁腈橡胶：丁腈橡胶的特点是耐油，其耐热性介于乙丙橡胶和丁苯橡 胶之间，电性能较差，也易燃。随着橡胶中丙烯腈含量的增加，其耐油性和硬度、 定伸强度等也随之提高，而电性能、透气性、耐化学药品性、耐寒性下降。
主要用于与油类较多接触的电线电缆作护套材料，如油、气井用电线电缆， 电机引接线，机车车辆用线等。
电线电缆橡胶及橡塑高分子复合材料
第一篇 橡胶及橡皮
第一章 概述
1.1 橡胶分类、特性和用途 1.1.1 橡胶的分类 1.1.2 橡胶的特性和用途
1.2 橡胶的组成 1.2.1 硫化体系 1.2.2 防护体系 1.2.3 软化体系 1.2.4 补强填充体系 1.2.5 阻燃剂 1.2.6 着色剂 1.2.7 导电剂