輻照交聯(lián)造粒機,輻照交聯(lián)電纜料造粒機(圖示)

邱曉娟19961977

聚乙烯的交聯(lián)可以采用輻照交聯(lián)、化學交聯(lián)和硅烷交聯(lián)三種方法。化學交聯(lián)電纜料的生產(chǎn)方法有一步法、兩步法二種。其中一步法是直接將交聯(lián)劑加入到PE粒子中，進行包裝，在放線時直接擠出電纜；兩步法是先制備均一的聚乙烯電纜料，然后由電纜廠擠出，生產(chǎn)交聯(lián)電纜。由于國內(nèi)的電纜生產(chǎn)廠很多，因此一步法、兩步法電纜料的均有較好市場。

二、技術(shù)簡介      本公司在交聯(lián)聚乙烯電纜料己有10多年的生產(chǎn)歷史。提供的技術(shù)是本公司使用的成熟配方，能提供一步法、兩步法二種生產(chǎn)化學交聯(lián)接枝聚乙烯電纜料的生產(chǎn)技術(shù)，其中，兩步法生產(chǎn)的電纜料質(zhì)量穩(wěn)定可靠，大小粗細線均可使用；但設(shè)備投資大；一步法設(shè)備投資小，操作簡單，但產(chǎn)品質(zhì)量沒有兩步穩(wěn)定，一般用于生產(chǎn)大粗線上。一、概念

交聯(lián)電纜通常是指電纜的絕緣層采用交聯(lián)材料。常用的材料為交聯(lián)聚乙烯(XLPE)。交聯(lián)工藝過程是將線性分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯(PE)材料通過特定的加工方式，使其形成體型網(wǎng)狀分線結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。使得長期允許工作混充由700C提高到900C(或更高)，短路允許溫度由1400C提高到2500C(或更高)，在保持其原有優(yōu)良電氣性能的前提下，大大地提高了實際使用性能。目前電纜行業(yè)生產(chǎn)交聯(lián)電纜的工藝方式分為三類：第一類　過氧化物化學交聯(lián)，包括飽合蒸氣交聯(lián)、惰性氣體交聯(lián)、熔鹽交聯(lián)、硅油交聯(lián)，國內(nèi)均采用第二種即干法化學交聯(lián)；惰性氣體交聯(lián)---――干法化學交聯(lián)采用加入過氧化合物交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料，通過三層共擠完成導體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后，連續(xù)均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯(lián)管完成交聯(lián)過程。傳熱媒體為氮氣(惰性氣體)，交聯(lián)聚乙烯電氣性能優(yōu)良、生產(chǎn)范圍可達500KV級。硅烷化學交聯(lián)――溫水交聯(lián)采用加入硅烷交聯(lián)劑的聚乙烯絕緣材料，通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后，將已冷卻裝盤的絕緣線芯浸入85-950C熱水中進行水解交聯(lián)，由于濕法交聯(lián)會影響絕緣層中的含水量。一般高電壓等級僅達10KV。輻照交聯(lián)――物理交聯(lián)采用經(jīng)過改性的聚乙烯絕緣料，通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后，將冷卻后的絕緣線芯，均勻通過高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交聯(lián)過程。輻照交聯(lián)電纜料中不加入交聯(lián)劑，在交聯(lián)時是由高能電子加速器產(chǎn)生的高能電子束有效穿透絕緣層，通過能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的，因為電子帶有很高的能量，而且均勻地穿過絕緣層，所以形成的交聯(lián)鍵結(jié)合能量高，穩(wěn)定性好。表現(xiàn)出的物理性能為，耐熱性能優(yōu)于化學交聯(lián)電纜。但由于受加速器能量級的限制(一般不超過3.0Mev電子束有效穿透厚度為10mm以下，考慮幾何因數(shù)，生產(chǎn)電纜的電壓等級僅能達到10KV，優(yōu)勢在6KV以下。

 輻照交聯(lián)造粒機,輻照交聯(lián)電纜料造粒機(圖示)

硅烷的用量直接影響交聯(lián)程度。采用工藝1

時, 凝膠質(zhì)量分數(shù)一直隨硅烷的用量平緩變多了, 但是

大的交聯(lián)度也小于30 %; 而采用工藝2 時, 凝膠質(zhì)量分數(shù)在硅烷的用量少于3 份時, 隨硅烷用量的變多了而變多了, 并在硅烷用量達到3 份時達到了大點,之后略有下降。說明在采用工藝1 時, 硅烷未能有效的與EVA 進行接枝反應(yīng), 產(chǎn)生的部分凝膠只能是EVA 與硅烷發(fā)生了部分交聯(lián)反應(yīng)或者是直接與過氧化物進行了交聯(lián)。采用工藝2 則反應(yīng)完全, 并出現(xiàn)接枝飽和點, 低于此飽和點的用量將明顯的縮減交聯(lián)度, 而高于此飽和點的用量并不能變多了交聯(lián)度, 多余的硅烷游離在EVA 中, 不但不能改善材料的性能,甚至可能形成弱應(yīng)力點圖2 硅烷用量和凝膠質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系圖3 硅烷用量與拉伸強度和伸長率的關(guān)系圖3 為硅烷用量與拉伸強度和斷裂伸長率之間的關(guān)系。隨體系的交聯(lián)度的提高, 分子鏈之間的相對運動困難, 相當于提高了分子鏈的剛性, 使拉伸強度上升, 斷裂伸長率下降。215 引發(fā)劑的影響圖4 為引發(fā)劑用量與凝膠質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系, 如圖4 工藝2 中所示, 用量少, 得到的凝膠質(zhì)量分數(shù)會明顯降低, 無法改善材料的交聯(lián)性能; 但用量過多, 凝膠質(zhì)量分數(shù)也出現(xiàn)下降的趨勢。原因如下: 初始DCP的變多了會變多了接枝的質(zhì)量分數(shù), 提高了凝膠質(zhì)量分數(shù), 但當其達到某一極限時, 會產(chǎn)生由于接枝過度變多了導致PE 大分子鏈上所含官能團數(shù)量急劇增長, 大分子鏈段運動受阻, 官能團之間發(fā)生碰撞交聯(lián)反應(yīng)機會減少, 致使凝膠質(zhì)量分數(shù)反而出現(xiàn)降低, 甚至DCP在用量較大時會奪取PE 的活性點直接參與反應(yīng), 形成早期的交聯(lián)鍵而使硅烷喪失交聯(lián)的機會和可能。