絕緣材料的輻射交聯
電線電纜工業是機械電子工業的一個極其重要的組成部分。電線電纜是傳送電能、傳輸信息和制造各種電器、儀表不可缺少的基本元件,是電氣化、信息化的基礎產品。隨著社會城市現代化發展的需求,無論在微電子、家電、汽車、航空、通訊、電力等系統,還是交通運輸和建筑領域對電線電纜不斷提出更高的要求,如耐溫性、耐環境老化、和耐開裂性,以提高產品運行的可靠性和安全性。這是常規電線電纜所滿足不了的,電線電纜絕緣的交聯改性可大大提高電線電纜的工作溫度、耐溶劑、耐環境老化,耐開裂等性能。如普通聚乙烯(PE)絕緣電線電纜,由于絕緣是線型聚合物,受熔融溫度限制,只能在70℃以下場合使用,耐溶劑性、耐開裂性差。如果絕緣形成交聯結構導致性能上顯著提高,使其耐溫和耐化學試劑性等得到改善。通常PE在70-90℃軟化,在110-125℃熔流,而交聯后的PE即使在250℃仍然不會改變形狀。
線纜工業中實現交聯的三條途徑:化學交聯(CV)、硅烷交聯(SV)和輻射交聯(RP)。輻射交聯在中小型電線電纜絕緣的交聯加工改性中占絕對優勢。二十世紀70年代,隨著工業電子加速器的發展和在輻射加工中的應用,電線電纜絕緣的輻射交聯已成為輻射技術應用和加工的最大領域。
電線電纜絕緣的輻射交聯加工它不僅與聚合物材料的輻射化行為和結構變化有關,還涉及到材料科學、聚合物化學以及加工工藝學,是多學科、多技術結合的共同結果.
1.電線電纜的絕緣材料的選擇與配方設計,是輻射交聯電線電纜改性的基礎。它決定絕緣材料的基本性能、加工工藝性以及輻射加工的可行性。
2.電線電纜的擠出成型,形成電纜的基本結構,取決于聚合材料的加工工藝性和線纜工藝條件。加工決定了聚合物內在相態結構,它又制約著下道工序——輻射加工中發生的化學反應與結構轉變。
3.成型的電線電纜,經過電子加速器的電子束(EB)輻射加工,絕緣材料將由線性聚合物轉化為三維網狀結構,其交聯度大小及其均勻性是與加速器的電子束下的傳輸裝置密切相關的。輻射加工中常常伴有不利的副反(效)應,主要是輻射氧化、熱效應、靜電效應。這些效應的產生與電子能量(穿透深度)、所需輻照劑量大小、劑量率大小、傳輸過程和方式有關,同時也同聚合物絕緣交聯所需要的劑量及配方構成有關。輻射加工是電線電纜成功或失效的關鍵。輻射加工效率和結果決定于添加劑和聚合物的形態結構。
4.產品的綜合性能檢測包括:
(1)交聯度的測定。因為電線電纜的耐熱性、耐溶劑性是與絕緣的交聯度密切相關的。通常電線電纜對絕緣交聯度的表征方法(第一章相關部分)主要有兩種:
a) 凝膠含量測定,要求百分含量大于75%;
b) 熱延伸及殘留變形率在規定條件下,熱延伸不大于175%,殘變率小于4%。
(2)力學性能測試。包括抗張強度,通常要大于12.5Mpa;斷裂伸長率>200%。
(3)老化壽命。根據絕緣電線電纜使用的工作溫度選定態化條件(如工作溫度為125℃,老化溫度為158±2℃,周期168h),老化后強度及伸長率保留百分數大于75%。
(4)電學性能。體積電阻率、介電強度、介電常數、介電損耗、局部放電。
(5)其它相關性能測試。
5.配方、擠出工藝、輻射加工工藝的調整。
電線電纜絕緣輻射交聯的改性是由其交聯密度所決定的,調整輻照劑量必然可控制絕緣的交聯密度,進一步控制材料的改性和提高。主要導致的性能變化包括:電學性能的變化(已有數篇論文作了詳細討論);輻射導致絕緣介電常數、介電損耗正切和介電強度的變化(這是與材料輻照中產生的穩定結構和輻射產物的累積相關);輻射交聯導致材料機械強度增加,冷流和抗蠕變性能提高,彈性模量增大;輻射導致絕緣重要的變化是耐熱性、耐溶劑性的變化,耐開裂性的變化和提高。
推薦閱讀
賓夕法尼亞州立大學工業工程系教授楊輝(Hui Yang)表示,增材制造提供了前所未有的設計靈活性和擴展功能,但不同生產機器的質量和工藝可能會有很大的不同。隨著航空航天、醫療保健和汽車行業的應用,以及大規模定制的潛力,增材制造需要質量管理。
2021-06-18
在日常生活中,“核”可謂是“遠在天邊,近在眼前”,醫院也許是距離我們最近的利用核技術的地方。核醫學在疾病診斷、治療和藥物研發領域廣泛應用,是精準醫療的重要基石,放射性藥物則是核醫學的靈魂,在分子診斷和精準醫學方面具有獨特優勢。
2021-06-18
放射治療(簡稱放療)已經廣泛應用于腫瘤的治療,近年來也被用于室性心動過速和房顫的治療,而用于治療肥厚型梗阻性心肌病則是全球第一次。
2021-06-18
近日,無損內壁檢測機器人現身上海石化,為煉油部焦化裝置大油氣管線做了首次管道“腸鏡”檢查。
2021-06-18
5月,美國能源部的能源高級研究計劃署 (ARPA-E) 宣布了一項新的4000萬美元計劃,以支持“優化”先進反應堆核廢料和處置的研究,包括核廢料回收利用。
2021-06-18
閱讀排行榜