电线电缆辐照交联
辐射交联电线电缆
第一节绝缘材料的辐射交联
电线电缆工业是机械电子工业的一个极其重要的组成部分。电线电缆是传
送电能、传输信息和制造各种电器、仪表不可缺少的基本元件，是电气化、信息化的基础产品。随着社会城市现代化发展的需求，无论在微电子、家电、汽车、航空、通讯、电力等系统，还是交通运输和建筑领域对电线电缆不断提出更高的要求，如耐温性、耐环境老化、和耐开裂性，以提高产品运行的可靠性和安全性。这是常规电线电缆所满足不了的，电线电缆绝缘的交联改性可大大提高电线电缆的工作温度、耐溶剂、耐环境老化，耐开裂等性能。如普通聚乙烯（PE）绝缘电线电缆，由于绝缘是线型聚合物，受熔融温度限制，只能在70℃以下场合使用，耐溶剂性、耐开裂性差。如果绝缘形成交联结构导致性能上显著提高，使其耐温和耐化学试剂性等得到改善。通常PE在70-90℃软化，在110-125℃熔流，而交联后的PE即使在250℃仍然不会改变形状。
线缆工业中有三条途径实现交联：即化学交联（CV）、硅烷交联（SV）和
辐射交联（RP）。辐射交联在中小型电线电缆绝缘的交联加工改性中占绝对优势。二十世纪70年代，随着工业电子加速器的发展和在辐射加工中的应用，电线电缆绝缘的辐射交联已成为辐射技术应用和加工的最大领域。
电线电缆绝缘的辐射交联加工它不仅与聚合物材料的辐射化行为和结构变化有关，还涉及到材料科学、聚合物化学以及加工工艺学，是多学科、多技术结合的共同结果.
1.电线电缆的绝缘材料的选择与配方设计，是辐射交联电线电缆改性的基础。它决定绝缘材料的基本性能、加工工艺性以及辐射加工的可行性。
2.电线电缆的挤出成型，形成电缆的基本结构，取决于聚合材料的加工工艺性和线缆工艺条件。加工决定了聚合物内在相态结构，它又制约着下道工序——辐射加工中发生的化学反应与结构转变。
3.成型的电线电缆，经过电子加速器的电子束（EB）辐射加工，绝缘材料将由线性聚合物转化为三维网状结构，其交联度大小及其均匀性是与加速器的电子束下的传输装置密切相关的。辐射加工中常常伴有不利的副反（效）应，主要是辐射氧化、热效应、静电效应。这些效应的产生与电子能量（穿透深度）、所需辐照剂量大小、剂量率大小、传输过程和方式有关，同时也同聚合物绝缘交联所需要的剂量及配方构成有关。辐射加工是电线电缆成功或失效的关键。辐射加工效率和结果决定于添加剂和聚合物的形态结构。
4.产品的综合性能检测包括：
（1）交联度的测定。因为电线电缆的耐热性、耐溶剂性是与绝缘的交联度密切相关的。通常电线电缆对绝缘交联度的表征方法（第一章相关部分）主要有两种：
a)凝胶含量测定，要求百分含量大于75%；
b)热延伸及残留变形率在规定条件下，热延伸不大于175%，残变率小于4%。
（2）力学性能测试。包括抗张强度，通常要大于12.5Mpa；断裂伸长率>200%。
（3）老化寿命。根据绝缘电线电缆使用的工作温度选定态化条件（如工作温度为125℃，老化温度为158±2℃，周期168h），老化后强度及伸长率保留百分数大于75%。
（4）电学性能。体积电阻率、介电强度、介电常数、介电损耗、局部放电。
（5）其它相关性能测试。
5.配方、挤出工艺、辐射加工工艺的调整。
电线电缆绝缘辐射交联的改性是由其交联密度所决定的，调整辐照剂量必然可控制绝缘的交联密度，进一步控制材料的改性和提高。主要导致的性能变化包括：电学性能的变化（已有数篇论文作了详细讨论）；辐射导致绝缘介电常数、介电损耗正切和介电强度的变化（这是与材料辐照中产生的稳定结构和辐射产物的累积相关）；辐射交联导致材料机械强度增加，冷流和抗蠕变性能提高，弹性模量增大；辐射导致绝缘重要的变化是耐热性、耐溶剂性的变化，耐开裂性的变化和提高。
第二节绝缘材料及配方设计
电线电缆绝缘的辐射交联加工重要的问题是解决它的热稳定性，包括工作温度下相应长期稳定性和耐铬铁焊的短期工作稳定性。由于应用目的使用环境不同，对电线、电缆材料要求是大不一样的。为了满足不同要求，要进行聚合物体系和配方的选择、搞清辐射场中组分的效应和相互作用规律，为正确选材和配方组分提供依据。
绝大多数聚合物，如PVC、PE、EVA、EPDM、BN、聚烃氧烷、含氟聚合物等都具有良好的绝缘性。选择绝缘主体材料除必须具有优良的电气性能、高的机械性能、良好的热稳定性外，从结构上它必须是辐射交联型聚合物。辐射交联聚合物绝缘电线电缆使用最多的聚合物当数聚乙烯。不同耐温等级相应主料如下：90-105℃：PVC 、PE、CPE、氰碳化聚乙烯；
105-150℃：PE 、EPDM ；
150-200℃：硅橡胶，含氟聚合物。
1.聚乙烯达到所需要的交联度的辐照剂量，通常在200-400KGY。辐照交联的效率不仅不利于生产率的提高，而且高剂量辐照交联还会伴随一些不利的副反应。诸如热效应与高分子产物发泡、静电积累与放电等，特别是作为电力电缆厚壁绝缘的辐射交联加工中，将导致绝缘质量的降低或破坏。为了提高辐射加工的效率，减少不利的副效应，可以在体系中添加敏化剂或多官能团单体，用来提高体系的辐射交联G值（每吸收100eV，产生变化的单位数）减少聚合物交联改性所需要的辐照剂量，提高辐射加工的能力和产量，加速交联进程。同时由于多官能团单体（敏化剂）在辐射加工中与辐射氧化、辐射裂解过程竞争大分子自由基增加交联反应，也抑制了与交联过程不利的副反应。这就是所谓聚合物的辐射强化交联或敏化交联。
聚乙烯的辐射化学及结构变化主要在非晶区，引进的敏化剂或多官能团单体不可能参与结晶，较集中在非晶区或结晶与非晶区的界面区，这也是辐照产生的俘陷自由基与后效应的区域。添加多官能团单体如二乙炔(diacetylenes)，在聚合物非晶区辐照中聚合物与自由基反应增加交联G值，添加2% 的2.4-己二炔-1.6双(正丁基氨基酯)[（2.4-hexadiym-1.6-bis-n-butyl.ureth.ane）的聚乙烯交联G值是纯聚乙烯的15倍。许多官能团单体对PE都有强化交联的作用，诸如二烯丙基富马酸酯(diallyl fumarte)；乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycol diacrylate)；乙二醇双甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dmethylacrglate);三聚氰酸三烯丙酯(trallyl cganurate)等。又如添加0.5-0.8%的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethgl propane rtimethacrglate)，使聚乙烯的交联G(x)值增大5倍，当然其辐射G(x)值应是辐照剂量的函数(或是单体浓度的函数)。强化交联也可以应用于辐射裂解型聚合物的交联转化上。
2.由于聚合物中溶解氧的存在和辐射加工中氧向聚合物中非晶区的扩散侵入，交联加工同时也伴随着辐射氧化裂解反应。由于辐射加工后绝缘中俘陷自由基的存在，将于扩散进入的氧发生后氧化，这不仅影响产品的使用寿命也影响其电气和机械性能。因此，在绝缘材料中必须加入抗氧剂，以减少这一过程。
常用的抗氧剂主要是酚类和胺类。这些抗氧剂与聚合物中俘陷自由基反应而稳定，避免氧化。酚类抗氧剂：1,1,3-三（2甲基-4-羟基-5-t-丁基苯）丁烷；
[1.1.3-trist2 methyl-4-hydroxy-s-t-butyl phenyl]butane ；十八烷基-3（3.5-t丁基-4羟基苯丙酯） [Octadecyl-3-3.5-di-t-butyl-4-nydroxyphenyl propionate]；芳青胺类：N,N一二苯基-P-苯撑二胺[N,N-diphenyl-p-phenylene diamine]；N,N一二苯基-P-二苯撑二胺[N,N-dinaphthyl-p-diphenylene amine]和苯基萘胺[Phenylnaphthylamine]以及含硫有机化合物:4,4硫化-双(6-t-丁
基-3-甲基酸[4,4-thio-bis(6-t—butyl-3-methyl Phenol)和巯基苯咪唑[mercaptobenzoimidazole]等。
有效和自由基反应，抑制氧化的抗氧剂也会增加所需要的辐射剂量。如添加1%的1,1,3（2甲基-4-羟基-5-t-丁基苯）丁烷的聚乙烯与未添加抗氧剂的聚乙烯相比较，凝胶化剂量分别是55KGY和34KGY。不是所有抗氧剂都增加所需要的交联剂量，如巯基苯咪唑、4.4-硫化-双（6-t-丁基-3甲基酚）导致交联剂量的增加比苯基萘胺等小。
3.除考虑敏化剂和抗氧剂外，电线电缆护层还有阻燃的要求。常用的阻燃剂有卤阻燃剂、十溴二苯醚(decabromodiphenyl oxide)、四溴双酚
A(tetrabromobisphenol)、氰化石腊，氢氧化铝(aluminum hydroxide)以及无机氧化物、填料等。由于聚乙烯等聚合物是可燃的，一般均填加阻燃剂解决其阻燃性的问题，在辐照加工及高温应用中含卤阻燃剂也易发生联卤化氢，使用要与稳定剂相配合。金属氢氧化物阻燃虽属环保型，往往要填加很大量才能达到阻燃效果，易导致绝缘机械性能和电气性能的损失。无机填料最好要经过偶联处理，改善聚合物与填加剂间的界面关系。
4.一个性能优良的聚合物材料若加工成型困难或加工后变化很大，也会造成应用的难度。聚合物体系的流变学行为不仅与加工成型条件有关，关键决定于聚合物材料的内在因素。聚合物体系熔体的流变行为除与聚合物分子量大小和分子量分布、链的柔性与聚集态结构有关外，它还与低分子添加剂、加工助剂有关，并受温度和压力的影响。在许多情况下聚合物挤出加工产品时为粘弹体，粘流与高弹体相互伴随，出现熔体破坏，聚合物的流变行为不能适应于加工成型条件，而导致产品缺欠和表面粗糙。因此，完成性能配方后，还要通过聚合和共混、助剂的使用来调整其加工工艺性，即工艺配方的研究。从而改善工艺性，提高加工质量和效率，改善使用电线电缆绝缘的表观和内在性能。
5.用于电线电缆绝缘聚合物是多组分混合物。辐照加工中主要发生大分子间的交联反应，但不可忽视的是材料中的不同组分添加剂的消耗、转化，对交联反应过程的减缓或产生其它不利的副反应，因此必须较充分地考虑到辐射化学反应的特殊性。
为了确保电线电缆辐射加工后产品的各种性能，对于绝缘材料的制作工艺及共混、添加剂分散均匀性是十分关键的。聚合物绝缘电气性能缺欠的产生主要源于结构缺欠和杂质。像敏化剂、抗氧剂、阻燃剂、填加剂、加工助剂等分散不均，引起电荷载体增加，导致体积电阻减少。EB辐射加工在聚合物材料中产生辐射损伤，剂量越高，缺欠越多，对电学性能影响越大。
第三节电线电缆绝缘的电子束辐射加工
聚合物的辐射加工工业所用的辐射源有两类：放射性同位素r射线源和电
子加速器产生的高能电子束辐射源。虽然r-辐射源具有高的穿透能力，对单位
比重材料可达25cm，但不适合于电线电缆辐射加工。如聚乙烯绝缘达到的所需
交联度，要数小时才达到所需的辐照剂量200KGY，同时氧化不可避免的发生。
实际上在电线电缆工业中，采用的辐射源是高能量大电流的电子加速器电子束体系（EBS），它提供比r源高得多的剂量率，辐射加工在瞬间完成，更有利于电线电缆连续长制品的工业化加工。
电线电缆绝缘辐射加工用的电子能量为0.3-5MeV，功率几十kW到150KW的电子加速器。电子束在聚合物体系中辐照穿透能力（深度）是电子能量Ee和材料密度的函数。
最适宜的穿透厚度系指EB辐照进入面和穿透出口面的剂量相等的厚度范围。对于一定厚度的绝缘选择适宜量的电子束是很重要的。电子的穿透深度（能力）是由加速电压来控制的，如此选择适当束流能量电子加速器是很重要的，因为它决定电子穿过能够有效交联电线电缆绝缘的最大厚度、深度分布不是均一的。由于电线电缆绝缘交联改性的物性对剂量深度变化不是十分敏感的，吸收剂量的峰值与表面吸收剂量之比定义为均匀度一般为1.5倍或更小就可以满足要求。EB
透过内表面的吸收剂量等于EB进入表面的吸收剂量时绝缘厚度即为上述的电子束辐射加工最适宜的厚度。在这范围内视为单一分布剂量，这个深度应从实验上确定或用表面剂量方法。
由于电线电缆产品一般为圆形结构，聚合物绝缘与金属导体并存。金属线芯的存在，遮蔽金下面的绝缘部分吸收比其它部分低的辐射剂量。另一方面，线芯上面绝缘由于金属表面反射电子所致吸收的剂量有某种程度上的增加。单面辐照永远不能获及单一的剂量分布。实际上电线电缆绝缘的辐射加工是通过两面或多面辐照实现的，以获得合理的单一辐照剂量分布。线缆连续辐射加工传输方式有多种，常用的方法是线缆两面多次反复通过电子束下辐照来实现。聚乙烯的体积电阻率非常高，在绝缘中静止下来的电子不是容易除去的，电线电缆的EB辐射加工，电子通过绝缘要保证没有电荷沉积，甚至导致介电破坏。
PVC有比PE低的体积电阻，辐照加工中，电荷能从绝缘通过电线导体到地。对PVC绝缘电线辐射所需要EB穿透的厚度，由下式决定：
=2√t（t+d）
P
PVC
对于小截面电线电缆，在电子束下两辊之间采用“8”字型传输辐照，通过传输速度与束流间联系实现自动控制，可以获得较好的剂量均匀度。但对于大截面（150mm2铜芯）电缆，若用两面辐照，最大剂量与最小剂量差将是比较大，甚至
不可接受。如何对大截面、厚绝缘电缆进行辐射加工，提高辐射加工处理系统已有很多报导。多方向辐照较好的实现辐照剂量均匀度。
第四节电线电缆绝缘EB辐射加工中的副效应与质量控制
电线电缆绝缘EB辐射加工导致聚合物绝缘的交联结构生成，获得耐温性、耐溶剂性的提高和改善。但在很多情况下，还有辐射氧化、热效应、静电效应、辐射后效应副反应伴随。它们是严重的影响电线电缆辐射加工质量的关键问题。
1. 聚合物材料的辐射氧化。
氧的存在会导致聚合物氧化裂解。聚合物绝缘的辐射氧化，主要来自于聚合物中溶解氧、辐射期间或辐照后扩散进入聚合物中的氧。氧化可在辐照加工中发生或在辐照加工后发生。
溶解氧主要存在于聚合物的非晶区或结晶-非结晶区界面，它与辐照产生的大分子自由基反应，生成过氧自基（ROO），过氧化氢（ROOH）和过氧化物（ROOR）。
过氧化物和过氧化氢热分解产生氧化产物和自由基。如聚乙烯辐射氧化分解产物包括羟基化物、H2O、CO2、过氧化物、醇和羰基化物。
辐射氧化速率与聚合物中和环境氧浓度（溶解氧以及氧扩散进入速度）有关。这些过程受不同因素的影响，包括：聚合物的集聚态（或相）结构、非晶区的微观结构和样品的厚度、氧的压力、辐照温度及辐射剂量率等。氧不能穿过聚乙烯的结晶区，氧的消耗和氧化物产额随结晶度增加而减少，氧化多在非晶区发生。
由于非晶区链段的活动性高于结晶区，大分子自由基更为活跃，若添加敏化剂促进双基重合或交联，与氧化过程相竞争自由基，可能导致氧化的减少。
辐射氧化的速率是随聚合物材料的厚度减小而增大。这是由于氧扩散进入薄的样品比厚的阻力小，更容易。
在高剂量率下辐照，自由基重合反应占优势，氧的扩散反应还来不及发生，在相当高的剂量率，特别是EB辐照加工时，氧扩散不能作为一个因素。
辐射后氧化与在聚合物辐照产生的俘陷自由基相关。研究证明，对于一个结晶（半结晶）聚合物来说，自由基主要存在于结晶与非结晶的界面区，因为该区和非晶区分子排列一样松散，但又受晶区的抑制，自由基重合不易发生。而氧扩散进入与俘陷自由基反应导致后氧化裂解。在较高温度下贮存，由于分子活动性增加后氧化将发生更快。
辐射氧化不仅导致大分子裂解，致使绝缘材料机械性能变坏，而且导致其电学性能，特别是介电损耗正切增大。这是聚射加工产品所不希望的。为了解决这一问题，实际上采取一些措施：添加抗氧剂、以减少和阻止氧化发生；添加敏化剂，促进交联，降低俘陷自由基浓度，减少辐射剂量，并与氧化过程、竞争自由基；高剂量率辐射加工，EB要比γ辐射大十数倍，阻止氧扩散；链性环境辐照和贮存；辐照后高温（高于聚乙烯α转变）处理，促进俘陷自由基重合反应，免后患。
2. 电线电缆EB辐射加工中的热效应。
聚合物材料辐射加工所吸收的辐射能，仅仅是一部分用于化学和结构转变上，而大部分辐射能量转化为分子的激发和热。由于聚合物对热量传递是低效的，以至所吸收的能量可导致相当高的温升，特别是高剂量率的EB辐射加工，热效应问题要特别重视。
温升不仅导致聚合物化学反应速度增加，若温度超过了材料的玻璃化转变（T g）或熔点（T m），辐照产生的辐解产物如氢、CO等其它冻结在聚合物中的小分子还来不及扩散，这些气体产物在聚合物中将会生成气孔或发泡，使绝缘质量降低，热效应与发泡随材料厚度增加热效应变得更为严重。
（1）辐射能量的平衡
聚合物材料在辐射加工中，辐射能的吸收与非吸收（反射、透过）的分配与辐射源的类型（γ或EB）与被辐照材料物性及几何形状有关（略）。
（2）绝热辐照。
如果在很短的时间里吸收全部所需的辐射剂量，在材料中产生的热量与环境无充分的交换，就处于绝热状态。用高能电子加速器EB进行聚合物绝缘辐射加工，就是一个典型绝热体系。假如不考虑化学反应，聚合物体系比热为1时吸收所有的能量都将转化为被辐照体系的温度升高，吸收10kGY剂量可引起2.4K温升。相同剂量辐照，由于不同材料和材料组成不同，其热容（Cp）不同，表现的温升是不同的。同时热容又是温度的函数，因此不同初始，温度辐照产生的温升亦不相同。表2-1给出一些材料的辐射与温升结果。
表2-1：
聚合物体系的比热是与辐射热效应有关的一个重要参数。配方组成无机填加剂对比热有很大影响。阻燃剂的加入，如金属氧化物具有较低的比热，局部温升问题要特别关注。
热容与初始温度有关。即热容C p是温度的函数（见表2-1水的例子）。
如果聚乙烯绝缘，EB辐射交联加工需要辐射150kGY剂量，按平均每10KGY温升5K
计算，不考虑其相转变的能耗，将会有75度的温升，加上室温，就接近聚乙烯的熔点。但聚合物的相转变吸收热能远远高于材料的比热，对辐射温度效应有一定的缓解。
热效应的主要危害是温升接近或达到聚合物的熔点时，在EB辐射加工传输过程中，产品易被拉伸变形，而且由于辐射加工中产生的小分子产物如氢、CO来不及扩散出去而发泡，导致绝缘的破坏，在电缆辐射加工中，热效应危害不可低估。
影响EB辐射温升的主要因素及避免途径：
a)绝缘材料配方构成和体系的平均热容C p对温升影响，C p越小，同样剂量温升越高。
b)产品的大小尺寸和形状。产品越厚、越大越不易散失，改善热交换
c)产品要求交联度所需要的辐照剂量（D）大小，以及辐射加工剂量率（D’）的大小，
都对温升有影响。D越大，D’越高，温升亦越高，采用增强交联体系可大大降低
所需剂量，利于减少温升。
d)降低环境温度，加强散热措施。
由上面叙述可知，材料的热容C p越小，同样剂量辐照温升越高；所需的辐照剂量（D）越高，温升亦越高，而样品尺寸越大，内部热越不容易散失。
电缆绝缘发泡问题解析：
（1）设计者认为，只要绝缘厚度大于2.5mm就符合国家电缆结构标准，没有上限，这种说法是错误的，因此，产品绝缘偏厚，又无内半导层，而2.5MeV的电子束穿透能力是有限的
(2) 电缆绝缘偏壁，厚薄几乎差一倍。
50mm2线芯直径：8.4mm
绝缘平均厚度为：4.2-4.5mm(3mm/6mm偏芯)
轻型要求绝缘：2.5mm
普通型要求绝缘：3.4mm(需内半0.5mm)
(3)由于绝缘偏壁而且比较厚，在EB辐照传输过程中，径向应力不均或与传输系统不匹配，导致翻转困难，辐照剂量分配的不均一。
为了进一步查明原因，对于电缆厚与薄的部分进行了凝胶含量和热延伸分析，结果如表2-2所示。结果表明，由于偏壁和应力的存在，束下传输中不能实现良好的翻转，造成辐照剂量的非均匀分布。厚部受剂量为薄的2倍，EB辐照剂量分别为200KGY和100KGY（实际差可能更大）。由于过辐照，不仅导致交联
度增加，而且小分子气体产物量也偏高，同时热效应导致的温升，特别是在厚绝
等小分子在局部发泡，缘内的温升可达100℃甚至更高，致使来不及扩散出去的H
2
造成电缆缺欠而不能使用。
关于如何控制EB辐照加工中热效应造成的危害，对电线电缆绝缘辐射加工是非常重要的。首先，热效应产生的温升与辐射剂量有关，降低电线电缆绝缘交联所需要的剂量就是一个关键问题，通常在聚合物中添加敏化剂或不饱和多官能团单体，可增加交联G值，减少所需剂量。其次，电缆结构匀称合理，增强EB 辐照电缆绝缘剂量的均匀度，避免局部过辐照或剂量不足。其三，辐射剂量率及辐照方式与环境，有利于热量散失和交换，降低辐射平衡温度。
3.电线电缆绝缘EB辐射加工中静电现象
电线电缆绝缘EB辐射加工中，特别是绝缘体，静电现象是十分重要的。EB 辐照提供过剩的电子并沉积在绝缘材料中。图2-8给出典型的EB辐照深度——剂量分布曲线和深度——电荷分布曲线，两条曲线关系不同，过剩电子峰值被推移到电子射程的末尾。被辐照的表面消耗负电荷，而且对地成为正电位。在绝缘材料的辐射加工中，所用辐照剂量越低，静电效应越轻，反之，静电效应越明显。这里最大电荷沉积迟后于辐射加工所用的有效厚度范围。
累积的过剩电子对地提供一个负电位，在绝缘材料中电子的累积电场强度可达109V/m 数量级、电荷达0.1C/m2。这些电子来源于加速器的电子，吸收体的电位是相对于任何一个接地导体。如果吸收材料的电导度是低的，而且样品的厚度超过电子的沉积范围，电荷可以残存一个很长时间，数天或更长。样品表面到超过电子射程大块样品的电子沉积层（面）
与金属接地，在经迹上电子容易放电，形成三维树枝状图像，称作“李其顿波格图”或电树。绝缘材料的电导度制约的电树生成，在聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯可以看到“电树”现象，但在PVC、PTFE、PAS是看不到的。电荷在非导电塑料中沉积，厚度大于电子束的射程时，导致空间电荷的形成。如果不发生强烈放电或慢慢泄露，电荷的积累将影响电子束在材料中的射程变小，阻碍电子向深处进入，即绝缘材料中的电场阻碍电子的注入。
EB辐射加工聚合物绝缘的静电现象是一个普通行为。即使电子束的能量辐照并穿透最适宜厚度（EB在绝缘的进入面和穿透面辐照剂量相等之间的厚度），电荷沉积没有明显的副作用。但由图2-8可见，大多数EB电子通用过辐照物体时，总是留下少量的电荷，累积电荷随辐照剂量增大而增强，或采用双面辐照提高辐射加工产额，或辐照厚的绝缘，或厚度超过EB射程。在这种情况下，电荷的累积停留在材料中，情况将戏剧性改变，随时会发生意外放电。用能量不够的电子束加工厚的聚乙烯，由于累积电子放电可能导致绝缘缺陷的形成，大批产品
可能为此而不合格。在电缆辐射加工中对这一点是要特别预防，特别是有添加剂配方材料，控制俘陷电荷的释放。
静电现象及电荷的累积除导致产品电气性能不合格外，静电放电产生火花，也会引起着火的危险。应在放电之前除掉电荷。
4.电缆EB辐射加工中的发泡和放电破坏现象。
高压力缆绝缘EB辐射加工，由于厚的聚乙烯绝缘发泡和放电破坏而导致产品不合格，是非常重要的质量问题。
如6/6KV电缆，绝缘厚度为4mm，用1.5MevEB辐照，其温升可达95℃，辐照剂量达20Mrad（200KGY）就出现发泡现象，但电缆绝缘经249 kGY，才能满足耐热性要求（一般凝胶含量大于75%），这是辐射产生热效应与交联结构生成的一个矛盾结果。虽然添加敏化剂或多官能团单体（如2份TAIC）可提高交联效率，减少交联所需的剂量到100-120KGY，但在低于交联剂量55kGY放电破坏又发生。就是说在达到所需交联度之前就发生了放电破坏，造成产品介电性能不合格。电力电缆辐射加工中，不论发泡还是放电破坏以及俘陷电荷的产生、积累，均是中压力缆成败的关键。有两个系列问题：其一，辐照中热量累积（温升）和小分子产物释放而发泡；其二，超量的电荷累积导致放电破坏。
（1）发泡问题
图2-11给出辐照中与辐照后连续测定的电缆温度曲线。在4mm厚PE绝缘中心温度比聚乙烯和导体界面温度增高速度大，分别为5.5℃/10KGY和3.0℃
/10KGY。辐照后温度降低，也说明绝缘可为铜芯所冷却。
超过一定剂量，温升达到聚合物软化点，氢气等小分子产物释放，导致绝缘发泡。在室温（30℃）辐照发泡的临界剂量和温度分别为200KGY和95℃。若减少剂量在200KGY以下发泡问题是可以防止的。
通常添加多官能团单体可降低所需辐照剂量。添加不同官能团单体的凝胶——剂量曲线示于图2-12。获得凝胶量大于75%相应辐照剂量由纯PE的240KGY 降低到150KGY以下。
（2）放电破坏
当PE绝缘厚度超过EB的最大穿透射程，辐照剂量达300KGY或更高时，在绝缘中可以观察到放电破坏现象。这个现象是因为过剩电荷的累积和所谓的lichtenberg图特性。
敏化剂单体对绝缘材料的交联结构生成与放电破坏剂量的影响列于表2-3。表中的结果显示，任何一个交联剂单体虽然可降低体系的需要的剂量（D），同时也会降低体系的放电破坏剂量Db。
表2-3
辐照聚乙烯、树技放电图（tree）在接近于电子穿透的最大深度处。而在交联剂存在下，一般在辐照表面附近观察到。因此，交联剂对辐射诱导放电破坏原因与电荷累积的增强或是由于单体分子中共轭双键的存在影响电荷的局部分布有关。这符合二块基化合物对PE辐射放电影响小的事实，因为它的分子没有共轭双键。
实践表明，辐照加工电缆绝缘的放电破坏与所选用多官能团单体有关，交流破坏电压与冲击破坏电压是与辐照剂量相关，随辐照吸收剂量的增加而减少，如表2-4所示，C样品低的破坏电压就是剂量大的贡献。
表2-4 辐射交联聚合物绝缘电缆
*DPS: 二炔基琥珀酸酯(Dipropargyl succinate)
**DPM:二炔基马来酸酯(Dipropargyl maleate)
本节讨论了：电缆EB辐射加工中的辐射氧化、热效应与静电效应等和放电破坏等现象。它们是电缆辐射交联成败的关键因素。最终产品的结构性能将取决于：
1.配方设计与辐射效应
（1）交联所需辐照剂量是辐射热效应、静电效应的关键因素。辐射产生的温升与辐解小分子产物会导致绝缘结构的损伤破坏。电荷沉积与静电效应会导致放电破坏，介电性能下降。
（2）强化交联与体系的交联剂量、放电破坏剂量。由（1）结果表明所需辐照剂量越高，后果越严重。添加不饱和多官能团单体会增加交联反应速度，降低辐射交联剂量，减轻辐射热效应及电子沉积效应。但添加的单体结构选择不当，在辐射交联结构尚未完成时，就会发生放电破坏。相应地起始放电破坏的剂量称之为放电破坏剂量，当体系的放电剂量小于辐射交联所需的剂量时，则该材料不能应用。
2.EB辐照加工工艺
（1）加速器的电子能量与绝缘材料结构。绝缘的厚度必须小于电子束的有效射程，以减少电荷在材料中的沉积。
（2）控制束流或传输速度，改善束下传输系统与环境热交换，减缓辐射热效应的累积。
为了预防EB辐射中的不良后果，必须从聚合物配方与辐照效应、辐照加工工艺条件、环境与后处理等，协调完成。
第五节电线电缆绝缘的辐射交联与化学交联比较
电线电缆绝缘的交联途径有三种，在工业生产中广泛应用，这些方法包括：辐射交联（Radiat）化学交联（过氧化物交联ＣＶ），水交联法（硅烷交联ＳＶ）。由于交联方法、工艺条件、产品性能差异、各适用于不同范围、不同交联处理方法，各有所长。以聚乙烯为例，辐射与化学引发主要差别是温度：辐射法基本上在低温下进行，加工其间产品的温度约达70℃，它低于聚乙烯的转变温度，更低于其熔点；化学交联发生约在125℃，大多数结晶已熔融。因此，冷却后化学交联聚乙烯的交联密度几乎是单一分布，而辐射加工聚乙烯交联只是在非晶区。化学交联结晶分数是远低于交联前聚乙烯结晶度，而辐射交联前后，结晶分数是通常不变。
化学交联PE加热超过其熔点，然后冷却到室温，结晶度不变。而辐射加工的PE，经过同样热处理，结晶度比热处理前显著变小，这是因为从熔融状态降温冷却到室温时，交联结构对大分子取向排到的阻碍和干涉，当再度熔融和冷却循环，不再引起结晶度的变化。
另一值得注意的形态效应是辐照产生的浮陷自由基，它们主要存在于结晶与非晶的界面区，与扩散进入的氧发生后氧化裂解，是一种潜在的危害。若辐照后，在超过非晶区的转变（85℃）在惰性气体中退火，可以使浮陷自由基迅速释放重合而消除后氧化裂解问题。
由于辐射交联与化学交联形态结构的差异，辐射法PE保持了较高的结晶分数，使得它的机械性能像一个填充增强的化学交联结果。
辐射交联与化学交联另一显著差别，是化学引发剂导致的潜在的损伤。残留的引发剂对产品性能的影响，特别是对介电性能的影响较大。辐射交联剂量在材料中的分布是非均一的，特别是EB辐照，在材料中剂量是存在深度分布，由于物体旋转的不均一性，也会造成交联度的不均匀性，机械性能几乎完全依赖与交联密度。
化学交联占用空间较大，能量消耗高、流程长、交联是低速、缓慢的。辐射交联设备占空间小、能量消耗远远低于化学交联，加工生产速度是很高的，生产更为方便。电子加速器几乎控制支配除电力电缆之外的所有绝缘领域。
由于辐射交联、化学交联、硅烷水交联实施工艺条件的不同，适用范围不同也有交叉，对电线电缆工业，它们是相辅相成的。概括总结如表2-5所列。
从表2-5提供的结果，辐射交联适应绝缘材料较宽，多数聚合物均可实现辐射交联。而化学交联局限性大，只限于一般PE和橡胶类绝缘材料的交联。
辐射交联，由于受EB能量与穿透能力所限，主要适于中小型电线电缆的辐射交联加工，对于大型电缆，辐照中的热效应、静电或电荷沉积效应造成危害而不适宜生产，而化学交联仅适用于大截面电缆绝缘的交联，而对于小型线缆，易造成偏壁、针孔而难以生产出合格的产品。辐射法与化学法应用是相辅相成的，可相互补充而不能相互取代。
表2-5 辐射交联与化学交联方法
聚乙烯辐射交联发泡
聚乙烯辐射交联发泡 聚乙烯泡沫塑料继承了原材料聚乙烯树脂的所有优点：强韧、有挠性、耐摩擦、有优异的绝缘、隔热性和耐化学性，还具有飘浮性和缓冲性。PE泡沫多为闲孔，无毒，有优良的二次加工性能，可以进行切削切断，可热成型、真空成型、压花成型，还可与其他材料复合。 PE泡沫分为交联和无交联两种，交联又分为化学交联和辐射交联。化学交联PE最早由美国于1941年研制成功，其生产方法是非连续的。辐射交联PE泡沫由日本于1965 年首先实现工业化，其他从事PE 辐射交联泡沫生产的主要厂家有美国V oltex，德国的Basf及英国的发泡橡胶和塑料公司，而我国在这方面几乎属于空白。 本文将主要就聚乙烯辐射交联发泡的机理和工艺，交联剂的种类，交联方式等展开综述。 1.辐射交联的优点 化学交联和辐射交联的泡沫塑料之间的差别主要在于由辐射交联得到的泡孔质量更好一些。由于生产过程中辐射交联先于发泡所以辐射交联法对于发泡板材的厚度有一定的要求，通常以薄型发泡制品为主。另外，过量的辐射也会导致泡孔破裂并得到高密度制品。而化学交联体系，交联同时在片材的中间和两面发生交联，所以对发泡板的厚度无限制[3]。 化学交联需要在高温下进行，而辐射交联在常温常压下就可以完成，辐射反应便于精确控制，重现性好，均匀性优于化学交联。如，辐射交联产品用于电线电缆时，质量好，绝缘层交联均匀性佳，无烧结，无气泡，绝缘层不粘导体，易剥离，消除了由于熔融造成的偏心和变色。 另外，经过技术经济比较，辐射交联比化学交联应用范围广，生产效率高，成本低，创效大，节能节材[5]。 因此，PE泡沫塑料的辐射交联正在被广泛的应用和研究着。 2. 聚乙烯辐射交联发泡交联机理 高分子辐射交联技术就是利用高能或电离辐射引发聚合物电离与激发，从而产生一些次级反应，进一步引起化学反应，实现高分子间交联网络的行成，是聚合物改性制备新型材料的有效手段之一。 高聚物的辐射交联是一个伴随着交联和主链降解的过程。它的基本原理为：聚合物大分子在高能或放射性同位素作用下发生电离和激发，生成大分子游离基，进行自由基反应；并产生一些次级反应。其反应终止机理大致如下[5]： （1）辐射产生的邻近分子间脱氢，生成的两个自由基结合而交联 （2）产生的两个可移动的自由基相结合产生交联 （3）离子—分子反应直接导致交联 （4）自由基与双键反应而交联 （5）链裂解产生的自由基复合反应实现交联 （6）环化反应导致交联 3. 聚乙烯辐射发泡的工艺 辐射交联的工艺流程为： 将聚乙烯和发泡剂以低于发泡剂分解温度的温度混炼并成型为初坯，接着以剂量1~200kGY的射线辐射，使之交联，然后再加热到发泡剂的分解温度以上，是发泡剂分解放气，就制成了泡沫塑料制品。 PE发泡成型可以采用的化学发泡剂比较多，如偶氮二甲酰胺（AC），偶氮二甲酸二异丙酯，对甲苯磺酰氨基脲等。[3] 对于PE泡沫来说，AC是较理想的发泡剂。研究表明，AC的分解温度很高，约200°C左右，远高于聚乙烯的熔点，发气量大，无毒。氧化锌、硬酯酸锌是促进AC分解的首选助剂，可以使其有较大的发气量和较快的分解速率。为了制备发泡率高，泡孔细小均匀致密的高质量聚乙烯泡沫塑料，要求AC发泡剂在聚乙烯树脂中分解温度要低，AC在聚乙烯中的分解速度要快，分解产生的气体量要大。单纯AC在聚乙烯树脂中的分解温度范围较宽，而含复合助剂的AC在聚乙烯树脂中的分解温度范围较窄。
辐照交联电线电缆的市场走势
辐照交联电线电缆的市场走势 1. 前言 目前，全世界用于工业的电子加速器有700～800台，总功率超过20000kW，其中200多台应用于电线电缆的辐照交联，主要集中在北美、欧洲、日本、俄罗斯、中国及韩国等国家。美国、日本等国几乎所有生产电线的大厂，都利用电子加速器生产辐照交联特种电线电缆。我国现有电子加速器近60台，用于电线电缆辐照交联的近50台，与日本生产辐照交联电线电缆的电子加速器台数相近。我国辐照交联电线电缆产品无论在规格、品种和技术等各方面与先进工业国家仍有相当大的差距。 2 我国电线电缆行业辐射加工应用现状 近十几年来，我国电线电缆行业辐照加工技术有了长足的发展，主要表现在如下几个方面。 2.1 电子加速器拥有量增长较快，已形成规模生产能力,20世纪90年代初，电缆行业开始形成了辐照交联电线电缆用电子加速器生产线的投资热潮。近十几年来，电缆行业拥有的电子加速器生产线迅速增长到近40台，加上热缩行业及研究单位也用于辐照加工电线电缆的电子加速器已近50台，总功率超过2000kW，其中有一半是国产电子加速器，其它分别从美国、俄罗斯、日本、法国、韩国引进。目前，我国辐照加工电线电缆生产线的生产能力虽然比不上美国，但与日本、俄罗斯、西欧等国的生产能力差距不大，被国际上认为是辐照加工发展速度最快的国家。 2.2 辐照交联 电线电缆产品的市场开拓取得一定进展 20世纪90年代，辐照交联电线电缆由于辐射工艺开发滞后，国产原材料品种少，质量又不稳定，国内相关标准滞后等原因，造成了一些电子加速器生产线开工不足，影响了经济效益的充分发挥。近几年来，情况有了一定改善。1992年辐照交联电线电缆的年产值仅为3000多万元，现在已增加到近20亿元，已开发的并有较成熟市场的产品主要有：(1) 10 kV和l kV辐照交联聚乙烯绝缘架空电缆。该产品曾经开创了国内辐照交联电线电缆的第一次辉煌，目前仍为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品。(2) 1 kV辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆 (含阻燃、耐火、无卤低烟型)。该产品是辐照交联电线电缆开发最早的品种之一，但由于各种原因，很长一段时期未能被市场所接受。随着国家对电网改造投入的加大和经济建设的加快，已逐渐被供电部门和广大用户所接受。交联聚乙烯绝缘电力电缆取代聚氯乙烯绝缘电力电缆已是大势所趋，用量逐年增加，已成为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品，应属于量大面广的辐照电缆产品。 (3) 辐照交联聚乙烯绝缘控制电缆 (含阻燃、耐火、无卤低烟型)。同电力电缆一样，聚氯乙烯绝缘控制电缆势必将被交联聚乙烯绝缘控制电缆所取代，而小截面的无卤阻燃电缆则更宜采用辐照交联。
电线电缆辐照交联
辐射交联电线电缆 第一节绝缘材料的辐射交联 电线电缆工业是机械电子工业的一个极其重要的组成部分。电线电缆是传 送电能、传输信息和制造各种电器、仪表不可缺少的基本元件，是电气化、信息化的基础产品。随着社会城市现代化发展的需求，无论在微电子、家电、汽车、航空、通讯、电力等系统，还是交通运输和建筑领域对电线电缆不断提出更高的要求，如耐温性、耐环境老化、和耐开裂性，以提高产品运行的可靠性和安全性。这是常规电线电缆所满足不了的，电线电缆绝缘的交联改性可大大提高电线电缆的工作温度、耐溶剂、耐环境老化，耐开裂等性能。如普通聚乙烯（PE）绝缘电线电缆，由于绝缘是线型聚合物，受熔融温度限制，只能在70℃以下场合使用，耐溶剂性、耐开裂性差。如果绝缘形成交联结构导致性能上显著提高，使其耐温和耐化学试剂性等得到改善。通常PE在70-90℃软化，在110-125℃熔流，而交联后的PE即使在250℃仍然不会改变形状。 线缆工业中有三条途径实现交联：即化学交联（CV）、硅烷交联（SV）和 辐射交联（RP）。辐射交联在中小型电线电缆绝缘的交联加工改性中占绝对优势。二十世纪70年代，随着工业电子加速器的发展和在辐射加工中的应用，电线电缆绝缘的辐射交联已成为辐射技术应用和加工的最大领域。 电线电缆绝缘的辐射交联加工它不仅与聚合物材料的辐射化行为和结构变化有关，还涉及到材料科学、聚合物化学以及加工工艺学，是多学科、多技术结合的共同结果. 1.电线电缆的绝缘材料的选择与配方设计，是辐射交联电线电缆改性的基础。它决定绝缘材料的基本性能、加工工艺性以及辐射加工的可行性。 2.电线电缆的挤出成型，形成电缆的基本结构，取决于聚合材料的加工工艺性和线缆工艺条件。加工决定了聚合物内在相态结构，它又制约着下道工序——辐射加工中发生的化学反应与结构转变。 3.成型的电线电缆，经过电子加速器的电子束（EB）辐射加工，绝缘材料将由线性聚合物转化为三维网状结构，其交联度大小及其均匀性是与加速器的电子束下的传输装置密切相关的。辐射加工中常常伴有不利的副反（效）应，主要是辐射氧化、热效应、静电效应。这些效应的产生与电子能量（穿透深度）、所需辐照剂量大小、剂量率大小、传输过程和方式有关，同时也同聚合物绝缘交联所需要的剂量及配方构成有关。辐射加工是电线电缆成功或失效的关键。辐射加工效率和结果决定于添加剂和聚合物的形态结构。 4.产品的综合性能检测包括：
交联助剂对LLDPE_EPDM共混物辐射交联的影响
第20卷 第1期 2002年2月辐射研究与辐射工艺学报J .Radiat .Res .Radiat .Process .Vo l .20,No .1February 2002·简报· 交联助剂对LLDPE /EPDM 共混物 辐射交联的影响 朱光明 (西北工业大学化工系 西安710072) 徐前永 施永勤 (西北核技术研究所 西安710024) 摘要 线性低密度聚乙烯(LLDP E )和三元乙丙橡胶(EPDM )的共混物可作为交联电缆的护 套材料,但LLDP E 的枝化度低,所需辐射交联的剂量较高。为了克服这个不足,本研究试图通过 添加交联助剂的方法来降低辐射交联剂量,提高生产效率。报道了三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (T M P TM A )、季戊四醇四丙烯酸酯(PET A )、硫磺等对LL DPE /EPDM 共混物的辐射交联所产生影 响的试验结果,测得了3种助剂的用量、辐射剂量对共混物的凝胶含量、力学性能及热老化性能的 影响规律。结果表明,上述3种交联助剂均可不同程度地降低辐射交联的剂量,而硫磺的效果最 好,且具有价格低、添加方便等优点,应为首选。 关键词 L LDPE /EPDM 共混物,辐射交联,护套材料,热收缩材料 中图分类号 O69 国防科研预研经费(97211703)资助 第一作者:朱光明,男,1963年1月出生,1987年6月兰州大学硕士毕业,应用化学专业,副教授 收稿日期:初稿2001-05-15, 修回2001-06-25 近20年以来,利用辐射手段对高分子材料进行改性已取得了极大的进展,辐射交联电线电缆、辐射交联热收缩材料已得到了广泛的应用[1-4]。高分子材料的辐射交联不仅可以提高材料的强度、耐热性、尺寸稳定性、阻燃性等性能,而且还可实现生产工艺的连续化和自动化。线性低密度聚乙烯(LLDPE )为枝化度较低的聚乙烯品种,与普通的高压聚乙烯相比,具有耐老化、强度高、韧性好等特点;三元乙丙橡胶(EPDM )为绝缘性能、耐热性能和抗老化的胶种,LLDPE 和EPDM 共混并经辐射交联可望制得强度高、韧性好、耐老化的架空电线电缆、光纤、船用电缆等护套,也可制得耐热温度高、韧性好、耐老化的热收缩材料。本工作结合实际生产的需要研究了LLDPE /EPDM 共混物的辐射交联规律以及多官能团单体等助剂对共混物辐射交联的影响。 1 实验方法 LLDPE ,牌号7407,M I1.2,密度0.918,大庆石油化工厂生产;EPDM ,日本三井公司产品,不饱和度0.3%-0.6%。先将EPDM 在低于50℃的双辊炼塑机上,塑炼20-30min ,然后升温至120℃,再依次加入LLDPE 、碳黑、硫磺等助剂共混15-20min ,下片;在不锈钢模具中
辐照交联绝缘电线电缆特性
辐照交联绝缘电线电缆 产品标准 本产品按相应产品的国家或国标标准组织生产，也可按用户要求的其他标准组织生产。 阻燃型电缆除按上述标准外，其阻燃性能按GB/标准规定分成A、B、C三种不同的阻燃类别，A级类别的阻燃性能最优，用户可根据需要选用。 耐火型电缆的耐火性能应符合GB/；无卤低烟阻燃型电缆按以及GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电缆通则》规定生产。 产品特征 该产品用电子加速器辐照电线电缆是辐射加工，该技术它集合电子技术、高能核物理技术、真空技术、计算机技术、辐射化学技术和电线电缆制造技术于一体，是当今高新技术的典范。由电子加速器生产的高能电子束，作用在聚合物内部，使聚合物的分子结构发生变化，由原来的线性大分子变成不溶不熔的三维网状结构，从而使材料具有特殊的耐热性、耐化学性、耐辐射性、高阻燃性、高强度性。其产品的主要特点有： 1、产品耐热性好：辐照交联可显著提高电缆的耐热性。如聚乙烯材料经辐 照交联后长期允许工作温度可从60~70℃提高到90~150℃，短路温度由 160℃提高到250℃。 2、提高了电缆的载流量：辐照交联电线电缆比普通电线电缆的单位导体截 面载流量提高20％左右。 3、具有优良的绝缘性能和电气性能。 4、机械强度高，耐老化性和化学稳定性、耐环境应力开裂性能好。 5、提高阻燃性能。 6、安全性高，PVC电缆燃烧产生对人体有害的有毒气体，同时其使用寿命 延长，可达到40年。 产品用途 辐照交联电线电缆的应用领域十分广泛，目前主要用于电力、通讯、电子、化工、车辆船舶、航空航天、军工、石油开采、地下铁道及家用电器等方面。 使用特性 导体的长期允许最高工作温度为90℃； 短路时（最长持续时间不超过5s）电缆导体最高温度250℃； 电缆敷设时环境温度不低于0℃；
辐射交联聚烯烃管材
辐射交联聚烯烃管材 塑料管道是塑料的重要领域之一，聚烯烃管道品种多样，应用广泛，在塑料管道中占有重要位置。聚乙烯管具有优异的耐低温性和绕曲性，普通HDPE管，只能用于60－70度以下，在燃气管（1.0MPa以下）和给水管（1.6MPa以下）有明显的优势，较圆满解决了管道两大难题：腐蚀和接头泄漏。其主要优点：①耐腐蚀；②熔接接头不泄漏；③有效抵抗地下运动和端载荷；④聚乙烯的绕性有利于施工，它可卷曲成盘，任意长度，减少接头和管件；⑤质量轻，具有优良的耐刮痕性等。 但普通聚乙烯管不能满足热水或暖送条件需要的温度，限制了他的应用范围。聚乙烯管经交联处理改性，形成三维网状结构，成为不溶不熔热固性材料，与未交联的聚乙烯管比较，不仅可提高其耐温性，工作温度提高40－50度，而且它的物理性能如：力学性能拉伸强度、屈服应力、硬度、耐磨性、抗冲击及尺寸稳定性、耐开裂应力性、耐溶剂性、阻透性等一系列物理化学性能将大大改善。 聚乙烯管材可通过三种途径实现交联，即化学交联（过氧化物交联或称热交联CV法）、温水交联（硅烷交联ST法）和辐射交联（EB法）。 辐射交联是成型后、室温下通过EB辐照法完成交联，尺寸稳定性好，无有毒添加剂和分解产物，共价键交联具有更高的稳定性和强度；CV法挤出成型与交联同时进行，难于保持尺寸稳定，且过氧化物分解和
残留都是有害的；ST法是我国目前采用最多的，但由于交联结构和交联深度影响，其综合性能不如辐射交联。交联聚乙烯管（称PE-X管）除保留未交联聚乙烯管的优点外，还具有如下特点： 1、优良的耐高温性。长期工作温度-70－110度，可用于热水管道和地板采暖，既耐高温，又耐低温，适用面广。 2、在不同温度下抗蠕变性强，即使在高温下：20度爆破压力大于5MPa，95度爆破压力大于2MPa，寿命达50年。 3、耐化学药品腐蚀性好，耐环境应力开裂性极佳，即使较高温度下也能用于输送多种化学品，不生锈，内壁光滑，流体阻力小，不挂污，有效防止水垢生成等，是金属管无可比拟的。 4、可弯曲性能好，PE-X管刚中有柔，可任意弯曲，不因脆性而断裂。 5、PE-X管与其他塑料管和CV法管比较，无毒、不霉变、不滋生细菌，满足生活用水输送的要求。 PE-X管主要用于建筑物内冷热水系统，包括生活冷热水供给、散热器采暖与地板采暖系统、饮用水系统、食品工业饮品、酒类、牛奶等流
紫外光交联聚乙烯绝缘电缆
采用紫外光作为辐射源，将混炼好的光交联聚烯烃配料挤塑包覆在导电线芯上，然后立即进入紫外光照设备中进行熔融态光交联。光照过的矿用电缆经过温水退火处理和其它的后续加工即可获得光交联聚烯烃绝缘矿用电缆产品。 紫外光交联法的设备工艺特征有： 1．光照设备采用均匀配置和特殊设计的反射聚焦的紫外光源，由控制系统来确保光照箱内的紫外光强、辐照温度等最佳工作条件。 2．高效的光引发体系在紫外光照下快速引发聚烯烃交联反应，从而使每台光照设备达到每分钟数米-数十米的连续生产速度。 3．无需新建专用厂房，可利用原有电缆厂的生产设备。 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料经"国家矿用电缆质量监督检验中心"测试表明：其各项性能优良，如体积电阻率、击穿电压和介电性能以及力学性能和热氧老化性能等，均达到35KV及以下交联聚乙烯电缆用绝缘料的各项技术指标。 采用紫外光辐照方法生产的交联聚乙烯绝缘电力电缆和控制电缆产品具有优秀的电气性能和物理化学性能。经"国家矿用电缆质量监督检验中心"和"电力工业部电气设备质量检验测kydl_jyls试中心"进行全面的产品型式试验，各项技术指标达到或超过了规定的技术标准，长
期额定工作温度可达105℃耐温等级（实际的耐温等级可达125℃以上），热老化性能尤为优秀，应用于电力和电气控制系统将大大提高系统的安全性能。 经详细经济核算，采用光交联法生产的交联聚烯烃绝缘电力电缆和控制电缆的制造成本相比其它方法生产的同类产品可降低成本30%以上。 紫外光交联原理:以聚烯烃为主要原料掺入适量的光引发剂，用紫外光照射，通过光引发剂吸收特定波长的紫外光引发产生聚烯烃自由基，从而发生一系列快速聚合反应，生成具有三维网状结构的交联聚烯烃。经过交联的聚烯烃材料具有优良耐高温性、抗溶剂性，优异的电气性能和明显增强的力学性能等。 本成果包括电缆专用料和工艺设备流程等工业生产光交联聚烯烃绝缘电力电缆和控制电缆的一整套新技术。与目前国内外广泛采用的高能辐照（γ射线、电子束、中子束等）和化学法（过氧化物和硅烷法）相比较，紫外光交联法在技术原理上类似于高能电子束辐照法；在工艺流程上又类似于过氧化物热引发的化学交联法，采用连续生产工艺。高能辐照交联效率高、产量大，但设备昂贵、工艺复杂和防护苛刻；而过氧化物化学交联比较适合于大尺寸高压电缆的生产，但热效率低、投资大、工艺复杂和专用厂房庞大；硅烷化学交联法除了生产效率和能耗利用率都较低外，产品的耐温等级也较低。紫外光交联技术在投资、工艺技术和安全防护诸方面都得到了大大的改进，使用的
辐照交联电力电缆
、辐照交联电力电缆（电压等级：0.6/1KV；执行标准：GB/T12706.1-2002）辐照交联电缆是利用高能射线轰击聚其分子链中的氢原子排出，于是分子链上产生空隙，相邻的分子链结合在一起形成－C－C－交联键，形成了网状的大分子立体结构而构成交联聚乙烯。 通过辐照后的交联聚乙烯热性能可达到105度，辐照交联为物理交联方式，整个交联没有水的介入，其绝缘中的水分子含量不大于100PPM，绝缘纯度高，从而辐照交联的电缆在电性能、机械性能方面有独特的优良特性，电缆寿命可达60年，同时电缆具有重量轻、结构简单、敷设不受落差限制等特点。 YJV、YJLV 辐照交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 YJY、YJLY 辐照交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆 YJV22、YJLV22辐照交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆 YJV23、YJLV23辐照交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆 YJV32、YJLV32辐照交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆 YJV33、YJLV33辐照交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆 VV、VLV、VY、VLY、YJV、YJLV、YJY、YJLY适用于室内外敷设。可经受一定的敷设牵引，但不能承受机械外力作用的场合。单芯电缆不允许敷设在磁性管道中。 VV22、VLV22、VV23、VLV23、YJV22、YJLV22、YJV23、YJLV23敷设在室内、隧道、电缆沟，能够承受一定的机械外力，不能承受过大的拉力。 VV32、、VLV32、VV33、、VLV33、YJV32、YJLV32、YJV33、YJLV33敷设在室内、隧道、电缆沟，能够承受一定的机械外力。 基本结构：导体－交联聚乙烯绝缘－内护套－钢带铠装－聚氯乙烯护套 辐照交联聚烯烃（主要材料是聚乙烯）电线电缆主要用于耐热建筑线、汽车线、航空导线、机车线电线和电机电器引接线等。 二、中压交联聚乙烯绝缘电力电缆（电压等级：6/6KV-26/35KV；执行标准： GB/T12706.2-2002） 中压交联聚乙电缆采用了全干式化学交联方法使用聚乙烯分子由线型分子结构变为空间网状结构，使热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，使其机械性能、热老化性能及环境应力能力在很大的程度上得到提高，并具有优良的电气性能。具有异体正常运行温度高、结构简单、外径小、重量轻、使用方便、不受敷设落差限制等特性。适用于工频额定电压1-35KV配电系统。 YJV62、YJLV62交联聚乙烯绝缘双非磁性金属带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 YJV63、YJLV63交联聚乙烯绝缘双非磁性金属带铠装聚乙烯护套电力电缆。 其它型号与辐照交联类似（只是电压不同） YJV、YJLV、YJY、YJLY适用于室内敷设。可经受一定的敷设牵引，但不能承受机械外力作用的场合。单芯电缆不允许敷设在磁性管道中。
聚氯乙烯的辐射交联
聚氯乙烯的辐射交联 朱志勇，张勇，张隐西 摘要：PVC经交联后，其热性能、电性能、机械性能均大幅度提高，材料使用耐温等级亦相应提高.与传统的化学交联相比，采用高能电子射线进行的辐射交联方法具有产品质量好、生产工艺简单、生产效率高、能耗低、环境污染小等优点.文中综述了在多官能团单体交联剂存在下，以高能电子射线对PVC进行辐射交联的基本原理、交联产品的性能及交联生产的工艺特点，比较了辐射交联与化学交联之间的优缺点，总结了近年来PVC辐射交联技术在理论及工业应用中的最新进展，并介绍了辐射交联PVC材料在电线电缆、建筑材料等领域的应用。 关键词：聚氯乙烯；辐射；交联 分类号：O 644.2 Radiation Crosslinking of PVC Zhu Zhiyong,Zhang Yong,Zhang Yinxi School of Chemistry and Chemical Technology, Shanghai Jiaotong University, China Abstract：The radiation crosslinking of plasticized polyvinyl chloride (PVC) was reviewed, which includes fundamental principles of crosslinking reaction, characteristics of crosslinked products, handling technology in industrial processing and advantages of radiation crosslinking over chemical crosslinking methods. The latest development of PVC radiation crosslinking in theory and industry application was summarized. The uses of radiation crosslinked PVC materials in some fields, such as wire and cable insulation, construction materials etc., were also introduced. Key words：polyvinyl chloride; radiation ;crosslinking 聚氯乙烯(PVC)是一种用途广泛的通用塑料，它成本低廉，成型方便，力学性能优异，耐腐蚀，电绝缘性优良，表面印刷性好，广泛应用于建筑、轻工、化工、电器、电线电缆等领域.PVC材料的主要缺点在于耐温性差，耐候性、耐磨性也较差，并且增塑剂的析出使得老化性能变劣，限制了PVC在苛刻条件下的使用，也不能满足某些特种线缆的要求.交联是克服这些缺点的有效途径之一.PVC材料交联后，耐温等级显著提高，耐老化性、耐候性、耐磨性、耐化学性也同步提高，综合性能大大增强.PVC 交联主要有化学交联和辐射交联两种.与化学交联相比，辐射交联工艺简单，能耗低，产率高，无污染，具有更广泛的工业应用前景. 普通PVC材料在辐射作用下并不交联，主要发生脱氯化氢反应与降解反应，产生共轭双键使产品变色.1959年，Pinner与Miller首先发现，多官能团不饱和单体能够强化PVC辐射下的交联反应，从而使PVC辐射
辐照交联电缆 规格型号
辐照交联电缆规格型号 本产品适用于额定电压0.6/1KV及以下的电力线路中作输送电能用。 一、产品执行标准：企业标准 二、辐照原理的说明 辐照交联是利用辐照产生的高性能β射线，形成高分子自由基，然后高分子自由基重新组合成为交联键，从而使原来的线性分子结构变成三维网状分子结构，而形成交联。 三、辐照交联低烟无卤电线电缆的特性 1、载流量大；辐照交联电缆，经高能电子束辐照后，材料的分子结构从线性变成三维网状分子结构，耐温等级从非交联的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同规格的电缆的载流量提高15-50% 。 2、绝缘电阻大；由于辐照交联电缆避免了采用氢氧化物作为阻燃剂，因此防止了交联时出现的预交联和因绝缘层吸收空气中的水分而使绝缘电阻下降现象。从而保证了绝缘电阻值。 3、使用寿命长，过载能力强；由于辐照交联后的聚烯烃材料的耐高温等级高，老化温度高，所以延长了电缆在使用过程中循环发热的使用寿命。 4、环保，安全；由于电缆所采用的材料都是无卤环保材料，所以电缆的燃烧特性符合环保要求。 5、产品质量温度；传统的温水交联电缆的质量受水温度，剂制工艺，交联添加剂等因素影响，质量不稳定，而辐照交联电缆的质量取决于电子束的辐照剂量，辐照剂量是由计算机控制，少了人为的因素，所以质量稳定。 辐照交联低烟无卤阻燃电线电缆具有难以着火并具有阻止或延缓火焰蔓延的能力，过载力强，而且一旦着火，他具有无卤，低烟，无毒，无腐蚀等特性，适用于如高层建筑，宾馆，医院，地铁，核电站，隧道，发电厂，矿石，石油，化工等。 阻燃等级供火温度供火时间成束敷设电缆的非金属材料体积碳化高度自息时间 A ≥815℃40min ≥7升/米|m ≤2.5米≤1h B ≥815℃40min ≥3.5升/米|m ≤2.5米≤1h C ≥815℃20min ≥1.5升/米|m ≤2.5米≤1h D ≥815℃20min ≥0.5升/米|m ≤2.5米≤1h 四、产品结构 五、辐照交联低烟无卤电缆表示方法 1、辐照交联低烟无卤电缆的燃烧特性代号和电缆型号两部分组成。 名称代号 阻燃A级ZA 阻燃B级ZB 阻燃C级ZC 阻燃D级ZD 耐火N
【CN110128683A】一种采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉及制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910361271.2 (22)申请日 2019.04.30 (71)申请人 南京天诗新材料科技有限公司 地址 211500 江苏省南京市南京六合经济 开发区槽坊路 (72)发明人 于海阔 郑晓平 于天诗 韦海翔 吴昊 曹玉文 (74)专利代理机构 南京禾易知识产权代理有限 公司 32320 代理人 张松云 (51)Int.Cl. C08J 3/28(2006.01) C08J 3/24(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 23/30(2006.01) C09D 7/65(2018.01)C09D 11/00(2014.01) (54)发明名称 一种采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉 及制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种采用辐照交联技术制备的 改性蜡微粉及制备方法，按重量份称取原料，蜡 65-100份和敏化剂1-5份，以微粉蜡常用的低粘 度或者高脆性原料为基础，与敏化剂熔融混合， 采用研磨法或喷雾法微粉化处理，最后进行辐照 交联，制得高分子量的改性微粉蜡，其粘度和韧 性均有较大提高， 表现出来更好的耐磨性。权利要求书1页 说明书3页CN 110128683 A 2019.08.16 C N 110128683 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110128683 A 1.一种采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉，其特征在于：由下述重量份的原料制成，蜡65-100份，敏化剂1-5份，所述蜡包括聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡，所述敏化剂为烯丙酯类、丙烯酸酯类、甘醇酯类、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯苯的一种。 2.根据权利要求1所述的采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉，其特征在于：所述烯丙酯类包括氰脲酸三烯丙酯、异氰酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯、葵二酸二烯丙酯，所述丙烯酸酯类包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯，所述甘醇酯类包括二丙烯酸四甘醇酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯。 3.根据权利要求1-2任意所述的采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： S1，按重量份称取原料，蜡65-100份和敏化剂1-5份； S2，将步骤1的蜡和敏化剂熔融混合后微粉化处理，得到改性蜡微粉； S3，对改性蜡微粉进行辐照交联，制得高分子量的改性蜡微粉。 4.根据权利要求3所述的采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉的制备方法，其特征在于：所述蜡包括聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡，熔滴点范围为90～138℃，粘度为100mPa.s～1500mPa.s。 5.根据权利要求3所述的采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉的制备方法，其特征在于：步骤2中，微粉化处理得到改性蜡微粉的粒径为5～15um。 6.根据权利要求3所述的采用辐照交联技术制备的改性蜡微粉的制备方法，其特征在于：步骤3中，辐照交联的剂量为10Mrad～40Mrad。 2
浅谈电缆交联技术
电缆交联技术 上世纪50年代，世界上第一根交联聚乙烯绝缘电缆在美国问世，此后，以其电气性能优异、传输容量大、机械性能高、结构轻便、附件简单等优点在其他各国得以快速发展。我国发展相对较晚，约在80年代末，但发展迅速，目前，我国许多厂家已具有500KV 超高压生产能力。交联聚乙绝缘电缆的产生，结束了油浸纸绝缘时代，并在逐步取代聚氯乙烯绝缘电缆。 交联聚乙烯绝缘电缆的优越性能源与聚乙烯材料分子链结构的变化。低密度聚乙烯分子链成线状，但带有很多甲基支链；中密度聚乙烯分子链成线状带有较少的甲基支链；高密度聚乙烯分子链也成线状但不带甲基支链。这些聚乙烯在物理或化学交联剂作用下，分子链由线形变成网状结构，使聚乙烯由热塑性材料变成热固性材料，即聚乙烯 交联聚乙烯，从而提高了聚乙烯的电气性能、机械性能、耐老化性等，这就是交联聚乙烯电缆的交联机理。 20多年来，为提高产品质量，人们对聚乙烯交联技术的研究从未间断过，形成了多种交联方式，按其交联实质和交联介质的不同可概括为两类：一、物理交联；二、化学交联。详细分类见下图。 在交联电缆产生初期，人们主要采用饱和蒸汽加热的方法使聚乙烯交联，但在实践中发现，此法中制品在高温高压下要与水气接触，材料内部将吸收较多的水分，冷却时过饱和水析出，形成大量的微小气孔，在较高电压下容易发生水树击穿；另外，饱和蒸汽温度与蒸汽压力有关，压力大温度高，但在高蒸汽压力下，温度随压力上升而增加的速率显著降低，这就决定了此法交联温度不是很高，继而限制了交联速度。由于上述原因饱和蒸汽交联一般用于10KV 及以下电缆的生产。
惰性气体保护热辐射交联方法的产生在很大程度上取代了饱和蒸汽交联，但并没完全取代，目前450/750V及以下橡皮绝缘电缆还大多采用这一方法。惰性气体保护热辐射交联方法又称为干法交联，是当前生产500KV及以下塑料绝缘电缆最常用、最普遍的方法，该方法克服了饱和蒸汽交联的所有缺点，并在惰性气体的压力下还能使制品表面致密、防止氧化。 硅烷交联又称为温水交联或低温交联，电缆在70℃～90℃的温水中交联，绝缘中的交联剂—硅烷在吸水后，线形结构反应生成网状结构。目前主要用在10KV及以下交联电缆的生产中。 物理交联又称为辐照交联，分为电子辐射和γ射线交联两种方法。 （1）电子辐射交联，利用电子加速器配合束下辐照装置，采用高能电子束（一般能量仔1.0～3.0MeV之间）对电线电缆绝缘层进行照射，引发高分子材料产生自由基，形成C-C交联键，生成三维网状结构。 （2）γ射线交联由于剂量率低，照射过程中无法穿透线缆的芯线，所以，目前只是在热塑性材料的交联中有应用，而电线电缆生产中一般不采用γ射线交联。 物理交联电线电缆的交联度随着辐照剂量的增加而增加，通过控制加速器及束下设备的运行参数，可以获得重复性非常好的交联度值。同时，由于物理交联是在常温常压下交联，辐照过程中不存在高压力和高温度，不需要加水或加热，交联中没有水和气体生成，因此，长期使用中不会发生水树、电树等影响电线电缆寿命的老化，不存在电线电缆内部结构变动或熔化或降低电线电缆的拉断力，但由于受电子加速器能量以及束下设备的限制，物理交联一般适用于10KV以下630㎜2以内的电线电缆的生产。 熔盐交联、硅油交联和长承模交联技术在国内使用较少。 随着我国经济高速稳定的增长，国际经济技术交流的加快，其他各行业对线缆的要求越来越高，不但要求阻燃、耐火，还要求燃烧时具有低烟无氯等性能，同时出口的产品还要符合进口国严格、苛刻的安全指标，这就促使我们在电缆交联技术等方面不断前进，不断攻克国际贸易技术壁垒。
SYT 4054-2003 辐射交联聚乙烯热收缩带
辐射交联聚乙烯热收缩带（套） （SY/T4054－2003） 1、适用范围：本标准规定了辐射交联聚乙烯热收缩带（套）的技术要求、实验方法、检验规则及其标志、包装、运输与贮存。本标准适用于埋地钢质管道防腐层及外保护层补口的辐射交联聚乙烯热收缩带（套）其他辐射交联聚乙烯热收缩制品可参照使用。 2、技术要求 1）标识：辐射交联聚乙烯热收缩带（套）的产品型号包括以下内容：热熔胶厚度；基材厚度；带状产品宽度（或套状产品长度）。 2）产品规格尺寸 3 a 基材边缘应平直，表面应平整、清洁，不允许有气泡、疵点、裂口、分解变色等现象。 b 热熔胶层表面应平整，厚度应均匀，不应有杂质、气泡。 4）技术性能及试验方法 a 辐射交联聚乙烯热收缩带热收缩率不应小于15％；辐射交联聚乙烯径向热收缩率不应小于50％，轴向热收缩率不应大于10％。 b在2000C±100C、5min自由收缩复原后的基材性能符合本标准P2表2的规定。热熔胶性能符合本标准表3的规定。 c 辐射交联聚乙烯热收缩带（套）应用管径不大于400mm时，其安装系统的总抗冲击强度应大于10J/mm；当应用管径大于400mm时，其安装系统的总抗冲击强度应大于12J/mm；总抗冲击强度试验方法按SY/T0413-2002的规定进行。 3、标志、包装、运输与贮存 1）产品应妥善包装、在包装上应标明下列项目：产品名称；产品数量；生产厂名称；产品合格标志；厂址；执行标准。 2）辐射交联聚乙烯热收缩带（套）可在-300C～+400C条件下运输和贮存。应避免阳光长时间曝晒，避免雨淋、重压和机械损伤。 3）辐射交联聚乙烯热收缩带（套）贮存期不宜超过一年。
PVC的辐照交联
PVC的辐照交联 辐照交联是最早采用的PVC交联方法之一，也是使用最广泛的交联方法。美国、日本等国已用此法生产辐照交联的PVC绝缘电线。普通PVC 材料在辐照作用下并不交联，主要发生脱氯化氢反应与降解反应，产生共轭双键使产品变色。1959年，Pinner与Miller首先发现，多官能团不饱和单体能够强化PVC辐照下的交联反应，从而使PVC辐照交联成为可能。加入的多官能团不饱和单体主要有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三烯丙基异腈脲酸酯(TAIC)、三烯丙基腈脲酸酯(TAC)、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、二丙烯酸四甘醇酯(TEG-DA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等。 多年来，大量研究逐步揭示了PVC辐照交联中的反应原理及结构变化，并已经能够控制辐照交联PVC产品的结构与性能，使PVC的辐照交联技术已日臻成熟。 PVC辐照交联一般以Co60-γ射线或高能电子(EB)射线为辐照源、多官能团不饱和单体为交联剂，交联反应为自由基反应，PVC在辐照作用下C-Cl键断裂，形成自由基活性中心，多官能团不饱和单体在辐照引发下优先产生自由基并自聚，同时接枝到PVC长链自由基上，基本的交联结构为PVC-(交联剂)γ-PVC。
V K SHARMA等采用电子束(EB)辐照交联软PVC，研究了3种交联剂——TMPTA、TEGDM及TEGDA对软PVC的交联速率及热稳定性能的影响，以三盐基硫酸铅(TBLS)作为体系的稳定剂。结果表明，5%TMPTA的交联效果最好，当凝胶质量分数为60%时，其拉伸强度达到了23.5MPa，较未交联时提高了7%左右，同时交联软PVC的体积电阻系数、分解温度也能够得到明显的提高。 Ratnam等采用了同样的辐照交联方法，采用TMPTA交联硬PVC，姒TBLS作为体系的稳定剂，研究了辐照剂量在20-200kGy时，其凝胶含量与硬PVC的拉伸强度、硬度的关系，同时测定了辐照剂量在100kGy时的Tg，并通过FTIR分析证实了通过电子束辐照的方法能够有效地避免降解反应的发生。研究发现，当辐照剂量为100kGy时，其凝胶质量分数达到85%，此时交联硬PVC的Tg较未交联试样提高了2.5℃。同时，通过对辐照交联硬PVC的性能研究表明，采用适当用量(4%)的交联剂交联的硬PVC试样的拉伸强度、硬度都得到明显提高，当凝胶质量分数达到80%时，其拉伸强度达到最大值55MPa，较未交联时提高了30%。此时，硬PVC的硬度也提高了13%左右，并随着凝胶质量分数的增加呈不断上升的趋势。 PVC的辐照交联是非常复杂的反应，主要包括PVC交联、降解、脱HCl等。各种因素对PVC辐照交联的影响都是通过影响三者间的竞争关系来实现的。PVC辐照交联反应过程受多种因素影响：辐照剂量、辐照
光交联原理和技术特点
光交联原理和技术特点 发布时间:2008-6-11 信息来源：中国电线电缆网信息中心 紫外光交联原理：以聚烯烃为主要原料掺入适量的光引发剂，用紫外光照射，通过光引发剂吸收特定波长的紫外光引发产生聚烯烃自由基，从而发生一系列快速聚合反应，生成具有三维网状结构的交联聚烯烃。经过交联的聚烯烃材料具有优良耐高温性、抗溶剂性，优异的电气性能和明显增强的力学性能等。 本成果包括电缆专用料和工艺设备流程等工业生产光交联聚烯烃绝缘电力电缆和控制电缆的一整套新技术。与目前国内外广泛采用的高能辐照(γ射线、电子束、中子束等)和化学法(过氧化物和硅烷法)相比较，紫外光交联法在技术原理上类似于高能电子束辐照法；在工艺流程上又类似于过氧化物热引发的化学交联法，采用连续生产工艺。高能辐照交联效率高、产量大，但设备昂贵、工艺复杂和防护苛刻；而过氧化物化学交联比较适合于大尺寸高压电缆的生产，但热效率低、投资大、工艺控制复杂和专用厂房庞大；硅烷化学交联法除了生产效率和能耗利用率都较低外，产品的耐温等级也较低。紫外光交联技术在投资、工艺技术和安全防护诸方面都得到了大大的改进，使用的设备简单、操作机动灵活，也无需象过氧化物化学交联那样上百米长的高温高压管道和庞大的专用厂房。而且，光交联法仅需在原有的普通生产线上稍作改动，安放占地面积不大的光交联专用设备就可生产光交联聚乙烯电线电缆产品，非常适合中小规模电缆厂老产品(如国际上正在淘汰的PVC电缆)的升级换代，既可提高产品的耐温等级和使用性能，而又不明显增加高档次交联产品的成本，它是一种投资小，产品质量优异，收效快的交联新工艺。应用紫外光辐照方法可生产中、低压电力电缆、控制电缆、通信电缆和电子线缆。因此，紫外光交联技术是继化学交联和辐射交联之后发展起来的又一种新交联技术，对两种传统技术起着取长补短的作用。 二、光交联设备和工艺流程 紫外光交联法设备工艺流程如下：采用紫外光作为辐射源，将混炼好的光交联聚烯烃配料挤塑包覆在导电线芯上，然后立即进入本发明的光照设备中进行熔融态光交联。光照过的电线电缆经过温水退火处理和其它的后续加工即可获得光交联聚烯烃绝缘电线电缆产品。 光交联法的设备工艺特征有： 光照设备采用均匀配置和特殊设计的反射聚焦的紫外光源，由控制系统来确保光照箱内的紫外光强、辐照温度等最佳工作条件； 高效的光引发体系在紫外光照下快速引发聚烯烃交联反应，从而使每台光照设备达到每分钟数米-数十米的连续生产速度； 无需新建专用厂房，可利用原有电缆厂的生产设备。 三、技术指标和成本估算 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料经“国家电线电缆质量监督检验中心”测试表明：其各项性能优良，如体积电阻率、击穿电压和介电性能以及力学性能和热氧老化性能等，均达到35KV及以下交联聚乙烯电缆用绝缘料的各项技术指标。
辐照交联
3.0Mv电子加速器 工艺操作规程 编制： 审核： 批准： 2011-10-01发布2011-10-01实施 江苏赛德电气有限公司
1 设备名称：3.0Mv电子加速器 2 操作规程： 2.1 电线的操作 2.1.1 在辐照前应先了解被辐照电线的剂量要求，再根据不同的线径和剂量分类，以确保在辐照时同剂量同规格的线材批量辐照。 2.1.2 在被辐照电线取掉外包装后，应先检查线材是否有破损、划伤等不良现象，用万用表检查整盘线是否导通，如有异常现象需及时通知品管，在没有得到处理意见前不得辐照有问题的电线。 2.1.3 将线盘放在放线机上放好夹紧，剥掉线头上的绝缘层并使导体牢牢固定在接地线上，要确保线盘在高速转动时不脱掉。在线头被引到收线机后，也必须接地。 2.1.4 根据电线辐照工艺表设置运行参数，按线径大小设置张力，要求按小到大的顺序辐照。不允许电线混照。 2.1.5 换盘时根据放线盘上的余量和辐照速度提前降速，降速过程中注意不要太快或过长，避免操作不当造成电线拉伸、拉断等，换盘接线时一定要保证两盘电线导体之间有良好的连接。不同线径间应接一根长度约5米左右的热缩管，以较低的速度完成牵引过程，并注意调节张力。 2.1.6 每盘线到达收线机后，要先剪下一段检查是否有拉伸，有无划伤、擦痕等，在确保无拉伸、划伤、擦痕后才可以继续辐照。如有，必须要查明原因，等排除后才可以继续辐照。对于大规格的则必须全程注意。 2.1.7 对每个客户所有批次的电线都要进行抽检，每批次不少于2个样品。检查项目：外观、热延伸、均匀性。检验依据：外观：目测；热延伸: CJDS/W07-02；均匀性：用酒精灯烘烤。技术要求：外观：表面清洁，无划痕；热延伸：根据客户要求。均匀性：均匀。 2.1.8 每盘电线辐照后都必须在标识卡上加盖已辐照章，并填写辐照日期和责任人姓名。包好外包装，将已辐照电线盘推放到指定区域。在推放时要轻推轻放，避免线盘间的碰撞。 2.2 连续性套管的操作 2.2.1 在辐照前应先了解被辐照套管的剂量要求，再根据不同的线径和剂量分类，以确保在辐照时同剂量同规格的线材批量辐照。 2.2.2 在被辐照套管取掉外包装后，应先检查套管是否有破损、划伤等不良现象，如有异常现象需及时通知品管，在没有得到处理意见前不得辐照有问题的套管。 2.2.3 将线盘放在放线机上放好夹紧，要确保线盘在高速转动时不脱掉。 2.2.4 根据套管辐照工艺表设置运行参数，按线径大小选择不同分线梭，要求按大到小的顺序辐照。 2.2.5 换盘时根据放线盘上的余量和辐照速度提前降速，降速过程中注意不要太快或过长，避免操作不当造成套管拉伸、拉断等，换盘接线时一定要保证两盘套管之间有良好的连接。