●研究與專論●研究與專論.新一代聚烯烴防蟻線纜護(hù)套料The New Generation of Termite Resistant Jacketing ofPolyolefin Compound for Underground Cables成都普天電纜股份有限公司代康Chengdu Putian Telecommunications Cable Co., Ltd Dai Kang摘要:從工業(yè)生態(tài)學(xué)的角度評(píng)述了現(xiàn)行各種防蟻線纜護(hù)套的特點(diǎn)，分析了聚烯烴共聚物防蟻?zhàn)o(hù)套料的關(guān)鍵技術(shù)特性，總結(jié)了該種材料結(jié)晶及其與護(hù)套機(jī)械性能的關(guān)系，提出了聚烯烴共聚物防蟻?zhàn)o(hù)套不同于一般線纜護(hù)套擠塑的特殊之處。Abstract: Basing on the viewpoint of eco-industry，different kinds of existing termite resistant cable jackets are reviewed.The key-point technical properties of this special polyolefin compounds are analyzed. The relationship between the crystallizationbehavior of cable compounds and the end-use mechanical or physical performance is summarized. Finally，the outstanding featuresof this termite resistant cable jacket differed from the common extrusion cable sheath are drawn.關(guān)鍵詞:埋地線纜防蟻外護(hù)層 結(jié)晶性流變性擠塑Key words: Underground cable Termite resistant jacket Crystallization Rheology Extrusion圖分類號(hào): TM207文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A1.引言由于至今沒有藥物防蟻?zhàn)o(hù)套料的標(biāo)準(zhǔn)，加之缺乏對(duì)常用的幾種電纜防蟻技術(shù)進(jìn)行比較”，發(fā)生產(chǎn)許可制度，人們對(duì)其在多大程度上影響環(huán)境現(xiàn)聚烯烴共聚物防蟻?zhàn)o(hù)套技術(shù)最具應(yīng)用前景。其和擠塑工人的健康、是否適合循環(huán)利用等疑慮重中具有代表性的Termigon(“退滅蟲”)防蟻?zhàn)o(hù)套料重。在美國(guó)，規(guī)定用于塑料的抗微生物添加劑均在我國(guó)經(jīng)過十多年的使用，得到普遍的認(rèn)可。該應(yīng)到美國(guó)環(huán)境保護(hù)署注冊(cè)，線纜聚合物也不例種護(hù)套料以聚烯烴共聚物為基料，運(yùn)用納米技術(shù)外，值得借鑒。2.2半硬PVC防蟻?zhàn)o(hù)套制備，有良好的剛性和韌性。在深人掌握這種材料的流變特性和結(jié)晶特性的基礎(chǔ)上，提高擠塑工PVC是環(huán)境負(fù)荷大的線纜材料。在美國(guó)一份藝水平可以充分發(fā)揮其技術(shù)特點(diǎn)。近年來，世界對(duì)線纜行業(yè)常用的材料進(jìn)行環(huán)境負(fù)荷評(píng)估的報(bào)告對(duì)線纜的要求已不只是適宜的電氣和防護(hù)性能，中，PVC是重點(diǎn)考察對(duì)象”，主要原因是其含有鉛而且還要求具有生態(tài)的特點(diǎn)，以利于資源循環(huán)”。鹽熱穩(wěn)定劑。此外，人們?nèi)諠u擔(dān)憂鹵素(氯化和溴在這種背景下，線纜業(yè)界有必要重新回顧電化物)本身的毒害性。目前有的電子產(chǎn)品開始采用纜防蟻技術(shù)。本文以Termigon聚烯烴共聚物防蟻國(guó)際電化學(xué)委員會(huì)所規(guī)定的鹵素限量:氯化合物.護(hù)套料為例，分析其技術(shù)特點(diǎn)，探索流變特性和<900ppm。另外，半硬PVC是通過減少增塑劑來結(jié)晶特性對(duì)擠塑工藝的影響。下面先介紹三種非提高硬度，但增塑劑減少使PVC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫主流防蟻電纜護(hù)套。度升高，護(hù)套低溫性能下降，脆性加大，對(duì)線纜2.三種已有的防蟻?zhàn)o(hù)套和防蟻新概念不利。2.1藥物防蟻?zhàn)o(hù)套2.3聚酰胺防蟻?zhàn)o(hù)套我國(guó)目前使用較為普遍的防白蟻藥劑有毒死在電纜聚烯烴護(hù)層上擠包的一層厚度為蜱(中等毒)、氰戊菊酯(低毒)和氯菊酯(中等毒)三0.2mm~ 0.5mm的聚酰胺防蟻外套，有其優(yōu)點(diǎn)和種”。埋地線纜多采用聚乙烯護(hù)套(GB/T 15065標(biāo)不足之處”?？晒┻x擇的聚酰胺有邵氏硬度不小于準(zhǔn))”的材料，其中添加的國(guó)產(chǎn)防蟻劑的成分有除64H。的聚酰胺11和不小于67H,的聚酰胺12。聚酰蟲菊酯、氨基甲酸酯類和第三代新型有機(jī)磷藥胺分子中帶有氫鍵而易吸潮，埋地電纜的聚酰胺物，具有高效、半衰期長(zhǎng)和中低毒性的特點(diǎn)，觸護(hù)套會(huì)長(zhǎng)期處于水分飽和狀態(tài)，減小了聚酰胺分殺作用較強(qiáng)，用量為護(hù)套料重量的0.6%~0.8%。子鏈間的作用力，降低了護(hù)套拉伸強(qiáng)度和硬度。新一代聚烯烴防蟻線纜護(hù)套料除非聚酰胺制品的結(jié)晶度很高，否則酰胺基團(tuán)含凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)(即高分子鏈之間的排列和堆砌)影量越高，吸水率越大，制品將加速老化?，F(xiàn)在還響。例如，斷裂伸長(zhǎng)率與塑料的分子鏈長(zhǎng)度和球缺乏聚酰胺硬度如何隨時(shí)間和土壤水分、埋地深晶間的系帶分子有關(guān)。聚合物結(jié)晶形態(tài)包含結(jié)晶度(溫度)變化的研究。度大小、晶粒形狀、晶粒尺寸、晶粒取向等方面聚酰胺擠塑困難的原因在于其熔體強(qiáng)度低，的內(nèi)容。在線纜制造中，很多關(guān)鍵的工藝技術(shù)與擠塑難于控制?？刂平Y(jié)晶形態(tài)有關(guān)。而目前線纜塑料的測(cè)試大都2008年初，我國(guó)南部地區(qū)的架空電網(wǎng)遭受罕停留在宏觀層面，尚未深人其微觀結(jié)構(gòu)，未能將見的冰雪災(zāi)害，受此影響，今后電力電纜入地工聚合物結(jié)晶形態(tài)控制與宏觀性能聯(lián)系起來。程的投，入可能有所加大。與架空電纜相比，埋地解釋結(jié) 晶結(jié)構(gòu)機(jī)理及其關(guān)聯(lián)性能有多種模電纜占用土地少，對(duì)環(huán)境的影響小。然而，在我型。在模塑制備塑料試樣和塑料擠塑中，球晶是國(guó)長(zhǎng)江以南廣大地區(qū)，白蟻嚴(yán)重影響地下電纜的塑料中尺寸最大的有規(guī)單元。這是一種簡(jiǎn)化的處安全。更北的遼寧丹東和北京地區(qū)(約北緯40°),理方法。聚合物結(jié)晶過程分為成核和晶體長(zhǎng)大兩也已發(fā)現(xiàn)白蟻蹤跡。地下電纜面臨新的威脅。個(gè)階段。結(jié)晶首先需要晶核，聚合物大分子的鏈電力電纜運(yùn)行壽命- -般高于通信線纜，在美段可充當(dāng)晶核而導(dǎo)致均相成核，熔體中某些雜國(guó)大約20 ~30年，通信線纜則是15~20年。大截面質(zhì)、不完全熔融物的晶體也可充當(dāng)異相晶核;添電力電纜價(jià)值高，工程浩大，對(duì)電網(wǎng)重要性高,加的某些有機(jī)成核劑可與聚合物間形成晶格匹電纜防蟻更不能忽視。且電力電纜因載流發(fā)熱，配，成核效率更高。成核劑可增加微晶數(shù)量，提護(hù)套表面溫度高于周圍環(huán)境，易招惹喜溫暖潮濕高結(jié)晶峰值溫度、結(jié)晶速度和結(jié)晶度，有助于得的白蟻，也是電力電纜有別于通信線纜的特點(diǎn)。到均勻細(xì)密的球晶，提高成品的機(jī)械性能，表面以往對(duì)防蟻?zhàn)o(hù)套主要考慮的是防蟻性能和成硬度和耐磨性也有所提高。這是因?yàn)閱挝惑w積內(nèi)本，現(xiàn)在則更深層次地加.上工業(yè)生態(tài)學(xué)的考慮。晶粒越多，塑料在應(yīng)力作用下的形變分散到更多其目標(biāo)是追求工業(yè)生態(tài)效益，提高產(chǎn)品的耐久的晶粒中，形變較均勻，減少了局部應(yīng)力集中。性，材料的可回收性，提高能源和原材料利用細(xì)化晶粒能改善塑料的韌性和抗開裂性能，這和率，減少有毒有害物質(zhì)的擴(kuò)散，最大限度地利用金屬細(xì)晶強(qiáng)化原理相類似?？稍偕Y源，從而形成整體優(yōu)化物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。可用差熱掃描儀(Differential Scanning據(jù)此，要把產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響與環(huán)境對(duì)產(chǎn)品Calorimetry， DSC)測(cè)試聚 合物的結(jié)晶熱焓，與完的影響放在同樣重要的地位，利用產(chǎn)品生命周期全結(jié)晶的熱焓比較，得到質(zhì)量結(jié)晶度，也就是評(píng)價(jià)技術(shù)(Life Cycle Assessment，LCA)評(píng)估 與產(chǎn)說，從結(jié)晶量來衡量結(jié)晶度。通常，這些晶體很品有關(guān)的環(huán)境因素及其潛在影響，在電纜設(shè)計(jì)時(shí)小，常規(guī)的偏光顯微鏡難以觀察到塑料的結(jié)晶形選擇生態(tài)環(huán)境材料，降低產(chǎn)品成本和回收費(fèi)用，態(tài)，需要用分辨率更高的掃描電鏡(Scanning制造環(huán)境友好型電纜(即綠色生態(tài)電纜)。所謂生Electronic Microscope，SEM)進(jìn)行觀察 。態(tài)環(huán)境材料也稱環(huán)境相容材料，是指不但具有先4.聚烯烴共聚物電纜防蟻?zhàn)o(hù)套材料及其.進(jìn)特性、滿意的使用性能，以及良好的加工性、主要性能經(jīng)濟(jì)性、舒適性，而且環(huán)境負(fù)荷小，具有環(huán)境協(xié).塑料的機(jī)械物理性能表現(xiàn)為對(duì)立的剛性和韌.調(diào)性，或者有助于改善環(huán)境，易于循環(huán)回收。性兩方面。按照上述原則，藥物防蟻?zhàn)o(hù)套和半硬PVC防剛性(強(qiáng)而硬，硬軟反映模量高低，強(qiáng)弱反映蟻?zhàn)o(hù)套均存在嚴(yán)重的局限性。而聚酰胺防蟻?zhàn)o(hù)套強(qiáng)度高低)可由耐磨損、拉伸斷裂強(qiáng)度、拉伸屈服電纜回收時(shí)需將聚酰胺與聚乙烯護(hù)套分開，加大強(qiáng)度、硬度等反映，韌性則包括斷裂拉伸率、低了循環(huán)利用的難度。只有聚烯烴共聚物防蟻?zhàn)o(hù)套溫脆性和抗沖擊性等。電纜防蟻?zhàn)o(hù)套需要強(qiáng)而硬料才是理想的生態(tài)環(huán)境材料。的剛性，同時(shí)避免脆而易斷。剛性和韌性始終是3.結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)- .對(duì)矛盾，材料的發(fā)展史就是不斷強(qiáng)化、加韌并塑料性能首先由基礎(chǔ)樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)(包括分平衡這兩方面性能的歷史。子結(jié)構(gòu)、平均分子量和分子量分布)決定，其次受為了達(dá)到良好的防蟻性能，希望線纜外護(hù)套●研究與專論.的硬度盡量高。但這會(huì)影響電纜撓曲性，不利于能的綜合反映。硬度試驗(yàn)壓痕深度不能超過試樣線纜施工，大截面電纜尤為困難。不恰當(dāng)?shù)倪^高的塑性變形極限，而一旦規(guī)定了電纜防蟻?zhàn)o(hù)套的的功能要求其實(shí)是設(shè)計(jì)缺陷。過高護(hù)套硬度可能硬度，就不能再以彎曲、拉伸或壓縮彈性模量來落入“過剩設(shè)計(jì)”(overdesign)的陷阱，也超越現(xiàn)代替。采用文獻(xiàn)[8]規(guī)定的方法測(cè)量塑料試樣的硬有塑料所能達(dá)到的水平。度，試樣厚度為6mm。由于制備較厚試樣困難，《電纜光纜用防蟻?zhàn)o(hù)套材料特性》總結(jié)了 對(duì)有時(shí)不得不用兩片、甚至三片試樣疊合以達(dá)到所防蟻?zhàn)o(hù)套料的基本要求，主要性能指標(biāo)見表1。需厚度，這就可能造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)。試驗(yàn)時(shí)探表1聚烯烴共聚物電纜光纜防蟻?zhàn)o(hù)套材料的主要性能針與試樣完全接觸1秒后立即讀數(shù)。施壓時(shí)間、探Termigon針保養(yǎng)狀態(tài)、環(huán)境溫度都會(huì)影響硬度測(cè)試結(jié)果。序號(hào)項(xiàng)目名稱單位指標(biāo)實(shí)測(cè)值4.2耐環(huán)境應(yīng)力開裂密度g/cm’ 0.950~0.978 0.954耐環(huán)境應(yīng)力開裂(Environmental Stress Crack2拉伸斷裂強(qiáng)度MPa≥ 20.030Resistance, ESCR)和耐熱氧化開裂，裂紋均發(fā)生3拉伸屈服強(qiáng)度MPa≥ 16.022.8在無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)的界面處。減小4斷裂伸長(zhǎng)率%≥600870結(jié)晶體尺寸，提高均勻性、提高結(jié)晶度和加入穩(wěn)拉伸彈性模量MPa≥850I 700定劑等都有利于提高這兩項(xiàng)抗開裂性能。低溫沖擊脆化6溫度失效數(shù)(-76C)個(gè)≤15/300/304.3炭黑炭黑是良好的紫外線吸收劑，聚乙烯護(hù)套料耐環(huán)境應(yīng)力開裂|7失效數(shù)F(500h)0/10中炭黑含量規(guī)定為2.6%質(zhì)量組分間，適用于所有8 | 200C氧化誘 導(dǎo)期(AI杯)min .≥3040架空、埋地電纜護(hù)套料。當(dāng)不知線纜敷設(shè)方式9炭黑含量%2.60+0.25 2.41時(shí)，這樣規(guī)定是穩(wěn)妥的。但防蟻線纜一般埋地 應(yīng)1炭黑吸收系數(shù)≥400420用，只在戶外儲(chǔ)運(yùn)和施工時(shí)才受到陽光曝曬，埋邵氏硬度H?！?4地后則免除熱氧化開裂的可能，其炭黑含量為耐磨損性在考慮中1.5%是適宜的。|1體積電阻率Q:m |≥1x10° | 7.3x10"4.4低溫沖擊脆化溫度介電強(qiáng)度|kV/mm ≥25聚乙烯的低溫沖擊脆化試驗(yàn)溫度為-76C。這介電常數(shù)≤2.82.7516介質(zhì)損耗角正切≤5x10° 3.07x10*-要求是聚丙烯均聚物(Polypropylene,PP)或沖防白蟻試驗(yàn)1級(jí)擊改性型聚丙烯共聚物(njection-molded塑料測(cè)試試樣是在特定的條件下模塑而成,Polypropylene， IMPP)所無法達(dá)到的。而線纜護(hù)套是規(guī)定的工藝條件下擠塑獲得，二者4.5拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸彈性模量結(jié)晶形態(tài)有區(qū)別，因而它們的機(jī)械性能不可簡(jiǎn)單拉伸屈服強(qiáng)度與結(jié)晶度線性相關(guān)，只有結(jié)晶區(qū)才發(fā)生不可逆形變。彈性模量則是結(jié)晶區(qū)和無地關(guān)聯(lián)。下面將討論材料的各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，當(dāng)中也涉定形區(qū)二者彈性模量的加權(quán)平均，而結(jié)晶區(qū)的彈性模量遠(yuǎn)高于無定形區(qū)。及到線纜護(hù)套的成品性能測(cè)試。在線纜護(hù)套拉伸試驗(yàn)時(shí)，樣品的受力方向與.4.1硬度白蟻對(duì)護(hù)套的侵害首先可表現(xiàn)為對(duì)護(hù)套的機(jī)高分子鏈的排列方向一致與否，得到的結(jié)果不械壓縮。由于很難以破壞試樣來完成塑料壓縮試同。理論性的試驗(yàn)須從三個(gè)方向制備成啞鈴狀試驗(yàn)，一般以硬度測(cè)試來表征測(cè)試壓縮強(qiáng)度和壓縮樣:沿護(hù)套縱向、護(hù)套圓周切向和護(hù)套厚度(護(hù)套彈性模量。通常拉伸和壓縮具有正相關(guān)性，因而徑向)方向。實(shí)用上只沿護(hù)套縱向取樣試驗(yàn)，原因在不測(cè)試硬度的情況下，也可用拉伸彈性模量來是線纜主要受縱向拉力，且護(hù)套圓周長(zhǎng)、厚度很判斷同一材料不同批次的壓縮彈性模量的變化。小，無法制備拉伸試樣。硬度是被測(cè)試樣在規(guī)定的壓頭和載荷下，其5.Termigon防蟻聚烯烴護(hù)套料的特點(diǎn)彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性及耐磨性等機(jī)械物理性5.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4新一代聚烯烴防蟻線纜護(hù)套料隨著活性中心茂金屬(metallocene)和后過渡金在制訂擠塑工藝前，如果利用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試手屬催化劑等先進(jìn)合成技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，防蟻?zhàn)o(hù)段掌握聚合物流變特性，能夠大大增加首次擠塑套料的基礎(chǔ)樹脂有了新的選擇。Termigon|防蟻 聚成功的機(jī)會(huì)，為日后優(yōu)化擠塑工藝提供依據(jù)。烯烴護(hù)套料最顯著的特點(diǎn)就是兼有極高的剛性和5.2.1熔體強(qiáng)度和熔體延伸率韌性。該料采用最新聚合物分子設(shè)計(jì)技術(shù)，即在聚合物熔體拉伸特性對(duì)線纜擠塑加工極具實(shí)分子水平上將不同結(jié)構(gòu)的烯烴單體分子精確共用的意義。采用保林儀器公司的RH7D高級(jí)毛細(xì)聚，得到的多元聚烯烴共聚物樹脂的性能超越了管流變儀測(cè)試了Termigon的熔體強(qiáng)度。試驗(yàn)用口每種單體聚合物的性能。它的平均分子量高，形模尺寸如下:長(zhǎng)度為20mm，可基本消除了熔體人成了極高的機(jī)械強(qiáng)度和硬度;它具有優(yōu)異的工程口效應(yīng);內(nèi)徑為2mm,進(jìn)入角度為180"。熔體絲塑料的特性，因此被稱為高級(jí)塑料合金。該種基受到加速度為2.4mm/s的收卷輪的牽引，即拉伸礎(chǔ)樹脂有很寬的分子量分布，低分子量組分，形成均質(zhì)、高度結(jié)晶的微晶，改善了熔體的流動(dòng)性速率設(shè)定為5min內(nèi)從2m/min升至45.2m/min。柱塞和材料的剛性，高分子量組分被包進(jìn)這些微晶。移動(dòng)速度為20mm/min,測(cè)試溫度為225C。測(cè)得高分子量單體分子鏈柔順性好，因而聚合物具有的熔體強(qiáng)度為0.28N,試驗(yàn)結(jié)束熔體絲仍未拉斷。良好的韌性和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。從分子鏈分結(jié)果表明，Termigon熔體強(qiáng)度較大，拉伸性能布來看，長(zhǎng)短兼有。短支鏈被有控制地接到長(zhǎng)支好，易于拉伸成型。鏈上，使無定形區(qū)中由大分子形成的大量系帶分5.2.2毛細(xì)管流變?cè)囼?yàn)子分散在球晶“ 島嶼”周圍，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，保Termigon護(hù)套料表觀黏度n(Pas)和剪切速率證了韌性、沖擊強(qiáng)度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。分子鏈長(zhǎng)及帶分支鏈的特點(diǎn)使熔體拉伸性好，熔體r(s' )曲線見圖1。強(qiáng)度高，有利于擠塑穩(wěn)定性和提高生產(chǎn)線速度。logn. 4分子鏈短的組分在擠塑中起到潤(rùn)滑作用，降低了熔體黏度，避免了通常的工程塑料因黏度高而擠3◆Termigon 200'C2..塑困難，并且影響結(jié)晶度的缺點(diǎn)。采用先進(jìn)的分2Termigon 225"C子鏈端基處理技術(shù)，分子鏈中不含極性功能基1.2+ DFDG6059 200C團(tuán)，使線纜護(hù)套在土壤中有優(yōu)越的耐酸堿腐蝕的1性能。0.有一種物理防蟻?zhàn)o(hù)套料的做法是將兩種剛性) +-logy或韌性突出的樹脂按一定比例混合重新造粒而圖1 Termigon護(hù)套料和DFDG 6059護(hù)套料的表觀黏成。這種機(jī)械摻混方法不易做到分散均勻。實(shí)現(xiàn)度(Pas)和剪切速率V(s )關(guān)系曲線相容已不易，更談不上二者具有相溶性。兩種樹脂的特點(diǎn)難以互補(bǔ)，得到的只是相混材料的綜合該試驗(yàn)的主要意義是觀察擠出物是否發(fā)生畸變或稱妥協(xié)平衡的性能，沒有突出的性能改進(jìn)。甚及在多大剪切速率下發(fā)生畸變。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):至護(hù)套料性能的穩(wěn)定和護(hù)套性能沿線纜長(zhǎng)度的均在200C下測(cè)試，當(dāng)表觀剪切速率在12.32s' .勻性也難于保證。27.28s". 69.17s'時(shí)表面不光滑， 這是正?，F(xiàn)象，生國(guó)內(nèi)也有研究者嘗試采用分子量大于150萬、產(chǎn)時(shí)可避開;在149.6s表面較光滑;在342.5s" 下表分子鏈極長(zhǎng)的超高分子量聚烯烴(Ultra-high面光滑;在1250s'下開始出現(xiàn)擠出不穩(wěn);在Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)為基料2500s'下擠出物扭曲，發(fā)生嚴(yán)重的熔體破裂。制備防蟻?zhàn)o(hù)套料。UHMWPE具 有模量高和耐沖擊在225C下測(cè)試，當(dāng)剪切速率在12.02s'.的優(yōu)點(diǎn)，即使高溫熔融狀態(tài)下其分子鏈段活動(dòng)也27.65s'、71.63s'下表面不光滑;在153.7s'下 表面很困難，黏度極大，擠塑極為困難。若與其它聚烯烴相混合來改善加工性，用特殊的擠塑設(shè)備，較光滑;在341.1s'下表面光滑; 在1018s'下很光材料的機(jī)械性能優(yōu)勢(shì)和實(shí)用價(jià)值又會(huì)大打折扣。滑;在4536s 及6804s'下擠出不穩(wěn)，擠出物扭5.2流變特性曲，發(fā)生嚴(yán)重的熔體破裂。()研究與專論試驗(yàn)得到的結(jié)論是:試系統(tǒng)上測(cè)試Termigon材料，加料量為隨著溫度升高，發(fā)生熔體破裂(或稱不穩(wěn)定流6.5700mg。將溫度從30C升至230C，停留5分鐘.動(dòng))的臨界剪切速率提高。因而要求在擠塑加工以消除熱歷史，然后降溫至30C，再升溫至?xí)r，擠塑?？谔幦垠w應(yīng)維持較高溫度(如230'C)。230C，以第二次升溫?cái)?shù)據(jù)作為熔融數(shù)據(jù)，升溫和在同一.剪切速率下，200C和225C對(duì)應(yīng)的黏降溫速度均為10"C/分鐘。測(cè)試結(jié)果見表2。計(jì)算度差別不大。材料的黏度對(duì)剪切速率比溫度更敏結(jié)晶度所用的理想結(jié)晶的熱焓值為293J/g。感，具有顯著的剪切變稀特性。過冷度△T越低、結(jié)晶峰寬度△T越小，說明結(jié)比較Termigon材料和Dow化學(xué)公司DFDG晶速度越快。試驗(yàn)中，熔體從117.69C開始結(jié)6059 線性低密度聚乙烯(Linear Low Density晶，在116.12C結(jié)晶速率達(dá)到最快，在111.27C結(jié)Polyethylene， LLDPE)護(hù) 套料在同- - 溫度的黏度晶基本結(jié)束，結(jié)晶峰寬度為6.42C，表明一剪切速率曲線， 發(fā)現(xiàn)剪切速率在1000s'內(nèi)，前0.642min內(nèi)完成結(jié)晶。者黏度比后者高出約15%~20%;剪切速率超出表2 Termigon防蟻?zhàn)o(hù)套料熔融、冷卻結(jié)晶熱焓1000s'，二者黏度相差不大。由于護(hù)套擠塑機(jī)內(nèi)JHJIgoJCTxJ/CTTCTcx/CTT./c.%螺桿螺槽對(duì)熔體的剪切速率通常在1000s'數(shù)量級(jí)升溫-157.08 1247 |127.36，2a| 131.55 11.25以內(nèi)，這意味著相同溫度和剪切速率下降溫7.32117.69 116.121...| 11.277 6.42 60.5Termigon的加工負(fù)荷和壓力略大于DFDG 6059護(hù)注: AH在熔融過程中為熔融熱焓，降溫過程中為結(jié)晶熱s， To開始結(jié)晶溫度; T峰位結(jié)晶溫度; Tpns結(jié)晶完成溫度套料。生產(chǎn)時(shí)，可提高擠塑溫度來降低加工負(fù)ST過冷度，為熔融峰溫度與結(jié)晶峰溫度之差; ST熔融(結(jié)晶)苛。峰寬度，為To與Tm之差; X峰位結(jié)晶度。由于生產(chǎn)用擠塑模長(zhǎng)徑比和入口條件不同于6.防蟻聚烯烴護(hù)套料的擠塑加工性毛細(xì)管，因而發(fā)生熔體破裂的臨界剪切速率與本擠塑會(huì)影響護(hù)套結(jié)晶結(jié)構(gòu)形態(tài)，是確定護(hù)套項(xiàng)試驗(yàn)得到數(shù)據(jù)可能有所差別。最終性能的重要環(huán)節(jié)。防蟻外護(hù)層的擠塑不同于5.2.3轉(zhuǎn)矩流變?cè)囼?yàn)該試驗(yàn)可以觀察聚合物塑化快慢，在較長(zhǎng)時(shí)-般電纜護(hù)套的擠塑，后者只考核其拉伸強(qiáng)度和間剪切和加熱條件下是否易于分解以及擠塑所需斷裂伸長(zhǎng)率，有的標(biāo)準(zhǔn)中可能再加上拉伸屈服強(qiáng)度;但對(duì)于防蟻外護(hù)層來說，除滿足拉伸性能的能量的大小。要求外，徑向強(qiáng)度也十分重要，這使得防蟻外護(hù)在Haake Rheocord 90.上做轉(zhuǎn)矩流變?cè)囼?yàn)，配層的擠塑有其特殊性。Haake RHEOMIX 600密煉附件。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分6.1電纜防蟻?zhàn)o(hù)套的厚度鐘，每次試驗(yàn)(密煉)時(shí)間10分鐘，加料量為48g,選取電纜防蟻?zhàn)o(hù)套的厚度時(shí)，首先應(yīng)考慮保證溫度設(shè)置200C。試驗(yàn)的10分鐘內(nèi)溫度一直保持 上防蟻性能的要求。<聚烯烴絕緣鋁一 聚烯烴粘接護(hù)升勢(shì)頭，但7分鐘后溫度不再明顯變化;試驗(yàn)開始套高頻農(nóng)村通信電纜系列標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)半硬PVC防蟻?zhàn)o(hù)1分鐘內(nèi)扭矩很快下降，3分鐘后 不再明顯下降;套的要求是:邵氏硬度(D級(jí))H,63~H,65,護(hù)套厚測(cè)得單位能耗為11.17J/g,比DFDG 6059(200C )高度為1.3~1.5mm。上述 厚度應(yīng)視作最小厚度。1.93 J/g(高出21%);塑化速度快，試驗(yàn)結(jié)束熔體防蟻層厚度其實(shí)與已有的基本電纜外徑無無任何分解跡象。關(guān)?；倦娎|外徑越大，白蟻咬合越困難;且防單位能耗由加熱功耗和機(jī)械功耗兩部分組蟻?zhàn)o(hù)套料的彎曲彈性模量較普通聚乙烯護(hù)套料成。提高擠塑溫度相當(dāng)于增加加熱功耗，保證螺大，外護(hù)套過厚會(huì)增加電纜敷設(shè)施工難度。但在桿轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功耗不會(huì)明顯增加，從而減小擠塑實(shí)踐中，外徑越大的電纜價(jià)值越高，用戶往往要.電機(jī)負(fù)荷。求加厚防蟻?zhàn)o(hù)套。電纜行業(yè)--直用擠包護(hù)套前電5.2.4差熱掃描試驗(yàn)(DSC試驗(yàn))纜的直徑作為確定電纜標(biāo)稱厚度的依據(jù)，包括差熱掃描試驗(yàn)可得到聚合物結(jié)晶量和結(jié)晶速《額定電壓IkV到35kV擠包絕緣電力電纜及附率的信息。在Mettler Toledo DSC 1 Star' System測(cè)件》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也是這樣。這里提出擠包防蟻外6新一代聚烯烴防蟻線纜護(hù)套料護(hù)套標(biāo)稱厚度T(mm)供參考: T-=1.5+0.0035D。過長(zhǎng)的定型段增加了熔體經(jīng)受最大剪切的歷程。其中，D為擠包防蟻外護(hù)套前基本電纜的直徑由于該料具有較高的熔體延伸率和熔體強(qiáng).(mm); T。可取為(1.5~2.0)mm。度，因而增大拉伸比(DDR)不會(huì)影響熔體拉伸穩(wěn)定性，這也有利于縮小模芯和模蓋的幾何偏心所6.2主要擠塑參數(shù)Termigon防蟻外護(hù)層和電纜的護(hù)套最好用共產(chǎn)生的擠塑層偏心。拉伸使分子鏈取向平行排列擠工藝- -次擠出，使二者粘結(jié)為- -體。以下從控的機(jī)率增加，這將減少結(jié)晶區(qū)間的纏結(jié)分子的體制結(jié)晶形態(tài)和以剪切、加熱保證護(hù)套料塑化的角積，有助于提高結(jié)晶度或減少結(jié)晶時(shí)間。當(dāng)生產(chǎn)線速度較高時(shí)，較大的拉伸比可避免發(fā)生熔體流度，擠塑過程中的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)加以說明。動(dòng)不穩(wěn)定。然而，如果熔體拉伸過大，加上出模6.2.1螺桿壓縮比擠壓可采用普通聚Z烯螺桿或屏障型螺桿,后冷卻過快，會(huì)使分子量大的分子鏈來不及重新螺桿壓縮比在2~3之間。從表觀黏度一剪切速 率曲卷繞，護(hù)套后期回縮較大，韌性下降，拉伸彈性模量也降低;過大的DDR甚至可能使分子鏈因強(qiáng)線可以看到(見圖1)，材料的剪切變稀較為明顯，烈拉伸而斷裂。因此適當(dāng)?shù)募羟锌山档腿垠w黏度，并使熔體充分拉伸比過大的危害不僅此一-端 ,熔體受縱向塑化;但壓縮比過高會(huì)使擠出壓力和負(fù)荷上升，單軸拉伸打破了塑料各向同性，使分子鏈取向方降低擠塑效率。對(duì)于普通聚乙烯螺桿，由于螺棱向的強(qiáng)度大為提高，但垂直于分子鏈的方向上塑較窄，熔體在螺棱與機(jī)膛內(nèi)璧間受到的剪切可以料強(qiáng)度則降低?？梢岳斫鉃閷A周和徑向上的強(qiáng)忽略，可認(rèn)為熔體在螺桿計(jì)量段螺槽中受到的剪度部分地轉(zhuǎn)移到縱向上，白蟻侵害護(hù)套可視為沿切最大。螺槽處簡(jiǎn)化的剪切率r計(jì)算公式為電纜徑向?qū)ψo(hù)套的壓縮，因而不能追求縱向高拉γo=πD:n/H(s')，其中D為螺桿直徑(mm)，n為螺桿伸以提高拉伸強(qiáng)度。建議拉伸比不宜超過1.7。轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)，H為螺槽深度(mm)。在靠近擠出熔體錐的內(nèi)外表面，熔體分子鏈6.2.2擠塑拉伸比(Draw Down Ratio, DDR)段受到的拉伸取向程度應(yīng)盡可能保持一致，可通不論采用共擠工藝將基本護(hù)套和防蟻?zhàn)o(hù)套一過計(jì)算平衡拉伸比(Draw Ratio Balance ,DRB。分次擠出，還是分兩次擠出，都適宜采用擠管式工別計(jì)算模蓋內(nèi)徑與電纜外徑之比、模芯外徑與擠藝。塑前纜芯或基本電纜外徑之比后，前者與后者之通常機(jī)頭宜抽真空以控制熔體錐的長(zhǎng)度并保比稱為平衡拉伸比)確定這一要求是否滿足。 換言持其穩(wěn)定，真空泵和機(jī)頭間可設(shè)立緩沖氣罐以保之，判斷熔體是否有過多地流向熔體錐的內(nèi)層或持機(jī)頭真空度的穩(wěn)定。在外層防蟻?zhàn)o(hù)套與電纜基外層的趨勢(shì)。理想的DRB為1.00，應(yīng)避免出現(xiàn)本護(hù)套分開擠塑時(shí)，機(jī)頭抽真空還有利于二者緊DRB小于1.00。因?yàn)檫@意味著內(nèi)層熔體有脫離纜密附著。在模芯與模蓋之間定型段，即模芯與模芯或基本電纜的趨勢(shì)，只不過當(dāng)DRB小于但十分蓋間隙最小處，熔體受到的剪切最為厲害，熔體接近1.00時(shí)，機(jī)頭抽真空可在一定程度 上掩蓋這在此受到的剪切與拉伸比呈反比，剪切速率計(jì)算-現(xiàn)象，因而往往為人忽略。DRB大于1.00則反公式如下:映外層熔體卷向內(nèi)層。當(dāng)DRB過高時(shí)，如果機(jī)頭再抽真空將使擠塑穩(wěn)定性更加惡化。因此,式中: Y為熔體在模芯與模蓋定徑段間隙受到DRB宜控制在1.00~1.10之間，否則將造成電纜外的平均剪切速率(s); V.為熔體在?？谔幍钠骄魉?gòu)诫y以控制，甚至擠塑難以進(jìn)行，且電纜護(hù)套有(m/s)，且V =V/VDDR，V為生產(chǎn)線速度(m/s),殘余應(yīng)力。6.2.3擠塑溫度DDR為擠塑拉伸比; R =-0.5D。[1+k+(1-k)ln (k)]' 2;當(dāng)電纜基本護(hù)套和防蟻?zhàn)o(hù)套共擠時(shí)，由于二k=D/D,，D,為模芯外徑，D。為模蓋內(nèi)徑。者都屬于聚烯烴類，擠塑溫度相差不大。二者在定型段長(zhǎng)宜在2mm-8mm。較長(zhǎng)的定型段有進(jìn)入擠塑機(jī)共擠機(jī)頭前，兩臺(tái)擠塑機(jī)的機(jī)膛和機(jī)利于熔體在此長(zhǎng)度上調(diào)整流速和壓力，在?？谔庮i可根據(jù)二者的流變特性各自設(shè)定加工溫度，內(nèi)獲得較為均勻的流速和壓力以減小護(hù)套偏心，但層的普通聚乙烯護(hù)套料熔體溫度低于外層防蟻聚●研究與專論.烯烴熔體的溫度;在機(jī)頭熔體匯合處，當(dāng)生產(chǎn)線晶，結(jié)晶度低于靠近里面冷卻遲緩的塑料，且球速度較高時(shí)，可適當(dāng)提高機(jī)頭和?？跍囟?，以消晶尺寸也可能更小，這將導(dǎo)致防蟻?zhàn)o(hù)套內(nèi)外表面除外護(hù)套熔體可能發(fā)生的破裂。較高的擠塑溫度硬度有所差別?？墒狗肿渔湼犴槪欣趯?shí)現(xiàn)充分的結(jié)晶。并盡管對(duì)塑料結(jié)晶的認(rèn)識(shí)還不充分，但這并不使拉伸取向的熔體分子鏈重新卷曲，這有利于護(hù)妨礙以現(xiàn)有的結(jié)晶學(xué)的基本觀點(diǎn)解釋加工中的現(xiàn)套徑向強(qiáng)度和縱向斷裂伸長(zhǎng)率的提高。當(dāng)熔體出象并制訂正確的工藝。模后，應(yīng)保證其在受拉伸過程中溫度不低于結(jié)晶6.2.5進(jìn)- - 步的工藝選擇溫度，這有利于生成各向同性的球晶結(jié)構(gòu)，對(duì)于采用旋轉(zhuǎn)擠出或雙軸拉伸工藝，護(hù)套沿圓周保持護(hù)套徑向抗壓縮強(qiáng)度和縱向拉伸強(qiáng)度的平衡方向可產(chǎn)生明顯的取向，周向拉伸強(qiáng)度可大為增是有益的。加，徑向抗壓縮強(qiáng)度有望提高，有利于提高電纜6.2.4 冷卻溫度護(hù)套的防蟻性能。熔體擠塑出模后，應(yīng)盡可能讓它充分結(jié)晶。冷卻速度對(duì)擠塑制品的結(jié)晶度有敏感的影響，冷7.結(jié)束語卻過快會(huì)阻礙結(jié)晶。聚烯烴材料在淬冷、淬冷后埋地電纜的蟻害是世界性的難題，需要以寬退火和緩慢冷卻的條件下，結(jié)晶度可以相差5%,闊、專業(yè)的眼光，引人領(lǐng)先的聚合物技術(shù)和電纜技術(shù)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，找到可靠性高和性價(jià)比優(yōu)甚至更高。雖然DSC測(cè)試條件和擠塑冷卻存在較大差的綠色生態(tài)解決方案。以Termigon防蟻?zhàn)o(hù) 套料為異，但DSC結(jié)果對(duì)制定擠塑工藝有很大價(jià)值。過代表的特種聚烯烴共聚物在可預(yù)見的將來都將是冷度△T高、峰位結(jié)晶寬度ST較大，或結(jié)晶完成較理想的防蟻?zhàn)o(hù)套料。今后需繼續(xù)開展的工作有:將電纜基本護(hù)套和防蟻?zhàn)o(hù)套作為-一個(gè)整體綜溫度Tns。較低的材料，尤其應(yīng)注意緩慢冷卻。在合設(shè)計(jì)，在外護(hù)層具有可靠的防蟻性能的前提線驟冷將造成結(jié)晶不充分，擠出護(hù)套在下線后仍下，電纜仍保持較好的彎曲性能;根據(jù)材料的結(jié)將緩慢地有所結(jié)晶(或稱次級(jí)結(jié)晶)而產(chǎn)生體積收晶特點(diǎn)和流變性，并且綜合考慮護(hù)套拉伸性能和縮。這是產(chǎn)品下線后回縮或在熱收縮試驗(yàn)中回縮徑向抗壓縮性能，繼續(xù)優(yōu)化擠塑工藝。這樣，通的根本原因。冷卻快慢受冷卻水槽距機(jī)頭?？诘倪^材料廠商、電纜制造廠和電纜使用方的共同努距離、冷卻水溫、生產(chǎn)環(huán)境溫度、水量和水循環(huán)力，使我國(guó)防蟻線纜在材料制備、線纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向等諸多因素影響。和擠塑加工技術(shù)上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。如果只注意緩冷而不能及時(shí)、充分地冷卻，參考文獻(xiàn):線纜收卷_上盤后仍有較高溫度，球晶再繼續(xù)發(fā)育[1]代康戶外通信線纜防蟻?zhàn)o(hù)套的比較研究現(xiàn)代有致使尺寸偏大，護(hù)套也將發(fā)生以球晶為中心的擠線傳輸，200,4:15~17出后回縮，球晶之間因拉伸而存在內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致[2]梁沃濤城市電纜白蟻防治方法探討廣東輸電與材料的韌性和耐應(yīng)力開裂性能下降。這在晶核數(shù)變電技術(shù)，2008,1:53-55量有限的情況下較為明顯。因此生產(chǎn)速度較高[3]代康，趙文碧，曾理.通信線纜業(yè)資源循環(huán)實(shí)踐時(shí)，冷卻長(zhǎng)度應(yīng)足夠長(zhǎng)。值得慶幸的是，中的若干技術(shù)問題現(xiàn)代傳輸,008.6.55-65Termigon護(hù)套料中加入了表面有機(jī)化處理的無機(jī)[4]李小鷹，王以燕我國(guó)白蟻防治及藥劑應(yīng)用的現(xiàn)狀納米材料和有機(jī)成核劑，保持了較快的結(jié)晶速和發(fā)展中華衛(wèi)生殺蟲藥械,20039(1)度，因而基本上消除了上述的毛病。[5] Maria Leet Socolof, Jay Smith，David Cooper and規(guī)定護(hù)套熱收縮指標(biāo)(加熱時(shí)間1小時(shí)，烘箱Shanika Amarakoon. Wire and Cable Insulation and Jacketing:Life-Cycle Assessments for Selected Applications(Public溫度110C，收縮率小于5%)，便于發(fā)現(xiàn)護(hù)套結(jié)晶Review Draf). EPA 744-R-08-001,May 2008形態(tài)是否因擠塑拉伸比過大、冷卻工藝不當(dāng)而產(chǎn)作者簡(jiǎn)介:生嚴(yán)重的不完善性。代康(1966-)，重慶酉陽人，高級(jí)工程師、注冊(cè)咨詢此外，出模熔體徑向冷卻速度差異也不可忽工程師(投資)、注冊(cè)企業(yè)法律顧問，2005年獲國(guó)務(wù)院有突視，當(dāng)擠塑層較厚時(shí)尤其如此。一般說來，擠塑出貢獻(xiàn)專家津貼。主持起草七項(xiàng)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一項(xiàng)國(guó)家外層溫度比內(nèi)層下降快，因而護(hù)套外表面先結(jié)標(biāo)準(zhǔn)。