輻照加工技術(shù)在電線電纜上的應(yīng)用

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青島華強(qiáng)電纜有限公司

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詳細(xì)參數(shù)
品牌其他型號(hào)YJV
類型普通電纜電壓等級(jí)中壓
線芯材質(zhì)裸銅線絕緣材料其他
芯數(shù)其他加工定制
產(chǎn)地其他顏色其他

產(chǎn)品詳情

 輻照是利用放射性元素的輻射去改變分子結(jié)構(gòu)的一種化工技術(shù),輻射加工,是指將電子加速器(0.2MeV~10MeV)產(chǎn)生的電子線(β射線)或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產(chǎn)生的γ射線的能量轉(zhuǎn)移給被輻照物質(zhì),電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上,產(chǎn)生電離和激發(fā),釋放出軌道電子,形成自由基,通過(guò)控制輻射條件,而使被輻照物質(zhì)的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質(zhì),或使生物體(微生物等)受到不可恢復(fù)的損失和破壞,達(dá)到人們所需要的目標(biāo)。這種新的加工技術(shù)稱為輻射加工技術(shù)。比如,使高分子材料分別實(shí)現(xiàn)接枝、聚合、裂變或交聯(lián),抑制或刺激生物生長(zhǎng),有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。

輻照交聯(lián)關(guān)鍵詞

    " 輻照劑量" (irradiation dose; high dose dosimetry; the exposure dose)

  產(chǎn)品在輻照過(guò)程中, 通過(guò)輻射區(qū)域時(shí)所吸收的能量稱為輻照劑量, 通常以Gray 或kiloGray (kGy )為計(jì)量單位(1Gray =0.001kGy =1J /kg ), rad (1rad =0.01Gy ),1rad 劑量表 5 示每克產(chǎn)品吸收10—J的能量

  " 交聯(lián)度" (crossbing degree;degree of cross bing;crossfinking degree)

  交聯(lián)度是指產(chǎn)品分子經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到不溶不熔的凝膠固化的程度。其測(cè)定原理將產(chǎn)品樣品裝入120目不銹鋼絲網(wǎng)袋內(nèi)置沸騰二甲苯中萃取,取前后質(zhì)量之百分比。

  “能量”(energy )

  電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子束的電壓。它決定電子束的穿透能力,單位Mev 。

  “束流”(beam )

  電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子。它與產(chǎn)品通過(guò)輻射區(qū)域的時(shí)間配合影響產(chǎn)品接收劑量,單位mA 。

  “束功率”(power )

  電子加速器的功率。決定生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力,單位KW。" 輻照劑量" (irradiation dose; high dose dosimetry; the exposure dose)

  產(chǎn)品在輻照過(guò)程中, 通過(guò)輻射區(qū)域時(shí)所吸收的能量稱為輻照劑量, 通常以Gray 或kiloGray (kGy )為計(jì)量單位(1Gray =0.001kGy =1J /kg ), rad (1rad =0.01Gy ),1rad 劑量表 5 示每克產(chǎn)品吸收10—J的能量

  " 交聯(lián)度" (crossbing degree;degree of cross bing;crossfinking degree)

  交聯(lián)度是指產(chǎn)品分子經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到不溶不熔的凝膠固化的程度。其測(cè)定原理將產(chǎn)品樣品裝入120目不銹鋼絲網(wǎng)袋內(nèi)置沸騰二甲苯中萃取,取前后質(zhì)量之百分比。

  “能量”(energy )

  電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子束的電壓。它決定電子束的穿透能力,單位Mev 。

  “束流”(beam )

  電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子。它與產(chǎn)品通過(guò)輻射區(qū)域的時(shí)間配合影響產(chǎn)品接收劑量,單位mA 。

  “束功率”(power )

  電子加速器的功率。決定生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力,單位KW。


輻照加工

   輻射加工是指利用高能量的電離輻射將高分子材料引發(fā)原子或分子電離,使化學(xué)鍵斷裂生成自由基,形成交聯(lián)鍵,使高分子材料由線性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

  在各種塑料、彈性體或其他大分子中,可以同時(shí)或有競(jìng)爭(zhēng)地發(fā)生交聯(lián)和降解這兩種作用。發(fā)生交聯(lián)時(shí),分子結(jié)合在一起,降低了其通常的移動(dòng)性,即不會(huì)失去形狀,不再具有真熔點(diǎn)。降解過(guò)程發(fā)生時(shí)則分子鏈斷裂。兩種過(guò)程都引起材料發(fā)生重大變化;可見材料可以是“交聯(lián)性”的,也可以是“降解性”的,依總體上占優(yōu)勢(shì)的那個(gè)過(guò)程而定。交聯(lián)或降解通常采用電離輻射輻照或化學(xué)方法?;瘜W(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是只需要少量的物質(zhì);輻照的優(yōu)點(diǎn)是快速而經(jīng)濟(jì)。

  輻照領(lǐng)域

  輻照技術(shù)是利用射線對(duì)單體或高分子間的作用,電離和激發(fā)產(chǎn)生的活化原子與活化分子,使之與物質(zhì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)、與生物化學(xué)變化,導(dǎo)致物質(zhì)的降解、聚合、交聯(lián)、并發(fā)生改性。

  輻射聚合 電離輻射具有能量高、透過(guò)力強(qiáng)的特點(diǎn),因此可使很多不易聚合的單體聚合,得到高分子量的產(chǎn)物;

  烯烴在電離輻射作用下可以進(jìn)行聚合反應(yīng), 甲基丙烯酸甲酯的本體輻射聚合、丙烯酰胺的固態(tài)及濃水溶液輻射聚合等等。

  輻射聚合的引發(fā)反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,也可在固態(tài)或亞穩(wěn)固態(tài)中進(jìn)行,也可以在晶體的晶道中或某些無(wú)機(jī)物的夾層中進(jìn)行,從而獲得某些定向聚合的高分子, 如4-聚丁二烯。

  輻射接枝聚合 輻射接枝聚合是指基體聚合物和單體共同輻照形成接枝,達(dá)到改善高分子某些性能的目的。接枝聚合可以在表面進(jìn)行,也可以是整體接枝。

  聚四氟乙烯接枝苯乙烯,可改善表面的粘結(jié)性能;聚氯乙烯接枝丁二烯,可改善其耐低溫性能;聚酯纖維接枝丙烯酸, 以提高吸濕性, 也可接枝溴乙烯或乙烯基膦化物,以提高耐燃性能;聚氯乙烯纖維可接枝丙烯腈以提高耐熱性能,接枝氟乙烯以提高耐老化性能。

  輻照交聯(lián) 輻照交聯(lián)按無(wú)規(guī)交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行,交聯(lián)后由于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),性能有所變化:耐高溫性能和耐應(yīng)力開裂性能有所提高,蠕變行為有所改善,交聯(lián)后結(jié)晶高分子能產(chǎn)生“記憶效應(yīng)”,因而可制備熱收縮材料。

  目前工業(yè)生中為了降低能耗及成本, 實(shí)行連續(xù)生產(chǎn), 采用了強(qiáng)化交聯(lián)劑(或稱敏化劑)。這是一種多官能團(tuán)的添加劑,可大幅度降低輻照劑量,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。目前輻照交聯(lián)產(chǎn)品已投入工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),輻照交聯(lián)聚乙烯和聚氯乙烯已廣泛用于電線電纜絕緣層;輻照交聯(lián)制得的熱收縮材料更是電力部門所需要的重要材料。

  輻照降解 又稱輻照裂解。輻照降解是和輻照交聯(lián)完全相反的過(guò)程,按無(wú)規(guī)降解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行,反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行,產(chǎn)物主要是低分子量的高分子,因此可作為獲得不同級(jí)分的低分子量高分子的方法,目前已發(fā)展成為一種特殊的工業(yè)。聚四氟乙烯輻照裂解成細(xì)粉及氟蠟,是高級(jí)的潤(rùn)滑材料;聚氧化乙烯(見聚環(huán)氧乙烷)也可裂解得到低分子量的產(chǎn)物,用作增稠劑。

  電線電纜絕緣材料的交聯(lián)方式

  交聯(lián)絕緣電線電纜具有優(yōu)異的電氣性能,良好的運(yùn)行安全性能和熱過(guò)載機(jī)械特性,以及安裝運(yùn)行維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

  電線電纜絕緣材料的交聯(lián)一般采用物理或化學(xué)方法,使高分子絕緣材料由線性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由熱塑性材料變成熱固性絕緣材料,從而提高了絕緣材料的耐老化性能,機(jī)械性能和耐環(huán)境的能力。交聯(lián)絕緣逐步代替了油紙絕緣,并正在逐步取代PVC 塑料絕緣。

  交聯(lián)方法主要分成兩大類,即物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

  1、化學(xué)交聯(lián):化學(xué)交聯(lián)又分高溫交聯(lián)和低溫交聯(lián)兩種方法。

  (1)、高溫交聯(lián)又稱過(guò)氧化物交聯(lián),一般采用有機(jī)過(guò)氧化物作為交聯(lián)劑,在熱的作

  用下,分解生成活性的游離基,這些游離基使聚合物碳鏈上產(chǎn)生活性點(diǎn),并產(chǎn)生C-C 交聯(lián)鍵,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

  (2)、低溫交聯(lián)又稱溫水交聯(lián)或硅烷交聯(lián),電纜在70-90℃的溫水中交聯(lián),絕緣中的交聯(lián)劑--硅烷在吸水后,線性結(jié)構(gòu)反應(yīng)生成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

  2、物理交聯(lián):又稱輻照交聯(lián),分為γ-射線交聯(lián)和電子束交聯(lián)兩種方法。

  (1)、γ-射線交聯(lián)目前只是在熱縮材料的交聯(lián)中有應(yīng)用,而電線電纜生產(chǎn)中一般不采

  用γ-射線交聯(lián)。

  (2)、電子束交聯(lián),利用電子加速器配合束下輻照裝置,采用高能量電子束(由于

  經(jīng)濟(jì)性和適用性一般采用能量在1.0-3.0MeV 之間)對(duì)電線電纜的絕緣層進(jìn)行照射,引發(fā)高分子材料產(chǎn)生自由基,形成C-C 交聯(lián)鍵,生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

  高溫交聯(lián)、溫水交聯(lián)、輻照交聯(lián)特點(diǎn):

  高溫交聯(lián)由于設(shè)備投資大,耗電量大,生產(chǎn)速度慢,生產(chǎn)線龐大,線纜在生產(chǎn)過(guò)程中

  存在高溫和高壓力,如果電纜截面較小,在生產(chǎn)線上容易會(huì)被拉細(xì)或拉斷;同時(shí)更換

  產(chǎn)品規(guī)格時(shí)間長(zhǎng),頭尾的物料浪費(fèi)嚴(yán)重,相對(duì)生產(chǎn)成本較高。因此一般適合于生產(chǎn)10-500KV 的70mm2以上的大截面,高電壓等級(jí)的電纜;

  溫水交聯(lián)因?yàn)樗植蝗菀诐B入厚的絕緣層中,一般用于生產(chǎn)10KV 以下的電纜,由于

  在生產(chǎn)過(guò)程中有水和氣體生成,長(zhǎng)期使用過(guò)程中易產(chǎn)生水樹、電樹等問題;同時(shí),對(duì)于硅烷料的雜質(zhì)含量,介電性能以及溫水交聯(lián)的溫度和交聯(lián)速度即絕緣材料的交聯(lián)度的控制,工藝技術(shù)上較難掌握;

  輻照交聯(lián)電線電纜的交聯(lián)度隨著輻照劑量的增加而增加,通過(guò)控制加速器及束下設(shè)備

  的運(yùn)行參數(shù),可以獲得重復(fù)性非常好的交聯(lián)度值。同時(shí),由于輻照交聯(lián)是在常溫常壓下交聯(lián),輻照過(guò)程中不存在高壓力和高溫度,不需要加水或加熱,交聯(lián)中沒有水和氣體生成,因此長(zhǎng)期使用中不會(huì)發(fā)生水樹、電樹等影響電線電纜壽命的老化,不存在電線電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動(dòng)或熔化或降低電線電纜的拉斷力。但由于受加速器能量以及束下設(shè)備的限制,輻照交聯(lián)一般適用于耐壓10KV 以下、外護(hù)套直徑65mm 以內(nèi)的電線電纜的生產(chǎn)。

  針對(duì)大截面電纜容易出現(xiàn)輻照不均勻的現(xiàn)象,我們公司的ELV-8型電子加速器專門采用了最新的四面輻照裝置,以及加用反射磁鐵等多種方法徹底克服了這一缺陷。使我們公司加工的輻照交聯(lián)絕緣產(chǎn)品品質(zhì)更佳,交聯(lián)度更高,耐熱耐候性更好,并且生產(chǎn)速度快,效率高,成本低。

輻照產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)

  輻照交聯(lián)方法生產(chǎn)的電線電纜具有耐熱、耐磨損、耐切通性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐腐蝕性、抗張強(qiáng)度高、耐烙鐵性,與其它交聯(lián)加工方法相比較,絕緣性能更佳,不會(huì)因未反應(yīng)的催化物而導(dǎo)致高聚物的降解,可提高電性能、熱老化性和材料的穩(wěn)定性。

  特別值得提出的是通過(guò)對(duì)高聚物中添加耐溫、阻燃等性能的助劑,經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)可以生產(chǎn)出耐溫等級(jí)達(dá)到125-150℃的高溫線纜,而低煙無(wú)鹵耐熱阻燃性能的線纜,只能采用輻照交聯(lián)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

  因此,輻照交聯(lián)是各種軟線、電氣裝備線纜、耐高溫和阻燃電線電纜的最理想的工藝方法和生產(chǎn)方式。

  隨著各行各業(yè)對(duì)線纜的要求越來(lái)越高,不但要求阻燃和不易然性,而且要求燃燒時(shí)具有低煙無(wú)毒的性能,更注重產(chǎn)品的無(wú)毒,防火,安全性能。同時(shí),出口的機(jī)電產(chǎn)品,家用電器等電氣裝備用線都要符合進(jìn)口國(guó)嚴(yán)格、苛刻的安全指標(biāo),而歐共體國(guó)家將在2004年取消聚氯乙烯電線電纜標(biāo)準(zhǔn),不再使用。

  可見,輻照交聯(lián)電線電纜產(chǎn)品以其適應(yīng)范圍廣,低成本,高效率,高性能,高品質(zhì),必將擁有廣闊的發(fā)展前景。輻照交聯(lián)產(chǎn)品除了與其它交聯(lián)方式(化學(xué)交聯(lián)、硅烷交聯(lián))機(jī)械物理、電性能一樣外還具有以下優(yōu)點(diǎn):

  1、輻照交聯(lián)產(chǎn)品具有高效率、低能耗、無(wú)污染;

  2、輻照交聯(lián)是唯一可生產(chǎn)既交聯(lián)且阻燃的電線、電纜產(chǎn)品的一種方式;

  3、耐溫等級(jí)高。輻照交聯(lián)產(chǎn)品耐溫等級(jí)可達(dá)105-150℃,其它交聯(lián)方式目前限于90℃,PVC 只有70℃;

  4、耐輻射能力強(qiáng)(耐光老化、熱老化性能好),耐開裂性能優(yōu)越;

5、輻照產(chǎn)品在常溫下交聯(lián),可避免導(dǎo)體退火及加工過(guò)程中熱應(yīng)力造成的缺陷,避免了絕緣熱應(yīng)力;

 

加速器優(yōu)勢(shì)

工業(yè)用輻照交聯(lián)一般有兩類,即來(lái)自鉆-60一類放射性物質(zhì)的y 射線和來(lái)自加速器的高能電子束。

  γ射線穿透力強(qiáng),可以處理很厚的物體,但通常加工速率慢。

  電子束的穿透力低得多,但加速器比起鈷源來(lái)講,有不可替代的優(yōu)點(diǎn):

  1.加速器產(chǎn)生粒子的能量、強(qiáng)度大,功率大,并且在大范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié),輻照劑量率

  高,反應(yīng)時(shí)間短;

  2.產(chǎn)生粒子性能好,束流聚焦好,輻照劑量易于控制;

  3.加速器可在任何需要的時(shí)候停機(jī),停機(jī)后不再產(chǎn)生輻射;

  4.產(chǎn)品輻照后不產(chǎn)生任何殘留放射性。

 

 

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