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聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎,加入各種配合劑混合而成的。其機械性能******、耐化學腐蝕、不延燃、耐氣候性好、電絕緣性能好、容易加工、成本低,因此是電線電纜絕緣和護套用的好材料。
1.聚氯乙烯樹脂
聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯聚合而成的線型熱塑性高分子化合物,其分子結構如下:
H H H H H H
…… C C C C C C ……
Cl H Cl H Cl H
n
從該分子結構看,聚氯乙烯具有以碳鏈為主鏈,呈線型,含有C Cl極性鍵。聚氯乙烯樹脂具有下列基本特性:
(1)是熱塑性的高分子材料,可塑性和柔軟性較好。
(2)由于C Cl極性鍵的存在,樹脂具有較大德極性,因此介電常數ε和介質損耗角的正切值較大,在低頻情況下,有較高的耐電強度。另外由于極性鍵的存在,分子間的作用力較大,機械強度較高。
(3) 分子結構中含有氯原子,樹脂具有不延燃和較好的耐化學腐蝕性及耐氣候性。氯原子能破壞分子的晶體結構,樹脂的耐熱性較低,耐寒性較差,加入適量的配合劑,就能改善樹脂的性能。
2.聚氯乙烯樹脂的種類
聚乙烯的聚合方法有:懸浮聚合、浮液聚合、本體聚合和溶液聚合四種。
聚氯乙烯樹脂的制造目前主要采用懸浮聚合方法,電線電纜就是采用懸浮法聚氯乙烯樹脂。
聚氯乙烯懸浮聚合過程中所用樹脂的結構形狀有:疏松型樹脂(XS型)和緊密型樹脂(XJ型)。疏松型樹脂質地疏松,吸油性大,易于塑化,加工操作控制方便,晶點少,因此電線電纜用的樹脂是疏松型。樹脂的特性如下: 產品來自:www.zgsljt.com
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項目 |
疏松型樹脂 |
緊密型樹脂 |
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粒子直徑 |
50-150μm |
20-100μm |
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顆粒外形 |
不規則,由多球并合而成 |
球形表面光滑,呈單球 |
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顆粒斷面結構 |
疏松多孔,微粒間間隙大 |
微粒間間隙小 |
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吸收增塑劑 |
快 |
慢 |
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塑化性能 |
塑化速度快 |
塑化速度慢 |
3.聚氯乙烯的主要性能
1)電絕緣性能:聚氯乙烯樹脂是一種極性較大的電介質,電絕緣性能較好,但比較非極性材料(如聚乙烯、聚丙烯)稍差。樹脂的體積電阻率大于1015Ω·cm;樹脂在25oC和50Hz頻率下的介電常數ε為3.4~3.6,當溫度和頻率變化時,介電常數也隨之明顯的變化;聚氯乙烯的介質損耗正切tgδ為0.006~0.2。樹脂的擊穿場強不受極性影響,在室溫和工頻條件下的擊穿場強比較高。但聚氯乙烯的介質損耗較大,因而不適用于高壓和高頻場合,通常用在15kV以下的低壓和中壓電線電纜的絕緣材料。
2)老化穩定性:從分子結構上看,氯原子都與碳原子相連,應具有較高的耐老化穩定性。但在生產過程中,由于溫度的直接影響和機械力的作用,易放出氯化氫,在氧的作用下,產生降解或交聯,導致材料變色發脆,物理機械性能顯著下降,電絕緣性能惡化,因此聚氯乙烯老化。為改善它的老化性,須***添加一定的穩定劑。
3)熱機械性能:聚氯乙烯樹脂為無定型聚合物,在不同溫度下具有三種物理狀態,即玻璃態、高彈態、粘流態。聚氯乙烯樹脂的玻璃化溫度為80oC左右,粘流溫度160oC左右。在常溫下處于玻璃狀態,這很難滿足電線電纜使用要求。為此,須***將聚氯乙烯進行改性,使其在室溫下具有較高的彈性,同時又兼有較高的耐熱性和耐零性。加入適量的增塑劑能夠調節玻璃化溫度,以增加塑性,達到柔軟性,提高機械性能。
4.電線電纜用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料是多組份塑料,根據不同的使用條,改變配合劑的品種和用量,能夠制得不同品種的電線電纜用聚氯乙烯塑料。
聚氯乙烯電纜塑料按其在電線電纜上用途不同,可分為絕緣級電纜料和護層級電纜料。
(1) 絕緣用聚氯乙烯塑料
根據電線電纜的使用要求和特性,絕緣用聚氯乙烯塑料的類型、性能、要求及主要用途如下表所示。
絕緣用PVC塑料分類及性能
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類型 |
性能要求 |
使用溫度 |
主要用途 |
|
絕緣級 |
電絕緣性能較好,有一定的耐熱性、柔軟性 |
70oC |
通信、控制、信號及低壓電力電纜絕緣 |
|
普通絕緣級 |
有一定的電絕緣性能,有較好的柔軟性及耐大氣性、廉價 |
70oC |
室內固定敷設的電線、護套軟線、500V農用電纜以及儀表安裝用電線的絕緣 |
|
耐熱絕緣級 |
有較佳的耐熱老化性和耐變形性,電絕緣性能較好 |
80oC
105oC |
要求耐熱較高的船用電纜、航空導線、電力電纜及安裝用電線的絕緣 |
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高電性能絕緣級 |
較佳的電絕緣性能,絕緣電阻高、介電性能好,有一定的耐熱性 |
70oC |
電壓為6kV-10kV級的電力電纜的絕緣 |
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耐油耐溶劑絕緣級 |
具有較好的耐油性、耐溶劑性和柔軟性,電絕緣性能較好 |
70oC |
用于接觸油類和化學物質的電線電纜的絕緣級 |
|
阻燃絕緣級 |
電絕緣性能較好,有較高的耐火焰燃燒性,柔軟性較好 |
70oC |
固定敷設的電力電纜、礦用電纜、安裝用電線的絕緣 |
各類聚氯乙烯絕緣料的技術要求見下表。
絕緣用PVC塑料的技術要求
|
技術指標 |
絕緣級 |
普通
絕緣級 |
耐熱絕緣級 |
高電性
絕緣級 |
|
80oC |
105oC |
|
體
積
電
阻
系
數
(Ω·cm)
≥ |
20oC |
1×1014 |
1×1014 |
3×1014 |
3×1014 |
5×1014 |
|
70oC |
1×1011 |
1×1010 |
- |
- |
5×1011 |
|
80oC |
- |
- |
5×1011 |
- |
- |
|
105oC |
- |
- |
|
2×1011 |
- |
|
擊穿場強(kV/mm) ≥ |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
介質損耗角正切tgδ(20~85oC)≤ |
- |
- |
- |
- |
0.1 |
|
介質損耗因素ε,
≤tgδ(20~85oC) |
|
|
|
|
0.75 |
|
拉伸強度(N/mm2)≥ |
180 |
170 |
200 |
200 |
200 |
|
斷裂伸長率(%)≥ |
200 |
220 |
180 |
200 |
160 |
|
低溫沖擊
壓縮溫度(oC)≤ |
0 |
-10 |
+3 |
- |
+5 |
|
200 oC熱穩定
時間(min)≥ |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
軟化溫度(oC) |
170~190 |
170 ~190 |
180~195 |
- |
175~185 |
|
熱
老
化
性
能 |
老化溫度(oC) |
110 |
110 |
113 |
136 |
110 |
|
老化時間(h) |
48 |
48 |
168 |
168 |
48 |
|
K1(%)≥ |
- |
- |
- |
80 |
- |
|
K2(%)≥ |
70 |
75 |
80 |
70 |
70 |
|
失重(%)≤ |
6.0 |
7.0 |
5.0 |
2.5 |
6.0 |
| 產品來自:www.zgsljt.com |
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