塑料改性技术在电线电缆材料中的应用
​姜国发
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​姜国发,. 塑料改性技术在电线电缆材料中的应用[J]. 电路系统研究,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.157073.
摘要: 在社会经济发展的新时期,改性塑料技术已成为工业材料生产中的常见措施,其在电线电缆工程中被广泛的应用。本文结合当前电线电缆行业的发展需要,分析了塑料改性技术的必要性,并详细阐述了改性技术在聚氯乙烯电线电缆和高压绝缘线缆中的具体应用情况。
关键词: 塑料改性技术;电线电缆;材料;安全性
DOI:10.12721/ccn.2021.157073
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进入新世纪以来,我国社会经济的飞速发展和科学技术水平的不断提升,带动了塑料行业的快速发展。但是由于塑料行业本身是一种污染性强、能耗较大的工程,因此对其进行改性研究势在必行,这是都可持续发展道路、实现低碳节能发展的必然要求。下面我们就塑料高新技术在电线电缆材料中的具体应用情况作了分析,以期为同行今后工作提供参考。

一、塑料改性技术概述

所谓塑料改性技术主要指的是在塑料生产中通过化学、物理等方法,改善塑料使用性能和生产效率的技术手段。工作人员通过提高塑料行业的生产效率,转变塑料的使用性能,让更多的消费者接受相应的塑料产品,最终提升企业生产效益。在可持续发展观念逐渐普及的新时期,塑料改性技术已经被社会各行业高度重视,其带来的企业经济效益和社会效益不断突出,在塑料行业科研人员心目中的地位正在逐渐提升。另外,在当前工作中,通过塑料改性技术的应用,工作人员能迅速发现其中蕴含的科技含量,提升企业生产效率和性价比。

二、塑料改性技术在电线电缆材料中的应用情况

近年来,随着人们生活水平和安全环保意识的提升,人们对各种产品的安全性能提出了更高的要求,电线电缆作为人们生活中最为重要的基础项目之一,随着人们电能、信息需求的增加,电线电缆的应用范围越来越广,数量会越来越多,人们对电线电缆安全性提出了更高要求。而塑料改性技术的兴起恰好满足了电线电缆安全性要求,有效降低了污染现象,符合可持续发展需要。就塑料改性技术在电线电缆中的实际应用情况分析,主要有以下几方面。

1、塑料改性技术在聚氯乙烯电线电缆中的应用

聚氯乙烯是目前电线电缆工程中的主要原材料,其物理化学性能非常好,如抗化学腐蚀性强、耐水性和耐油性能高、导电性强等,因此在电线电缆行业被广泛的应用。在目前的电线电缆工程中,为了保证线缆安全性,不少工程中都在电线电缆外层包裹绝缘层,绝缘层大多都有树脂以及聚氯乙烯构成,因此聚氯乙烯性能的优劣直接关系到电线电缆的质量。然而,在电缆报废之后,聚氯乙烯在燃烧处理的时候会产生大量有毒气体,严重污染环境不说,还容易在其使用中造成人员伤亡事件,极不符合国家环境保护和可持续发展要求。

针对聚氯乙烯本身存在的抗老化能力弱,容易随着温度变化出现质量变动、耐磨性变差以及给环境造成的污染现象,需要采用塑料改性技术对其进行优化,具体方法有以下几种。首先,在聚氯乙烯生产中采用辐照交联技术;其次,采用无毒聚乙烯阻燃抑烟技术;最后,添加无毒聚乙烯稳定剂。由于聚氯乙烯本身存在燃点高、阻燃性好的特征,因此在增塑剂添加的时候要注意添加量,避免因增塑剂的添加过多降低聚氯乙烯的阻燃性。在目前社会发展中,市场上的阻燃抑烟剂的应用校稿,这是因为这种技术成本低且生产流程简单。

2、高压绝缘电缆的应用探究

2.1国内高压绝缘电缆料的市场分析

在国外,聚乙烯绝缘材料作为高压电线电缆料的绝缘材料,能达到几百千伏的抗压效果,其应用技术相对比较成熟。纵观国内电力电缆行业在现阶段的发展情形,容易发现国内目前高压交联电缆的抗压级别难以达到100kV以上,远远无法满足当前的高压需求。这就促使了我国在绝缘材料的研究上务必加大科研力度,提高我国高压交联聚乙烯绝缘塑料的改性技术水平,达到110kV的抗压能力,满足正常的工业输电需求。

2.2对高压绝缘电缆料的改性技术分析

首先通过精确的数据分析,严格对比国内外高压电缆国家标准中绝缘材料的性能,即对比以下几点指标:标准温度下的电阻率、50Hz时的介电常数、韧性(拉伸强度、断裂伸长率)、凝胶含量、抗老化能力、杂质含量等。易知前五项指标含量虽有差异,但都在同一量级上,差异不大;而第六项指标即杂质水平的含量差异很大,具体数据为国外高压产品中的杂质含量为零,而国内高压电缆每1000g杂质含量为2个,且尺寸大于0.1mm,达不到高压电缆国家标准要求。因此,我国要提高高压交联聚乙烯绝缘塑料的改性技术水平,应将减小聚乙烯基料中杂质的含量和大小,提高绝缘性能作为科研重点。那么,如何提高高压电缆所用绝缘材料的各项性能呢?显然,仅仅靠目前的科技手段,运用物理上的过滤和净化方式,是无法达到国家标准水平的,这就要求国内电缆企业和科研所加大对净化聚乙烯基料这的开发力度,提高材料的抗压能力,缩减与国外的差距。

2.3现阶段国内开发高压绝缘电缆料的难题

由于长时间以来对高压电缆行业的重视力度不够,国内的绝缘料科技含量较低,高压交联聚乙烯的抗压能力还未达到50kV,长期以来一直依靠进口国外先进的交联聚乙烯绝缘材料,从经济的角度上讲,其发展严重受到国际的制约。因此,提高我国的塑料改性技术水平,改善基料的绝缘性能是真正发展高压交联聚乙烯绝缘材料的重点所在,也是促进国内高压电力电缆行业快速发展的根本要求。

2.4、氟塑料在电线电缆中的应用

自从1944年美国杜邦公司实现了聚四氟乙烯的工业化以后,由于其突出的综合性能,很快在化工、医药、电气、机械等诸多领域受到欢迎。随后,多个改进型的品种陆续登场,形成了一个氟塑料产品的家族。氟塑料在电线电缆中被广泛应用,特别是对特种电线电缆的开发,树立了一个新的里程碑。聚四氟乙烯(CF2—CF2)n它的英文缩写为PTFE,它是由杜邦公司的Plunkett博士在1938年发明的,平时也称它为“塑料王”。

(1)耐高、低温特性

连续最高使用温度为260℃;在-196℃时,伸长率不低于5%,在-269℃(4°K)时还能弯曲。

(2)耐化学药品性

几乎对所有化学药品及溶剂是稳定的,不论是强酸强碱或“王水”,都不受影响。

(3)优良的电气特性

固体绝缘材料中,具有最小的介电常数和tgδ值,且不随频率和温率的变化而变化,具有最大的体积电阻率和表面电阻率。PTFE长期曝露在室外也不会氧化、引起表面污染、变色、品质变差等情形发生。1979年的资料,PTFE在室外曝露5470天(约15年),抗张强度最大变化为+25%,伸长率最大变化为-9%。

其它如合适的机械性能,摩擦系数低,摩耗值小,高洁净,对环境无污染,防霉、防潮、防盐雾性优良等。综合以上特性,预示着PTFE在电线电缆行业有着广泛的用途。

三、结束语

随着人们环保意识的增强和可持续发展战略的落实,塑料改性技术研究已成为塑料行业发展的主要方向,也是顺应时代发展潮流的必由之路。目前,塑料改性技术在电线电缆行业的应用中取得了一定的成绩,前景较好,但在未来工作中我们不能就此止步,而需增加塑料改性技术的研究力度,提高其技术含量,最终生产出适合不同消费群体的优良产品。

参考文献:

[1]白帆.塑料改性技术在电线电缆材料中的应用探究[J].科学大众,2019(4):101-101.

[2]向友国.塑料改性技术在电线电缆材料生产中的应用[J].科学与财富,2019,000(012):109.

[3]谢婵,唐陈云.纳米技术在高分子材料改性中的运用初探[J].低碳世界,2019.

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