基本介紹
- 中文名：交聯聚乙烯
- 外文名：xlpe
- 結構：聚乙烯是一種線性的分子結構
- 類型：含有機過氧化物的聚乙烯
- 特性：熱固性（彈性體）
- 性能：電氣性能
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介紹
XLPE電纜有極佳的電氣性能。介質損耗比紙絕緣和PVC絕緣都要小，XLPE電纜的電容也小。所以在沒有有效星形接地系統中也可降低充電電流和接地故障電流。
極易敷設是 XLPE電纜的又一個優點。XLPE電纜有一個較小的彎曲半徑，它比其他同類電纜輕而且有較為簡單的終端處理。由於XLPE電纜不含油，所以在敷設XLPE電纜時不用考慮路線，也不存在由於淌油而無法敷設的情況。
極佳的抗老化特性及超強的耐熱變形決定了交聯聚乙烯電纜在正常運行溫度（ 90℃）、短時故障（130℃）及短路（250℃）條件下可允許大電流通過。
聚乙烯
聚乙烯是一種優質的化工原料，通過交聯反應，使聚乙烯分子從二維結構變為三維網狀結構，材料的化學和物理特性相應的得到增強，耐溫耐壓性能提高，這種材料即交聯聚乙烯。
聚乙烯的交聯方法有物理交聯即輻射交聯和化學交聯兩種。化學交聯又分為矽烷交聯、過氧化物交聯。
1、輻射交聯：將聚乙烯製品，如包覆在導線上的聚乙烯護套、薄膜、薄壁管等產品用γ一射線、高能射線進行照射進行交聯（引發聚乙烯大分子產生自由基，形成C-C交聯鏈）。交聯度受輻射劑量及溫度的影響，交聯點隨輻射劑量的增加而增加，因此通過控制輻射條件，可以獲得具有一定交聯度的交聯聚乙烯製品。
此方法設備投資大，防護設施要好，最適用於製備薄型交聯產品。
2、化學交聯：化學交聯則是採用化學交聯劑使聚合物產生交聯，由線性結構轉變為網狀結構。交聯劑的選擇應視聚合物品種，加工工藝和製品性能而定，理想的交聯劑除滿足一些具體的要求外，還應具有如下基本要求：交聯率高，交聯結構穩定；加工安全性大，使用方便，加入樹脂後的有效期適中，無過早或過晚交聯之弊；不影響製品的加工性能和使用性能；無毒、不污染、不刺激皮膚和眼睛。
在化學交聯中又有過氧化物交聯、矽烷交聯、偶氮交聯之分：
①、過氧化物交聯及交聯劑
過氧化物交聯，一般採用有機過氧化物為交聯劑，在熱的作用下，分解而生成活性的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上生成活性點，並產生碳一碳交聯，形成網狀結構。該技術需要高壓擠出設備，使交聯反應在機筒內進行，然後使用快速加熱方式對製品加熱，從而產生交聯製品。所以採用過氧化物交聯法生產聚乙烯管材不易控制，產品質量不穩。
②、矽烷交聯及交聯劑
二十世紀六十年代研製成功矽烷交聯技術。該技術是利用含有雙鏈的乙烯基矽烷在引發劑的作用下與熔融的聚合物反應，形成矽烷接枝聚合物，該聚合物在矽烷醇縮合催化劑的存在下，遇水發生水解，從而形成網狀的氧烷鏈交聯結構。矽烷交聯技術由於其交聯所用設備簡單，工藝易於控制，投資較少，成品交聯度高，品質好，從而大大推動了交聯聚乙烯的生產和套用。除聚乙烯、矽烷外，交聯中還需用催化劑、引發劑、抗氧劑等。
③偶氮交聯
該方法是將偶氮化合物混入PE中，並在低於偶氮化合物分解溫度擠出，擠出物通過一高溫鹽浴，偶氮化合物分解形成自由基，引發聚乙烯交聯。一般用於熔融溫度較低的柏膠類材料，對於塑膠很少有實際套用。
物性表
流率 | |||
190°C/2.16 kg | 0.32 到 1.8 | g/10min | ASTM D1238 |
190°C/2.16 kg | 0.99 到 2.0 | g/10 min | ISO 1133 |
硬度 | 額定值 | 單位制 | 測試方法 |
Casico xlpe FR4803物性表
點 | Good Corrosion Resistance 毒性低 防潮性 抗紫外線性能良好 可加工性，良好 良好的著色性 無鹵 煙釋放，低 阻燃性能 |
用途 | 大樓電線護套 大樓電線絕緣材料 低壓絕緣 電纜護套 電纜護套 電線電纜套用 |
額定值 | 單位制 | 測試方法 | |
抗張強度 3 (屈服, 滾塑成形) | 19.0 | MPa | ASTM D638 |
伸長率 3 (斷裂, 滾塑成形) | 500 | % | ASTM D638 |
彎曲模量 - 1% 正割 (滾塑成形) | 689 | MPa | ASTM D790 |
衝擊性能 | 額定值 | 單位制 | 測試方法 |
Impact Strength (-40°C, 3.18 mm, 滾塑成形) | 81 | J | ARM |
生產工藝
什麼是交聯聚乙烯絕緣電纜呢？絕緣就是將絕緣材料按其耐受電壓程度的要求，以不同的厚度包復在導體外面而成，起著使帶電體與其他部分隔絕的作用。電纜通電以後，導體要發熱，因此，比較理想的絕緣材料應有良好的絕緣性能和良好的熱導電性能，聚氯乙烯絕緣是熱塑性材料，機械性能在很大程度上取決於聚合物的結晶體。在電和熱的作用下，尤其電纜在過電流或短路故障時，溫度可能升高使內部產生軟化變形，導致絕緣性能降低，其它絕緣損壞，而交聯聚乙烯絕緣是利用化學方法或物理方法，使電纜絕緣聚乙烯分子由線性分子結構轉變為主體網狀分子結構，即熱塑性的聚乙烯轉變為熱固性的交聯聚乙烯，從而大大提高它的耐熱性和機械性能，減少了它的收縮性，使其受熱以後不再熔化，並保持了優良的電氣性能。因此，交聯聚乙烯絕緣在耐熱、機械性能方面具有良好優越性，成為理想的絕緣材料。
交聯聚乙烯絕緣電纜顯著改善了聚氯乙烯絕緣電纜的性能。聚氯乙烯絕緣電纜長期工作溫度只有70℃，而交聯聚乙烯絕緣電纜的長期允許工作溫度可達90℃。在130℃溫度下以保持彈性狀態，相對同等截面的聚氯乙烯絕緣電纜，它的截流量可提高約25%。因此，在實際套用中，可用截面低一檔的交聯聚乙烯絕緣電纜來取代聚氯乙烯絕緣電纜。
交聯聚乙烯絕緣比重為1.2g/cm3。而聚氯乙烯絕緣比重為1.35g/cm3。由於XLPE絕緣綜合性能比PVC絕緣強，按國家標準（GB/T12706-2002）允許交聯聚乙烯絕緣的厚度要比聚氯乙烯絕緣的厚度要薄，因此，交聯聚乙烯絕緣電纜比聚氯乙烯絕緣電纜重量輕，直徑要小，安裝敷設方便，附屬檔案接頭簡單，而得到廣泛使用。
正由於交聯聚乙烯絕緣電纜具有PVC絕緣電纜無法比擬的優點。它的結構簡單、重量輕、耐熱好、負載能力強、不熔化、耐化學腐蝕，機械強度高等優異特性，越來越來被用戶廣泛地認同。
製造
XLPE電纜按照國內及國際標準設計，也可按用戶要求設計製造。XLPE電纜可以用CCV（懸鏈式連續硫化），也可以用VCV（立式連續硫化）生產線生產。CCV和VCV在全乾式狀態（乾式硫化、乾式冷卻）下生產中高壓電纜。
