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氯化聚乙烯cpe低密度聚乙烯2硅橡膠共混體電纜絕緣材料由甲基丙烯酸乙酯(EMA)增容的低密度聚乙烯(LDPE)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)橡膠的共混體是一種有效的耐熱電纜絕緣材料。研究了該共混體的各種電性能、力學性能及熱性能。結果表明,該共混體可用作耐熱絕緣材料,與硅橡膠絕緣材料相比,它具有較好的性價比。 關鍵詞: LDPE;PDMS;EMA;電纜;
長期以來,人們都把硅橡膠當作在較寬域 的高低溫范圍內的電纜用特種橡膠。但是,硅橡膠昂貴的價格限制了其應用范圍。低密度聚乙烯(LDPE)是工業上用量最大的塑料,其成本低、電性能優異,所以在中低壓電線電纜中作為絕緣聚合物大量使用。LDPE不僅成本低,而且相對介電常數、損耗因子低,電阻率高,在環境溫度90℃以下都有極好的機械性能,因此多數合成橡膠,如丁苯橡膠(SBR)、丁基橡膠(IIR),氯丁橡膠(CR)等都已為此丟失了部份市場份額。相對于硅橡膠絕緣材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)與LDPE的共混體具有成本低的優點,為了滿足各種級別的輸電、控制和儀器用 電纜的特殊要求,人們不斷開發出各種新型聚合物絕緣材料。但對于低壓電纜(<10kV),材料的力學性能和耐熱性比電性能更重要。例如,爐用電纜絕緣層在高溫下應具有較好的力學性能穩定性。同樣,對低煙、耐油、阻燃電纜的要求也不同。所以,電纜的應用場合決定了對電纜特殊性能的要求。 橡膠氧化降解并在表面生成氧化層會使導電率增大,這是因為橡膠氧化后,在炭黑聚集體間產生了極性基團(如羧基),這些基團為電子提供了較短的通道。針對某一應用場合選擇材料時要考慮幾種因素。就電纜絕緣層而言,一個重要的參數是其限制電流通過絕緣層的能力。對于直流電(dc),顯然是采用高電阻的材料可以降低絕緣層的厚度;而對于交流電(ac),較低的相對介電常數及損耗因子同樣可以降低絕緣層厚度。
可在很大程度上取代硅橡膠作為絕緣材料使用PDMS共混體的各種電性能、機械性能和耐熱性,進一步研究甲基丙烯酸乙酯(EMA)以不同用量作為LDPE和PDMSA共混體(50∶50)的相容劑之有效性。
1、穩定防護體系,CPE受熱時或在硫化時將脫出氯化氫,因此在配方中要使用具有吸酸作用的穩定劑,如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、三鹽基硫酸鉛或氧化鎂。
2、增塑體系,酯類增塑劑是CPE最常用的增塑劑,如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA),它們的溶解度參數與CM接近,其相容性良好。DOA、DOS用于膠料中可賦予膠料優良的耐寒性。
3、CPE的硫化體系,CPE為飽和橡膠,通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。CPE硫化體系應用比較早的是硫脲體系,其中最有效的是Na-22,但Na-22硫化速度慢,老化性能差,壓縮永久變形很高,而且Na-22為嚴重致癌物質,硫化時產生難聞的氣味,在國外已經限制使用。
4、補強填充體系,CPE是一種非自補強性橡膠,需有補強體系才能達到較好的強度。其補強填充體系與通用橡膠相似,補強劑以炭黑、白炭黑為主,白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能,而且能組成間甲白體系,提高CPE與骨架的粘合。CPE具有高填充性,填充體系主要有碳酸鈣、滑石粉、陶土等。