1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第二部分挤塑工艺第一节热塑性塑料一、 聚氯乙烯 ( PVC)聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础 , 加入各种配合剂混合而成的 , 其机械性能优越 , 耐化学腐蚀、 不延燃、 耐气候性好、 电绝缘性能好、 容易加工、 成本低 , 因此是电线电缆绝缘和护套用的好材料。( 一)聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂是由聚氯乙烯聚合而成的线型热塑性高分子化合物,其分子结构如图 2-1:图 2-1 聚氯乙烯树脂分子结构图从该分子结构来看,聚氯乙烯具有以碳链为主链,呈线型 ,且含有氯原子的C-CL 极性键等特性。聚氯乙烯树脂具有下列基本特性:1、是热塑性的高
2、分子材料 ,可塑性和柔软性较好 ;2、由于 C CL 极性键的存在 , 树脂具有较大的极性 , 因此介电常数 和介质损耗的正切值较大 , 在低频情况下 , 有较高的耐电强度 , 另外由于极性键的存在 , 分子间的作用力较大 , 机械强度较高。3、分子结构中含有氯原子,树脂具有不延燃和较好的耐化学腐蚀性和耐气候性。氯原子能破坏分子的晶体结构,树脂的耐热性及耐寒性较差,加入适量的配合剂 ,就能改进树脂的性能。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。(二) 聚氯乙烯树脂的主要性能1、 电绝缘性能聚氯乙烯树脂是一种极性较大的电介质,电绝缘性能较好 ,树脂的体积电阻率13大于 10
3、 m, 树脂在 25和 50Hz频率下的相对介电常数为3.43.6,聚氯乙烯介质损耗角的正切tg 为 0.0060.2,树脂击穿场强不受极性影响。聚氯乙烯的介质损耗较大,因此不适用于高频或高压的场合,而一般广泛应用在 6KV以下低压电线电缆的绝缘和护套材料。2、 老化稳定性能从分子结构来看 ,氯原子都与仲碳原子相连,因而具有较高的耐老化稳定性,但在生产过程中 , 由于温度的直接影响和机械力的作用 , 易放出氯化氢 , 在氯的作用下 , 产生降解或交联 , 导致材料变色发脆 , 物理机械性能显著下降 , 电绝缘性能恶化。因此聚氯乙烯老化 , 为改进聚氯乙烯的老化性能 , 应添加适量的稳定剂。3、
4、 机械性能聚氯乙烯树脂为无定型聚合物 , 在不同温度下具有玻璃态、 高弹态和粘流态 , 为了满足使用要求 , 加入适量的增塑剂 , 就能调节其玻璃化程度 , 增加塑性 , 达到柔软性要求 , 使机械性能增强。(三) 树脂的种类和技术要求氯乙烯的聚合方法有 :悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合四种。聚氯乙烯树脂的制造当前主要采用悬浮聚合方法,电线电缆用聚氯乙烯树脂就是采用悬浮聚合法制造的。聚氯乙烯悬浮聚合过程中所用树脂的结构形状有 : 疏松型树脂 ( XS 型) 和紧密型树脂 ( XJ 型) 。疏松型树脂质地疏松 , 吸油性大 , 易于塑化 , 加工操作控制方便 , 品种少 , 因此电线电缆
5、用的树脂均是疏松型。树脂的特性见表 2-1 。表2-1树脂的特性项目疏松型( XS)树脂紧密型( XJ)树脂粒子直径颗粒外形5010m不规则 , 由多球合并而成20100 m球形 , 表面光滑资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。颗粒断面结构疏松多孔 , 微粒间间隙大呈单球 , 微粒间间隙小吸收增塑剂快慢塑化性能塑化速度快塑化速度慢( 四)聚氯乙烯塑料的组分1、 树脂聚氯乙烯树脂是聚氯乙烯塑料的基础 , 它的种类、 性能和用量对塑料性能影响很大 , 按电线电缆的使用特点和性能要求 , 采用悬浮聚合法生产树脂 , 要求树脂纯度高 , 电导率要低 , 为了改进加工性能和提高
6、电绝缘性能 , 选用疏松型 ( XS 型) 树脂。2、 增塑剂( 1)性能要求 :1) 相容性好 ;2) 塑化性能好 ;3) 增塑率高 ;4) 电气绝缘性能好 ;5) 耐热、 耐寒、 耐光性能好 ;6) 耐迁移性、 耐油性好 ;7) 非燃性能好。( 2)增塑剂对聚氯乙烯塑料性能的影响增塑剂的种类、 结构和用量对聚氯乙烯塑料的电气绝缘性能、 物理机械性能、耐老化性能、 耐油性、 耐迁移性及加工性能都有很大的影响。3、 稳定剂稳定剂是聚氯乙烯塑料重要的配合剂,它能抑制聚氯乙烯树脂在加工和使用过程中由于热和光作用而引起的降解和变色。( 1)对稳定剂的要求1) 能吸收氯化氢 , 与氯化氢形成的产物是中
7、性物质。2) 不损害机械性能和电气绝缘性能。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3) 加工性能好 , 与树脂、 增塑剂相溶性好 , 加工时不易发生表面析出。( 2)稳定剂的类型1) 铅系稳定剂 : 价格低廉 , 稳定效果好 , 电气绝缘性能优越 , 吸水性小 , 适用于潮湿环境 , 铅盐稳定剂的种类有 : 三盐基性硫酸铅、 二盐基性亚磷酸铅、 铅白、二盐基性苯二甲酸铅、 二盐基性硬脂酸铅等。2) 金属皂类稳定剂 : 具有热稳定性或光稳定性 , 同时还具有润滑作用 , 是电缆料配方中的润滑剂 ,常见品种有硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸钡等。4、 抗氧剂为防止塑料在加工过程和
8、长期使用过程中 , 由于氧的作用而产生降解、 交联 , 在塑料中常加入抗氧剂 , 加抗氧剂一是防止树脂的氧化裂解 ; 二是保护增塑剂免受氧化 , 抗氧主要是双酚 A( 二酚基丙烷 ) , 其用量宜为 0.250.5 分。5、 填充剂使用填充剂的目的,一是为了降低成本,起到增量的作用 ;二是为了改进某些性能 , 如电气绝缘性能、 耐热变形性能、 耐光与热稳定性能等 , 但添加填充剂会便塑料的抗拉强度、 拉断延伸率、 耐低温性能和柔软性能有不同程度的下降 , 因此 , 在配方设计中应加以考虑。( 1)对填充剂的要求1) 价格低廉 ;2) 对塑料的物理机械性能损害少 ;3) 在水、 油、 溶剂中的溶
9、解量少 ;4) 对塑料的电气绝缘性能无不利影响 , 是塑料电性能的改良 ;5) 纯度高 , 不应含有对聚氯乙烯起老化有害作用的成分 , 如铁盐、 锌盐等。( 2)填充剂的类型电线电缆常见的填充剂有:碳酸钙、陶土、 锻烧陶土、炭黑、滑石粉、白炭黑和钛白粉等。( 3)填充剂的选用用作护层的塑料中采用碳酸钙,对塑料的物理机械性能影响小,能降低塑料的资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。成本 ,减少树脂和增塑剂的损耗。护层级加入少量炭黑,对提高其耐大气性能有效。在绝缘塑料中采用锻烧陶土,能提高电气绝缘性能。6、 着色剂线芯着色是为了使制品有鲜艳的色泽,除满足美观要求外,还具有改
10、进耐气候性 , 延长使用寿命的作用。对通信电缆、 电力电缆等 , 赋予线芯不同颜色 , 也是为了便于安装、 使用和检修。电线电缆所用着色剂分为无机颜料和有机颜料两种:( 1)无机颜料它包括氧化铁红、铬黄、 钛白粉、锌钡白、炭黑等。( 2)有机颜料它包括立索尔大红、立索尔宝红、酞菁绿、颜料绿、酞菁蓝等。( 五)电线电缆用聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料是多组分塑料 , 根据使用的不同要求 , 改变配合剂的品种用量 , 就能够制成不同品种的塑料 , 在设计时 , 应考虑不同品种的要求、 材料的来源、 价格及挤出工艺要求等到方面。1、 聚氯乙烯绝缘料( 1)聚氯乙烯绝缘料分类及性能见表2-2 。( 2)聚氯
11、乙烯绝缘料的技术要求见表2-3 。2、 护层用聚氯乙烯塑料( 1)护层用聚氯乙烯塑料的分类及性能见表 2-4 。( 2) 护层用聚氯乙烯塑料的技术要求见表 2-5 。表 2-2 聚氯乙烯绝缘料的分类及性能类别性能要求使用温度主要用途绝缘级电绝缘性能较好, 有一定的耐热70通信、 控制、 信号、性和柔软性低压、 电压电力电缆。普通一定的电绝缘性能, 较好柔软性70室内固定敷设的电线、 500V农用绝缘级及耐大气性 , 价廉电缆绝缘及仪表安装线绝缘。耐热有较好的耐热老化性和耐热变形80要求耐热较高的船用电缆、航空资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。绝缘级性, 电绝缘性能较
12、好105导线、电力电缆及安装用线的绝缘。高电性能较佳的电绝缘性能, 绝缘电阻高 ,70电压这 610kv 级电力电缆的绝缘绝缘性介电性能好 , 耐热性好级。耐油耐具有较好的耐油性、耐溶剂性和70用于接触油类和化学物质的电线溶剂绝缘柔软性电缆表 2-3聚氯乙烯绝缘料的技术要求指标项目绝缘级普通耐热绝缘级高电性绝缘级80105绝缘级体积电阻率 ( 10-2 C.m)701 10111 10105 1011805 10111052 1011击穿场强 ( kv/mm)20202020介质损耗角正切 tg0.1介质损耗因素 tg0.75抗拉强度 ( 0.1MPa) 120170200200200断裂延伸
13、率 ( %) 200220180200160低温冲击压缩温度 ( ) 0 10+3+5200热稳定时间 ( min) 6060606060软化温度 ( )170190170190180195170185热老化性能老化温度 ( )110110113136110老化时间 ( h)565616816848拉断强度 K1( %)80拉断伸长率 K2( %) 7075807070失重 ( %) 6.07.05.02.50.6表 2-4护层用聚氯乙烯塑料的分类及性能类别性能要求使用温度主要用途普通有足够的机械强度, 耐热、70塑料电线电缆的外护层和护层级光性 , 耐老化性及耐寒性好其它电缆外护层耐寒具有较高的耐寒性, 低温70耐寒柔软的电线电缆的的个护层级柔软性好护层柔软具有较高的柔软性, 较好105耐寒柔软的电线电缆外护护层级的耐寒性层耐油耐油性、 耐化学药品性能70与油类及化学药品接触的电线护层级好电缆的外护层易撕抗撕裂性低 , 敷设方便 ,70室内固定敷设用绝缘电线的外护层级价格低廉护层防霉、 防白抗生物性好 , 防白蚁、 防70热带及温热带地区用电线电缆
