耐热切通性优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料的研究

高密度聚乙烯树脂具有优良的电气性能和物理机械性能,电子束辐照交联又可赋予它突出的耐热切通性,因此是电器高压薄绝缘引接线绝缘的理想树脂材料．但高密度聚乙烯辐照交联过程中,拉伸强度及断裂伸长率下降很快,常常不能满足电线产品的要求。本文先对高密度聚乙烯树脂进行共混改性,再进行辐照交联,制出适合于挤出工艺要求的电气性能、耐热切通性均很优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料。     

耐热切通性优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料的研究

高密度聚乙烯树脂具有优良的电气性能和物理机械性能,电子束辐照交联又可赋予它突出的耐热切通性,因此是电器高压工上接线绝缘的理想树脂材料。但高密度聚乙烯照交联过程中,拉伸强度及断裂伸长率下降很快,常常不能满足电线产品的要求,本文先对高 聚忆烯树脂进行共混改性,再进行辐照交联,制出适合于挤出工艺要求的电气性能、耐热切通性均很优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料。     

线性低密度聚乙烯光交联反应及其性能研究

采用紫外辐照技术制备了交联线性低密度聚乙烯(XL-LLDPE).研究了辐照时间对凝胶含量和平衡溶胀比的影响,并对不同辐照时间下的交联产品的拉伸强度和维卡软化温度进行了测定.结果表明,交联反应的速度很快,辐照30 s就能达到良好的交联效果;凝胶含量随辐照时间增加,而平衡溶胀比则呈现出降低趋势.交联结构的存在导致材料的拉伸...     

后吸收法交联聚乙烯制备及存储性研究

采用后吸收法制备过氧化物交联聚乙烯,利用凝胶试验、拉伸试验、热延伸、红外光谱、差示扫描量热仪测试交联聚乙烯绝缘料的性能并分析其存储安全性。结果表明:可交联绝缘料中抗氧剂的适宜用量为0.2%~0.3%;随交联剂浓度增长绝缘料凝胶率增加,抗拉强度、热延伸性能得到提高,断裂伸长率下降;因国产树脂结晶度较高,导致国产聚乙烯绝缘料的存储安全性弱于进口料。     

低熔点瓷化粉含量对陶瓷化聚烯烃材料性能的影响

以聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物为基体材料,以高、低熔点瓷化粉为瓷化填料,以乙烯基三甲氧基硅烷为表面处理剂,采用密炼及挤出工艺,研究了低熔点瓷化粉表面处理及添加量对材料拉伸性能、低温性能、加工性能、瓷化性能的影响。结果表明:表面处理能够明显提高材料的拉伸强度和断裂伸长率,改善材料的低温性能;随着低熔点瓷化粉添加量的增加,材料拉伸强度、断裂伸长率显著下降,脆化温度升高,加工性能变差,高温绝缘性下降,但瓷化性能提高。     

一起220 kV XLPE高压电缆故障的绝缘老化状态分析

为了掌握运行多年的220 kV交联聚乙烯电缆绝缘劣化状况,文中通过对多根220 kV-1×2 500 mm²高压交联聚乙烯电缆做切片处理,并进行直流空间电荷测量、凝胶含量测试和断裂伸长率及抗张强度试验。研究发现故障电缆绝缘层的空间电荷较其他电缆存在明显的积聚现象,在表征电缆绝缘的老化程度方面,交联度、断裂伸长率和抗张强度三者具有很好的一致性。     

辐照交联聚乙烯结晶形态的研究

通过差示扫描量热法、X射线-衍射试验研究了辐照交联聚乙烯绝缘材料的结晶形态，发现高密度和低密度聚乙烯辐照交联效应有明显差异。高密度聚乙烯本身结晶能力高于低密度聚乙烯，结晶度大于低密度聚乙烯，同样辐照剂量下高密度聚乙烯交联度低于低密度聚乙烯，晶区限制了交联过程发生；另一方面，辐照对低密度聚乙烯结晶形态的影响较小，辐照对高密度聚乙烯结晶形态影响明显、辐照交联有可能促进聚乙烯的同相结晶过程发生。实验表明，辐照剂量过大会增加高低密度聚乙烯绝缘料聚集态结构的复杂性，降低结晶结构的均匀性。     

基于PDC法的核电站XLPE电缆辐照老化研究

为了对辐照老化后的核电站用中压交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘状态进行评估,首先对电缆进行不同程度的辐照老化,研究不同辐照剂量下电缆的极化去极化电流,分析0.1 Hz介质损耗因数、直流电导率等老化参数的变化规律。然后使用改进的3支路Debye模型对电缆绝缘进行拟合,得到不同辐照剂量下的支路电阻与支路电容,对电缆的老化情况进行评估。结果表明:核电站用XLPE电缆在低辐照剂量(小于216 k Gy)下的支路电容与支路电阻变化较小,随着辐照剂量的增加,支路电阻大幅下降,支路电容大幅上升,电缆直流电导率、介质损耗因数不断上升,并与断裂伸长率、氧化诱导时间的测试结果相符,验证了PDC方法可以有效地检测辐照老化电缆的绝缘情况。     

XLPE及XLPE/MgO纳米复合材料的击穿强度与力学性能的比较研究

对比研究了氧化镁/交联聚乙烯电缆绝缘复合材料和传统的交联聚乙烯材料的击穿强度、力学性能、形态与分布、热稳定性和结晶度。结果表明,与传统交联聚乙烯相比,纳米复合材料的直流击穿强度、交流击穿强度、拉伸强度和初始分解温度分别提高了约20%、8%、7%和10%,介电常数和介质损耗因数基本不变,表明氧化镁纳米粒子的加入可提高电力电缆绝缘材料的击穿强度、力学性能和热稳定性。     

添加剂对无卤阻燃聚乙烯体系性能的影响

为提高无卤阻燃聚乙烯体系的阻燃性和力学性能,分别将硼酸锌、白炭黑、玻璃前体和低熔点玻璃作为协效剂添加到无卤阻燃聚乙烯体系中,并对阻燃体系的氧指数和力学性能进行了测试,结果表明:低熔点玻璃的阻燃协效性能最好;白炭黑可以明显提高体系的拉伸强度,但是却大大降低了体系的断裂伸长率,而低熔点玻璃对体系的断裂伸长率影响最小。     

受阻酚类抗氧剂对交联聚乙烯力学性能的影响

选择三种受阻酚类抗氧剂1010、1076、1035,分别考察其含量对过氧化物交联低密度聚乙烯（LDPE）热老化前后力学性能的影响,测试不同交联体系的凝胶含量。研究表明,三种受阻酚类抗氧剂均对LDPE的力学性能产生一定的影响,与没有添加抗氧剂的交联聚乙烯相比,其断裂伸长率均降低;添加1076的体系抗拉强度有所提高,而添加1010和1035的体系抗拉强度较小提高;当抗氧剂含量〈0．7％时,其对交联聚乙烯的凝胶含量影响不大。老化试验结果表明,抗氧剂含量较低（〈0．2％）时,交联聚乙烯耐热老化性能恶化,试样严重变形;当抗氧剂舍量较高时,热老化性能有所提高。     

高压电缆用交联聚乙烯抗焦烧与绝缘特性研究

为实现绝缘料的长时间稳定挤出,通过熔融共混的方法制备了不同抗氧剂含量的交联聚乙烯,研究了不同含量的抗氧剂对交联聚乙烯抗焦烧性能的影响,同时对交联聚乙烯的力学性能、电气强度、介电特性和热性能进行了综合评估。结果表明：随着抗氧剂含量的增加,交联聚乙烯的扭矩逐渐降低,同时交联聚乙烯发生交联的时间缓慢增加,材料的抗焦烧特性得到提升。另外,物料的温度略有降低,保证了材料长时间挤出的稳定性。交联聚乙烯的电导率随着抗氧剂含量增加变化不明显,交流电气强度和介质损耗略有提升,交流电气强度提升了4.5%,介质损耗因数均小于5.0×10^-4,熔融和结晶特性变化不明显。     

聚苯乙烯接枝共聚物/低密度聚乙烯的介电性能

为了探索解决低密度聚乙烯在高温环境下耐电性能大幅下降问题的方法,通过电子辐照与乳液聚合方法将聚苯乙烯分子接枝到聚乙烯分子链上,制备了不同组分聚苯乙烯接枝共聚物/低密度聚乙烯复合材料。当聚苯乙烯质量分数为6%时,复合材料在80～90℃下交流耐电性能较纯低密度聚乙烯提升约20%。差示扫描量热法、动态力学分析测试等试验结果显示:含6%聚苯乙烯的复合材料与纯低密度聚乙烯相比结晶度提高了10%;室温下复合材料的拉伸屈服应力和断裂伸长率均有提高;存储模量在85℃下提高至70 MPa。复合材料交流击穿电场强度提升应与两种因素有关:1)接枝聚苯乙烯使复合材料弹性模量增大,抵御电破坏能力增强;2)复合材料内部聚苯乙烯苯环结构可以捕获热电子,耗损热电子能量,具有一定抑制电子崩产生的作用。     

两种辐照交联聚烯烃材料的性能及其在舰船电缆上的应用

为了研究新材料在舰船电缆上的应用,选取两种辐照交联聚烯烃材料并研究了不同辐照剂量对其性能的影响。研究表明,随着辐照剂量的增加,材料的断裂伸长率、热延伸表现出不同程度的下降。综合各项性能,确定250 kGy为材料的辐照剂量。将两种辐照交联聚烯烃材料挤包在电缆线芯上,制备的电缆满足美军标MIL-24263的要求,FZ-1材料通过了成束A类燃烧试验,可以用作舰船电缆的护套料。     

无机微粒填料对PVC电缆护套拉伸性能的影响及对策研究

ＺｎＯ、Ａｌ（ＯＨ）３及滑石粉由于化学性质、微粒子形态的不同，填充ＰＶＣ时对其拉伸性能的影响也不同，氢氧化铝、滑石粉同时或分别降低断裂伸长率或断裂抗张强度，而ＺｎＯ适量添加时反而同时增加断裂伸长率和抗张强度。利用硅烷偶联剂处理或与弹性体共混、辐照交联可以改善填料的影响。     

无机微粒填料对PVC电缆护套拉伸性能的影响及对策研究

ＺｎＯ、Ａｌ（ＯＨ）３及滑石粉由于化学性质、微粒子形态的不同，填充ＰＶＣ时对其拉伸性能的影响也不同，氢氧化铝、滑石粉同时或分别降低断裂伸长率或断裂抗张强度，而ＺｎＯ适量添加时反而同时增加断裂伸长率和抗张强度。利用硅烷偶联剂处理或与弹性体共混、辐照交联可以改善填料的影响。     

中压聚丙烯和交联聚乙烯绝缘材料的结构与性能对比

热塑性聚丙烯材料具有优异的电气性能和热性能,用于生产电力电缆绝缘,其生产过程中无需交联和脱气,能耗低、可回收,与交联聚乙烯相比具有良好的环境友好性。本文以中压聚丙烯电缆和交联聚乙烯电缆绝缘为研究对象,通过差示扫描量热分析、傅里叶红外光谱分析、X射线衍射分析方法对直接合成的聚丙烯和交联聚乙烯的结构进行研究对比,并对其力学性能、介电常数和介质损耗、电气强度等宏观性能进行测试。结果表明：直接合成的聚丙烯分子链上穿插了乙烯链段,导致聚丙烯材料的熔点降低,但仍远高于交联聚乙烯的熔点。乙烯链段会参与到聚丙烯的结晶过程中,但不会单独结晶。聚丙烯的断裂伸长率为712%,高于交联聚乙烯的564%,优异的力学性能更有利于电缆的运输和安装施工。90℃下聚丙烯的电气强度为91.5 kV/mm,是相同温度下交联聚乙烯电气强度的123%,并且聚丙烯的电气强度对温度具有更好的稳定性。综合力学性能和电气性能来看,直接合成的聚丙烯性能不逊色于交联聚乙烯,可作为中压电缆的绝缘材料。     

挤出工艺对辐照交联聚乙烯绝缘的物理机械性能的影响

从生产过程出现的问题出发，分析了挤出工艺对辐照交联聚乙烯绝缘物理机械性能的影响，并提出了提高绝缘机械性能应注意的工艺控制。     

服役时间对110 kV交联聚乙烯电缆绝缘性能和超分子结构的影响

交联聚乙烯(XLPE)具有优异的电绝缘性能和力学性能,但XLPE电缆绝缘在长期服役过程中会发生老化,造成供电故障及服役寿命缩短。为研究服役时间对XLPE电缆绝缘性能的影响,本文研究了XLPE电缆绝缘性能和超分子结构随服役时间增加的变化规律,讨论了退役电缆再利用的可能性。结果表明:当服役时间增加到30年时,电缆绝缘的拉伸强度和断裂伸长率分别从23.7 MPa和929%下降到19.0 MPa和832%,但断裂伸长率仍高于国家标准规定,即大于新电缆绝缘的50%;新电缆绝缘的熔点高于服役后的电缆绝缘,服役后XLPE电缆绝缘的熔程变宽,结晶度先升高后下降;随着服役时间的增加,XLPE电缆绝缘的球晶尺寸增大,服役30年的电缆绝缘球晶平均尺寸约为41μm,是新电缆绝缘的4～5倍;经过30年服役,XLPE电缆绝缘的耐击穿性能仍然优异,室温交流击穿强度约为140 kV/mm。     

电机封装用高性能有机硅灌封胶的研究

针对有机硅灌封树脂力学性能差、导热性差、粘结强度低等特点,设计了新型的有机硅灌封胶配方,通过表面活性剂与气相二氧化硅有效互配、导热填料互配、增黏剂的挑选与有效互配、MQ树脂与有机硅树脂的互配,改善灌封胶的各项性能。结果表明:新型有机硅灌封树脂的力学性能、导热性能和粘结强度均得到提高,拉伸强度达到3.5 MPa,断裂伸长率达到68%;导热系数大于1.4 W/(m·K),剪切强度大于1.8 MPa,且具有良好的防沉降性能,满足电机封装的应用要求。