电气工程-交联聚乙烯与聚氯乙烯在低压电缆生产中的应用(1).doc

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1、哈尔滨理工大学成人(继续)教育学院毕业论文交联聚乙烯与聚氯乙烯在低压电缆生产中的应用摘 要交联聚乙烯（XLPE），是利用化学方法或物理方法，使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，形成一种具有网状结构的热固性塑料。聚氯乙烯（PVC），是聚乙烯单体经过聚合后形成的一种聚合物。它们在很多领域有着广泛的应用，并且交联聚乙烯和聚氯乙烯在电线电缆生产中扮演着举足轻重的角色，但是在一些特定的性能方面，交联聚乙烯与聚氯乙烯有着很大的差别。本文以交联聚乙烯和聚氯乙烯为研究对象，首先介绍交联聚乙烯与聚氯乙烯在其它产业内的应用，在介绍它们在国内外低压电线电缆生产中的应用，然后再依次叙述交联聚乙烯与聚氯乙烯的分

2、类，并且同时详细的描述在生产过程中因产品的不同性能要求对交联聚乙烯或者聚氯乙烯的选择，并简单的描述在生产过程中产生的质量问题以及解决方法。关键词 交联聚乙烯；聚氯乙烯；分类；应用XLPE and PVC applications in low-voltage cable productionAbstractCross-linked polyethylene (XLPE) is the use of chemical or physical methods to make polyethylene from linear molecular structure into a three-dime

3、nsion network structure, forming a lattice structure of thermosetting plastics. Polyvinyl chloride (PVC), polyethylene after polymerization of monomer to form a polymer. They are widely applied in many fields, and cross-linked polyethylene and polyvinyl chloride in the production of wires and cables

4、 plays an important role, but in terms of specific performance, cross-linked polyethylene and polyvinyl chloride has a lot of differences. Paper to make joint polyethylene and PVC for research object, first introduced make joint polyethylene and PVC in other industry within of application, in introd

5、uced they in both at home and abroad low voltage wire cable production in the of application, then again followed by described make joint polyethylene and PVC of classification, and while detailed of description in production process in the for products of different performance requirements on make

6、joint polyethylene or PVC of select, and simple of description in production process in the produced of quality problem and solution method. Keywords Cross-linked polyethylene; PVC; Classification ; Application第 I 条 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印I目 录摘要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 选题目的和意义11.2 交联聚乙烯在实际生产中的应用11.3 聚

7、氯乙烯实际生产中的应用11.4 交联聚乙烯和聚氯乙烯在电线电缆生产中的应用3第2章 交联聚乙烯与聚氯乙烯的分类52.1 交联聚乙烯绝缘5 2.1.1 硅烷交联聚乙烯5 2.1.2 辐照交联聚乙烯6 2.1.3 过氧化物交联聚乙烯62.2 聚氯乙烯绝缘62.3 聚氯乙烯护套82.4 本章小结8第3章 交联聚乙烯绝缘的生产93.1 交联聚乙烯绝缘的制备9 3.1.1 硅烷交联9 3.1.2 过氧化物交联10 3.1.3 辐照交联113.2 生产时易出现的质量事故及分析原因113.3 本章小结12第4章 聚氯乙烯绝缘护套的生产134.1 塑化阶段塑料流动的变化144.2 电缆过程中塑料的流动状态15

8、4.3 生产过程中出现的问题以及处理16结 论17致 谢18参考文献19III第1章 绪论1.1 选题目的和意义交联聚乙烯与聚氯乙烯在实际生活中无处不在，对电线电缆生产来说并不陌生，它们广泛的应用于绝缘护套。大多数时候聚氯乙烯和交联聚乙烯都能作为绝缘来使用，但是对于同等级电压，同规格来说，交联聚乙烯的标称厚度要小于聚氯乙烯的标称厚度。在生产护套时，聚氯乙烯往往是使用最多的，很少能看到交联聚乙烯来作为护套材料来使用。所以本次就交联聚乙烯与聚氯乙烯的特性在实际生产中的作用展开研究。1.2 交联聚乙烯在实际生产中的应用由于通常情况下聚乙烯为热塑性材料，耐热性能不高，耐环境应力开裂性能差，应用因此而受

9、到限制，但聚乙烯分子经过处理后，可成为网状或体型结构的交联聚乙烯，交联聚乙烯为热固性材料，受热后不再熔化，与普通聚乙烯比，它具有卓越的电绝缘性能和更高的冲击强度及拉伸强度，突出的耐磨性和优良的耐应力开裂性、耐蠕变性及尺寸稳定性，其耐热性好，使用温度可以达到140，用做绝缘材料甚至可达200，而且耐低温性、耐老化性、耐化学腐蚀性也好。其产品广泛用于制造热收缩膜和管、各种耐热管材、泡沫塑料、阻燃建材，以及用做机械、军工等所需的耐压、耐热的绝缘材料和电线电缆包覆物等。1.3 聚氯乙烯实际生产中的应用聚氯乙烯简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯

10、共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。1.聚氯乙烯异型材型材、异型材是我国PVC消费量最大的领域，约占PVC总消费量的25%左右，主要用于制作门窗和节能材料，其应用量在全国范围内仍有较大幅度增长。在发达国家，塑料门窗的市场占有率也是高居首位，如德国为50%，法国为56%，美国为45%。2.聚氯乙烯管材在众多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消费领域，约占其消费量的20%。在我国，聚氯乙烯管较PE管和PP管开发早，品种多，性能优良

11、，使用范围广，在市场上占有重要位置。3.聚氯乙烯膜PVC膜领域对PVC的消费位居第三，约占10%左右。PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。4.PVC硬材和板材PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，

12、然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。5.PVC一般软质品利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。6.聚氯乙烯包装材料聚氯乙烯制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶，也有用于精制油的包装。PVC膜可用于与其它聚合物一起共挤出生产成本低的层压制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或热收缩包装，用于包装床垫、布匹、玩具和工业商品。7.聚氯乙烯护墙板和地板聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板砖中除一部分聚氯乙烯树脂外，其余组

13、分是回收料、粘合剂、填料及其它组分，主要应用在机场候机楼地面和其它场所的坚硬地面。8.聚氯乙烯日用消费品行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品，聚氯乙烯被用来制作各种仿皮革，用于行李包，运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性织物(不需涂布)，如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于许多体育娱乐品，如玩具、唱片和体育运动用品，聚氯乙烯玩具和体育用品增长幅度大，由于其生产成本低、易于成型而占有优势。9.PVC涂层制品有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底

14、压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。10.PVC泡沫制品软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材使用，是一种新型的建筑材料。11.PVC透明片材PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。12.其他门窗有硬质异型材料组装而成。

15、在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材（北方、海边）；中空容器。1.4 交联聚乙烯和聚氯乙烯在电线电缆生产中的应用交联聚乙烯和聚氯乙烯在生产线芯时都可以作为导体的绝缘来使用，而在作为护套时常常使用聚氯乙烯来作为生产材料。低压交联（XLPE）电缆自九十年代中期投入应用以来，发展迅速，目前已与聚氯乙烯（PVC）电缆各占市场一半份额。交联电缆与聚氯乙烯电缆相比较，载流量较高，过载能力较强，使用寿命较长（PVC电缆环境较好时热寿命一般为20年，而XLPE电缆热寿命一般为40年）；PVC燃烧时会分解释放大量黑烟和有毒气体，而XLPE燃烧时不会产生卤素有毒气体，交联电缆的优越性日

16、益为设计和使用部门所认识。 普通PVC电线电缆（绝缘和护套）燃烧时延燃迅速，助长火势，12min即丧失供电能力，其燃烧分解释放的黑烟可达伸手不见五指的程度，造成人员呼吸和疏散困难。更为严重的是，PVC燃烧时会分解释放氯化氢（HCL）和二噁英等剧毒腐蚀性卤素气体，是火灾中致人死命的主要原因（占火灾死亡因素的80%），并成稀盐酸导形电膜附着在电气设备上，严重降低设备的绝缘性能，形成难以清除的二次灾害。第2章 交联聚乙烯与聚氯乙烯的分类本章主要介绍交联聚乙烯和聚氯乙烯的分类，并且描述作为低压线缆生产材料时该如何选择。2.1 交联聚乙烯绝缘交联聚乙烯是聚乙烯改性的一种方法，工业上常用的交联聚乙烯有辐射

17、交联聚乙烯、过氧化物交联聚乙烯和硅烷交联聚乙烯，聚乙烯(LDPE、HDPE、LLDPE和MDPE均可)通过交联可使其大分子链之间发生部分交联反应而改变其物理力学性能。交联聚乙烯具有以下优点：1耐热性能：网状立体结构的XLPE具有十分优异的耐热性能。在200以下不会分解及碳化，长期工作温度可达90，热寿命可达40年。2绝缘性能：XLPE保持了PE原有的良好绝缘特性，且绝缘电阻进一步增大。其介质损耗角正切值很小，且受温度影响不大。3机械特性：由于在大分子间建立了新的化学键，XLPE的硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性均有提高，从而弥补了PE易受环境应力而龟裂的缺点。4耐化学特性：XLPE具有较强的耐酸碱

18、和耐油性，其燃烧产物主要为水和二氧化碳，对环境的危害较小，满足现代消防安全的要求。12.1.1 硅烷交联聚乙烯二十世纪六十年代研制成功硅烷交联技术。该技术是利用含有双链的乙烯基硅烷在引发剂的作用下与熔融的聚合物反应，形成硅烷接枝聚合物，该聚合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下，遇水发生水解，从而形成网状的氧烷链交联结构。硅烷交联技术由于其交联所用设备简单，工艺易于控制，投资较少，成品交联度高，品质好，从而大大推动了交联聚乙烯的生产和应用。除聚乙烯、硅烷外，交联中还需用催化剂、引发剂、抗氧剂等。适用于小尺寸，小规格，低电压的电缆，交联反应要在有水或潮气的条件下才会完成，适用于低压电缆的生产。 2.1.

19、2 辐照交联聚乙烯辐射交联：将聚乙烯制品，如包覆在导线上的聚乙烯护套、薄膜、薄壁管等产品用一射线、高能射线进行照射进行交联（引发聚乙烯大分子产生自由基，形成C-C交联链）。交联度受辐射剂量及温度的影响，交联点随辐射剂量的增加而增加，因此通过控制辐射条件，可以获得具有一定交联度的交联聚乙烯制品。此方法设备投资大，防护设施要好，最适用于制备薄型交联产品。适用于绝缘厚度不太厚，耐高温阻燃电缆。 2.1.3 过氧化物交联聚乙烯 过氧化物交联，一般采用有机过氧化物为交联剂，在热的作用下，分解而生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳一碳交联，形成网状结构。该技术需要高压挤出设备，使

20、交联反应在机筒内进行，然后使用快速加热方式对制品加热，从而产生交联制品。适用于生产高压电，大长度，大截面积电缆，生产小规格浪费2.2 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘材料是在PVC粉中添加稳定剂，增塑剂，阻燃剂，润滑剂以及其它助剂的混合物。针对电线电缆不同应用与不同特性需求，其配方做相应的调整，经过几十年的生产和使用，目前PVC制造及加工技术已经非常成熟。PVC绝缘材质在电线电缆领域有着非常广泛的应用，并有着显著的自身特点：1制造技术成熟、易成型和加工制造。相比其它类的线缆绝缘材料，不仅成本低廉，在线材表面色差、光哑度、印字、加工效率、软硬度、导体的附着力、线材本身的机械物理性能和电性能方面均可作有效

21、控制。2具有非常良好的阻燃性能，故PVC绝缘电线极易达到各类标准规定的阻燃等级。3在耐温方面,通过对材料配方优化改进,目前常用的PVC绝缘类型主要有以下三类：材料类别额定温度(最高)应用使用特性普通型105绝缘,护套绝缘可根据需求使用不同硬度，一般比较柔软，易成型和加工。半硬质(SR-PVC)105线芯绝缘比普通型硬度高，硬度Shore90A以上。同普通型相比提高了绝缘机械强度，更优良的热稳定性。缺点是柔软度不好，使用范围受到影响。交联PVC105线芯绝缘一般是通过辐照方式交联，使普通型热塑性PVC转变成不溶的热固性塑料，分子结构更加稳定，提高了绝缘机械强度，短路温度可达到250。4在额定电压

22、方面，一般使用于额定1000VAC及其以下电压等级,可广泛应用于家用电器、仪器仪表、照明、网络通讯等行业。PVC也有一些自身缺点,限制了其使用：1.由于含有大量氯元素，燃烧时会散发出大量浓烟会让人窒息,影响能见度，并产生一些致癌物质和氯气体，对环境造成严重危害。随着低烟无卤绝缘材料制造技术的发展，逐步取代PVC绝缘已成为线缆发展的必然趋势。目前一些有影响力及社会责任感较强的企业,在公司技术标准中明确提出了替代PVC材料的时间表2.普通PVC绝缘耐酸碱,耐热油,耐有机溶剂性能较差,根据相似相溶的化学原理，PVC线材极易在所述特定环境中出现破损和开裂。但是，凭借其优良的加工性能和低廉的成本。PVC

23、线缆在家用电器,照明灯饰,机械装备,仪器仪表,网络通讯,楼宇布线等领域仍得到广泛的使用。2.3 聚氯乙烯护套常规的电力电缆的塑料护套大致分为聚氯乙烯、聚乙烯和聚烯烃。百分之八十的电力电缆都采用聚氯乙烯护套。电缆的护层有内护套和外护层之分。内护套的作用主要是保护线芯绝缘层不受外力机械损伤，对于油浸纸绝缘电缆还可以防止水分的浸入和浸渍剂的外流。电缆外护套的主要作用是加强绝缘性能，同时保护电缆不受机械损伤。外护套厚度应不小于0.035D+1.0 （mm），（D为根据电缆的标称截面积、绝缘标称厚度和电缆芯数，利用公式计算得到的假设直径），并且单芯电缆的护套厚度不得小于1.4mm，多芯电缆外护套厚度不小

24、于1.8mm。2.4 本章小结本章主要介绍了交联聚乙烯与聚氯乙烯的种类以及作为绝缘或者护套使用时的一些方式及其特点。第3章 交联聚乙烯绝缘的生产3.1 交联聚乙烯绝缘的制备交联聚乙烯是目前理想的绝缘材料，XLPE电缆有极佳的电气性能，介质损耗比PVC绝缘要小，电容也小，可降低充电电流和接地故障电流，极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了交联聚乙烯电缆在正常运行温度（90）、短时故障（130）及短路（250）条件下可允许大电流通过，它的结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高等优异特性，越来越来被用户广泛地认同。交联聚乙烯绝缘材料应具备下列的主要性能：1.高的击穿场强

25、（脉冲、工频、操作波）；2.低的介质损耗角正切(tg)；3.相当高的绝缘电阻；4.优良的耐树枝（移滑）放电、局部放电性能；5.具有一定的柔软性和机械强度；6.绝缘性能长期稳定等。交联聚乙烯绝缘料是由聚乙烯加入其他添加剂组成的。不同的交联方法，加入交联聚乙烯绝缘混合料中的添加剂也不同，但都是将聚乙烯分子结构从线型变成立体网状型，从而大大地提高了聚乙烯耐热和机械性能。3.1.1 硅烷交联硅烷交联是化学交联的一种，有一步法、两步法和共聚法等多种方法。硅烷交联分为接枝和交联两个过程。接枝和挤出同时在挤塑机内完成的叫一步法，接枝和挤出分两步完成的叫两步法。由于一步法和两步法在原理上的差别，导致了其在原材

26、料和加工过程中的差别，两步法分A料和B料，A料中是已经接枝好的聚乙烯，由聚乙烯树脂、引发剂、硅烷经接枝造粒制备；B料由聚乙烯树脂和交联催化剂混合造粒制备。公司现行采用的为二步法交联，这里将详细介绍，由于两步法硅烷交联绝缘料已经完成了接枝，因此挤出温度不能太高，温度过高容易产生预交联。同时两步法硅烷交联绝缘料的挤出速度要快，停机的时间不能太长。防止预交联。接枝聚乙烯很容易接触到空气中的水分而发生交联，因此两步法硅烷交联绝缘料的储存时间较短，铝塑包装，一般也不能超过半年；在实际产品生产过程中若要取得满意的使用效果，也要控制好以下几点：1、挤出配模时，拉伸比一般为2.54，配模系数为1.051.2为

27、宜，模芯内径为D（导体外径）+0.751.5mm，同时提高模套口的光洁程度，减少流道凸台，从而降低熔体破裂，提高表面质量。2、螺杆转速一般为4050转/分，转速太慢会增加在机筒内的停留时间，导致物料过早交联，转速太快将剪切力和熔体的摩擦热增大从而也加大过早交联的可能性。3、线速度控制，防止拉伸比过大，取向作用明显，产生收缩问题，牵引速度过快也增加熔体破裂的可能性，如果已有预交联则会大大增加绝缘上出现凹点的可能性。4、温度应合理控制，一般加料段140-165，压缩段165-180，均化段180-200机颈200-220，模套口220-240，最高不超过260，机身加料段温度太低，剪切过度；太高则

28、加料失常，导致绝缘外径波动，机身压缩段及均化段温度太低，剪切过度、熔化不充分，太高则先期交联，导致绝缘表面粗糙，机颈、模套口温度太低，熔体破裂，太高则预交联、焦烧甚至变稀，导致绝缘表面粗糙呈桔皮状同包覆不均。5、基于以上XLPE材料本身特点，从各个方面防止预交联的产生。尽可能减少停机时间（如交班、吃饭、换规、换模、换色等），另外在机身、机头及模具构成的整个加工流道中，实际不可能做到没有前台或后台的积料现象，因此长时间连续开机，要适度考虑清机或清机头；开包或破包的物料，也应及时使用，最好当日用完，开包后材料能否继续使用，往往取决于环境温度、空气温度及开包后时间3.1.2 过氧化物交联 过氧化物交

29、联，一般采用有机过氧化物为交联剂，过氧化物在高温高压及惰性气体环境下，分解而生成活性的游离基，游离基使聚乙烯碳链上生成活性点，并产生碳碳交联，形成网状结构。由于生产过程在干式状态（干式硫化和/或干式冷却）下进行，也称为干法交联，常用于中高压电缆的生产，如35kV及以下用CCV（悬链式连续硫化）、110kV及以上用VCV（立式连续硫化）即俗称立塔。3.1.3 辐照交联将聚乙烯制品，如包覆在导线上的聚乙烯护套、薄膜、薄壁管等产品用射线、高能射线照射进行交联（引发聚乙烯大分子产生自由基，形成C-C交联链）。交联度受辐射剂量及温度的影响，交联点随辐射剂量的增加而增加，因此通过控制辐射条件，可以获得具有

30、一定交联度的交联聚乙烯制品，在电缆绝缘、护套方面都有应用，主要应用无卤阻燃交联聚烯烃、辐照交联聚乙烯等，但目前无卤阻燃交联绝缘、护套只能通过辐射加工获得，主要原因是无卤阻燃剂的高温分解和遇水吸湿，但此方法设备投资大，防护设施要求高。3.2 生产时易出现的质量事故及分析原因1.塑料焦烧是塑料挤出过程中常见的质量缺陷。其注意表现为：温度显示超高；机头模口有大量烟雾、强烈刺激味，严重时有爆裂声；挤出塑料层有焦粒；合胶缝处有连续气泡。产生的注主要原因有：温度控制超高达到塑料热降解温度；螺杆长期未清洗，积存的焦烧物随熔融塑料挤出；加温或停机时间过长，使机筒内塑料长期受热而分解；控温仪表失控或失准，造成高

31、温分解；挤出机冷却系统未打开，造成物料剪切摩擦过热。 2.挤出物塑化不良一般塑化不良主要表现为：挤包层有蛤蟆皮样；塑料表面发乌，无光泽，并有细小裂纹；挤包层在合胶处有明显的线缝。产生的主要原因有：温度控制太低，特别是机头部位；绝缘或护套料中混有不同性质的其它塑料粒子；螺杆转塑太快，塑料未能完全塑化；塑料本身存在质量问题。 针对上述原因，应该注意挤出温度控制的合理性；对领用材料的质量合品名应确认；不能一味追求产量而提高挤出速度；加强原材料保管，特别是在塑料干燥工序；合理配模，以增强挤出压力和螺杆回流。 3.挤包层断面有气孔或气泡。其主要产生的原因是：温度控制过高（特别是进料段）；塑料受潮有水分；

32、长时间停车，分解塑料未排除干净；自然环境湿度高；缆芯内有水或气化物含量过高。 针对上述原因，应合理控制螺杆各段的温度；对所用物料提前预干燥；严格工艺操作要求，提高对塑料塑化程度的评判能力；注意生产环境以及物料保管仓储条件等。 4.挤包尺寸不合格。主要表现为偏芯；护套厚度或外径超差。主要形成原因有：挤出和牵引速度不稳定；缆芯外径变化太大；挤出温度过高造成挤出量的减少；塑料内杂质过多阻塞于过滤网使塑料流量降低；收放线的张力不稳定；模芯选择过大（挤压式）或模芯承线区长度太短而偏芯；模间距选择不合适；挤出机头的温度不均匀；挤出模具的同心度未调整好；进料口温度过高使进料困难影响料流。 针对上述原因，应经

33、常测量护套外径及时调整；合理选配和调整挤出模具；注意收放线的张力变化及时调整；温度的控制应于规定要求一致。 5.纵包带粘结强度不合格。主要原因有：挤出物温度太低；油膏填充过多溢出；生产线速度太快，使护套被急速冷却；热水槽温度太低，且离模口较近；配模拉伸比太小，或配模不合理，使其形成松包；纵包带复合膜熔点太高。 根据上述原因，应注意配模要求，必要时根据缆芯调整；不能让护套被急速冷却，以提高粘结能力；不能应提高护套定型能力而过分降低机头温度；注意油膏的填充量，以用手指轻触缆芯能刮下薄薄的一层为好。 6.挤包外观不合格，挤包外观不合格主要表现为挤包层表面有擦伤；毛糙有沙眼或微裂纹；由塑化不量引起的任

34、何缺陷。其主要原因为：挤出模套选择不合理。过小引起麻花纹；过大引起脱节或挤压疏松；挤出模套中有杂质卡住擦伤护套表面；挤出机头加热温度过高引起毛糙，或温度过低引起微裂纹；模套定径区有损伤；护套在水槽内擦伤；针对上述原因可以对缺陷进行排除或在生产中预防。3.3 本章小结本章主要描述了交联聚乙烯作为绝缘应具有的性能，以及三种制备方式：硅烷交联，过氧化物交联，辐照交联。还描述了在生产交联聚乙烯绝缘时有可能产生的质量问题并且提出解决方案，为线缆绝缘保证质量。第4章 聚氯乙烯绝缘护套的生产电线电缆的敷设根据环境要求，对电线电缆生产要求。一般通用电线电缆70度PVC护套可以满足要求，中压电线电缆用90度材料

35、，如果用在电机上面工作温度高那就要用105PVC护套料生产电缆。根据电缆使用环境温度选择电缆用多少度护套料。护套是采用连续挤压方式进行的，电缆设备一般是单螺杆开发设计机。塑料在电缆前，要事先检查塑料是否潮湿或有无其它杂物，然后把塑料预热后加入料斗内。在电缆过程中，装人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋进人机筒中，在旋转螺杆的推力作用下不断向前推进，从预热段开始逐渐地向均化段运动；同时，塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦热的作用下转变为粘流态，在螺槽中形成连续均匀的料流。在加工制造规定的温度作用下，塑料从固体状态转变为熔融状态的可塑物体，再经由螺杆的推动或搅拌，

36、将完全塑化好的塑料推入机头，到达机头的料流，经模芯和模套间的环形间隙，从模套口电缆，挤包干线芯或缆芯周围，形成连续密实的护套层，然后经冷却和固化。 塑料在电缆机中完成可塑成型过程是一个复杂的物理过程：包括了混合、破碎、熔融、塑化、排气、压实并最后成型定型，这一过程是连续实现的。然而习惯上，人们往往按塑料的不同反应将开发设计过程，人为的分成各个不同阶段；塑化阶段（塑料的混合、熔融和均化）；成型阶段（塑料的挤压成型）；定型阶段（塑料层的冷却和固化）。1塑化阶段。也称为压缩阶段。它是在开发设计机机筒内完成的，经过螺杆的旋转作用，使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体。塑料在塑化阶段获得热量的来源有两个

37、方面：一是机筒外部的电加热；二是螺杆旋转时产生的摩擦热。起初的热量是由机筒外部的电加热产生的；当正常开车后，热量的取得则是由螺杆旋转物料在压缩，剪切、搅拌过程中与机筒内壁的摩擦和物料分子问的内摩擦而产生的。2成型阶段。它是在机头内进行的，由于螺杆旋转和压力作用，把粘流体推向机头，经机头内的模具，使粘流体成型为所需要的各种尺寸形状的挤包材料，并包覆在线芯或导体外。3定型阶段。它是在冷却水槽中进行的，塑料挤包层经过冷却后，由无定型的塑性状态变为定型的固体状态。4.1 塑化阶段塑料流动的变化塑化阶段，塑料沿螺杆轴向被螺杆推向机头的移动过程中，经历着温度、压力、粘度、甚至化学结构的变化，这些变化在螺杆

38、的不同区段情况是不同的。塑化阶段根据塑料流动时的物态连续变化过程又可分成三个阶段：加料段（又称破碎段）；熔融段（又称塑化段）；均化段又称均压段）。各段对YJLHV-0.6/1kv 5*16产生不同的作用，塑料在各段呈现不同的形态，从而表现出塑料的电缆特性。1，加料段，首先就是为颗粒状的固体塑料提供软化温度，其次是以螺杆的旋转与固定的机筒之间产生的剪切应力作用在塑料颗粒上，实现对软化塑料的破碎。而最主要的则是以螺杆旋转产生足够大的连续而稳定的推力和反向摩擦力，以形成连续而稳定的电缆压力，进而实现对破碎塑料的搅拌与均匀混合，并初步实行热交换，从而为连续而稳定的电缆提供基础。在此阶段产生的推力是否连

39、续均匀稳定、剪切应变率的高低，破碎与搅拌是否均匀都直接影响着电缆的质量和产量。2，熔融段，经破碎、软化并初步搅拌混合的固态塑料，由于螺杆的推挤作用，沿螺槽向机头移动，自加料段进人熔融段。在此段塑料遇到了较高温度的热作用，这时的热源，除机筒外部的电加热外，螺杆旋转的摩擦热也在起着作用。而来自加料段的推力和来自均化段的反作用力，使塑料在前进中形成了回流，回流产生在螺槽内以及螺杆与机筒的间隙中，回流的产生不但使物料进一步均匀混合，而且使塑料热交换作用加大，达到了表面的热平衡。由于在此阶段的作用温度已超过了塑料的流变温度，加之作用时间较长，致使塑料发生了物态的转变，与加热机筒接触的物料开始熔化，在机筒

40、内表面形成一层聚合物熔膜，当熔膜的厚度超过螺纹顶与机筒之间的间隙时，就会被旋转的螺纹刮下来，聚集在推进螺纹的前面，形成熔池。由于机筒和螺纹根部的相对运动，使熔池产生了物料的循环流动。螺棱后面是固体床（固体塑料），物料沿螺槽向前移动的过程中，由于熔融段的螺槽深度向均化段逐渐变浅，固体床不断被挤向机简内壁，加速了机筒向固体床的传热过程，同时螺杆的旋转对机筒内壁的熔膜产生剪切作用，从而使熔膜和固体床分界面的物料熔化，固体床的宽度逐渐减小，直到完全消失，即由固态转为粘流态（可塑态）。此时塑料分子结构发生了根本的改变，分子间张力极度松弛，若为结晶性高聚物，则其晶区开始减少，无定形增多，除其中的特大分子而

41、外，主体完成了塑化，即所谓的“初步塑化”，并且在压力的作用下，排除了固态物料中所含的气体，实现初步压实。3，均化段，具有这样几个突出的加工制造特性：这一段螺杆螺纹深度最浅，即螺槽容积最小，所以这里是螺杆与机筒间产生压力最大的工作段；另外来自螺杆的推力和筛板等处的反作用力，是塑料“短兵相接”的直接地带；这一段又是电缆加工制造温度最高的一段，所以塑料在此阶段所受到的径向压力和轴向压力最大，这种高压作用，足以使合于塑料内的全部气体排除，并使熔体压实、致密。该段所具有的“均压段”之称即由此而得。由于高温的作用，使得经过融熔段未能塑化的高分子在此段完成塑化，从而最后消除“颗粒”，使塑料塑化充分均匀，然后

42、将完全塑化熔融的塑料定量、定压地由机头均匀地电缆。4.2 电缆过程中塑料的流动状态电缆过程中，由于螺杆的旋转使塑料推移，而机筒是不动的，这就在机筒和螺杆之间产生相对运动，这种相对运动对塑料产生摩擦作用，使塑料被拖着前进。另外，由于机头中的模具、多孔筛板和滤网的阻力，又使塑料在前进中产生反作用力，这就使塑料在螺杆和机筒中的流动复杂化。通常将塑料的流动状态看成是由以下四种流动形式组成的：1，正流是指塑料沿着螺杆螺槽向机头方向的流动。它是由螺杆旋转的推挤力产生的，是四种流动形式中最主要的一种。正流量的大小直接决定着电缆量。2，倒流又称逆流，它的方向与正流的流动方向正好相反。它是由于机头中的模具、筛板

43、和滤网等阻碍塑料的正向运动，在机头区域里产生的压力（塑料前进的反作用力）造成的。由机头至加料口形成了“压力下的回流”也称为“反压流动”。它能引起生产能力的损失。3，横流它是沿着轴的方向，即与螺纹槽相垂直方向的塑料流动。也是由螺杆旋转时的推挤所形成的。它的流动受到螺纹槽侧壁的阻力，由于两侧螺纹的相互阻力，而螺杆是在旋转中，使塑料在螺槽内产生翻转运动，形成环状流动，所以横流实质是环流。环流对塑料在机筒中的混合、塑化及热交换影响很大，塑料所以能在螺杆中混合、塑化成熔融状态，是和环流的作用分不开的。环流使物料在机筒中产生搅拌和混合，并且利于机筒和物料的热交换，它对提高电缆质量有重要的意义，但对电缆流率

44、的影响很小。4，漏流它也是由机头中模具、筛板和滤网的阻力产生的。不过它不是螺槽中的流动，而是在螺杆与机筒的间隙中形成的倒流。它也能引起生产能力的损失。由于螺杆与机筒的间隙通常很小，故在正常情况下，漏流流量要比正流和倒流小得多。在电缆过程中，漏流将影响电缆量，漏流量增大，电缆量将减小。塑料的四种流动状态都不能以单独形式出现，就某一塑料质点来说，既不会有真正的倒流，也不会有封闭的环流。熔体塑料在螺纹槽中的实际流动是上述四种流动状态的综合，以螺旋形轨迹向前的一种流动。4.3 生产过程中出现的问题以及处理与交联聚乙烯一样，在生产过程中，聚氯乙烯也同样存在着相似的问题，这里就不再叙述。相同部分参考交联聚

45、乙烯挤出过程中易出现的问题。结 论本文较完整地讨论了交联聚乙烯与聚氯乙烯的定义，分别介绍了他们具有的不同种类，介绍了交联聚乙烯与聚氯乙烯在其它产业内的应用，然后详细地描述作为电线电缆生产材料在国内外低压电线电缆生产中的应用。针对交联聚乙烯与聚氯乙烯挤出过程中易出现的问题，提出了一些解决方案。综上所述，交联聚乙烯与聚氯乙烯不仅仅在生活中无处不在，而且还在电线电缆中有着重要的作用。 我今后的工作应该在如何较好的完善这些材料在电线电缆产品中的应用而继续研究。致 谢光阴荏苒，时间如梭，不经意间毕业的脚步悄悄的临近了，心中不免会有许多的感慨；十几年的求学之路到此也许就要告一段落了，回想起这些，真的有好多

46、心里话想说；感谢生我养我的父母，感谢在求学路上指引我的每一位恩师，感谢风雨里陪伴我帮助我的同学及朋友们，是这一切的一切才让我有了今天。大学五年的求学时光是我这一生最难忘的，不仅让我获得了知识，更丰富了我的阅历，在即将完成学业步入社会的这个过渡时期让我成长了许多；我为曾经是哈尔滨理工大学的一名学生感到骄傲，更为曾经受过各位资深教师的言传身教感到自豪；大学的五年，为我的学习生涯画上了圆满的句号，更为我的人生添上了浓墨重彩的一笔！当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先要感谢的就是指导我论文的王伟老师，他在忙碌的教学工作中挤出时间来修改我的论文，不远千里来到我的工作单位看望我

47、。还有教过我的所有老师们，你们一丝不苟的作风一直是我工作学习的榜样。老师们的循循善诱和尊尊教诲给我无尽的启迪。其次感谢五年来陪伴在我身边的同学室友们，感谢他们在生活学习中对我的帮助，为我提供有益的建议和意见。正因为有他们我才能度过充实的五年学习生活。然后我要感谢我的父母，没有你们就没有我的今天，你们默默的支持与鼓励，永远是支撑我前进的最大动力，以后的日子里我一定要好好回报你们。最后再次衷心地感谢所有在学习和生活上给予我支持和帮助的老师和同学们！感谢各位老师的悉心评审！谢谢！参考文献1 杨非, 原晓丽, 赵瑞,等. 阻燃硅烷交联聚乙烯在电缆上的应用J. 工程塑料应用, 2003, 31(5):31-33.2 鲍文波, 马树军, 贾振山,等. 紫外光辐照交联聚乙烯在电缆行业中 的应用及进展J. 电线电缆, 2009(4):4-7.3 王诚, 叶路, 马成国,等. 硅烷交联聚乙烯在交联电缆中的应用J. 哈尔滨理工大学学报, 1999(4):87-89.4 冯江. 交联聚乙烯绝缘在低压电缆中的应用J. 高电压技术,200