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[電子輻照] 輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜
P:2006-10-10 15:44:42
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輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃耐熱電線電纜 摘要：針對電線電纜聚氯乙烯等阻燃絕緣材料，被明火燃燒時將釋放大量的有毒氣體導(dǎo)致人員傷亡的現(xiàn)狀。經(jīng)過分析論證，指出低煙無鹵聚烯烴材料只能采用輻照方式進(jìn)行交聯(lián)，才能保證阻燃性能和電氣性能。 關(guān)鍵詞 輻照 交聯(lián) 低煙 阻燃 氧指數(shù) 目前火災(zāi)事故中，電線電纜引起的火災(zāi)不容忽視。據(jù)不完全統(tǒng)計，1998年我國發(fā)生的火災(zāi)中，因電線電纜所引起的占35%以上，在火災(zāi)死亡人員中有三分之二是因為吸入電線電纜燃燒時釋放出的有毒氣體而窒息死亡，怎樣阻止電線電纜的燃燒,即使是被明火燃燒還低煙無毒,這是電線電纜制造業(yè)的一大課題。 1．阻燃材料的演變 從20世紀(jì)70年代開始，許多國家開始阻燃電線電纜的研制，一開始人們首先想到了用含有鹵素的材料來進(jìn)行阻燃，因為含有鹵素的材料具有很好的阻燃性。此類材料分為兩種：一種是材料的基體樹脂含有鹵素，如聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）等；另一種基體樹脂不含鹵素，如聚乙烯（PE）等，添加溴聯(lián)苯醚，氯化石蠟，前一種稱有鹵阻燃，后一種稱低鹵阻燃，但是這些阻燃電線電纜在燃燒時存在高發(fā)煙高毒性的弊端，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，產(chǎn)生溴化二惡英。被困人員乃至消防人員極易吸入此類有毒的含鹵氣體而窒息傷亡，造成火災(zāi)的二次災(zāi)害。 從20世紀(jì)80年代開始，國際上開始對低煙無鹵阻燃材料的研制，這種材料的優(yōu)點是低煙無鹵、無毒，即使被明火燃燒時，釋放出來的是二氧化碳?xì)怏w和水蒸汽。 2. 低煙無鹵阻燃聚烯烴
低煙無鹵聚烯烴是以聚乙烯為基體，將被EVA（乙烯-醋酸乙烯酯關(guān)聚物）活化了的大量氫氧化鎂或氫氧化鋁捏合在聚乙烯基體中，利用氫氧化物被燃燒受熱時，分解成金屬氧化物和水，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
阻燃原理如下：氫氧化物被燃燒時是分解反應(yīng)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸收周圍空氣中的大量熱量，降低了燃燒現(xiàn)場的溫度，此為阻燃機(jī)理之一；生成的水分子，也吸收大量熱量，此為阻燃機(jī)理之二；產(chǎn)生的金屬氧化物結(jié)殼，阻止了氧氣與有機(jī)物的再一次接觸,此為阻燃機(jī)理之三。所以低煙無鹵聚烯烴是采用吸熱與金屬氧化物隔氧的方法進(jìn)行阻燃的。
低煙無鹵聚烯烴是以聚乙烯為基體，將被EVA（乙烯-醋酸乙烯酯關(guān)聚物）活化了的大量氫氧化鎂或氫氧化鋁捏合在聚乙烯基體中，利用氫氧化物被燃燒受熱時，分解成金屬氧化物和水，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
阻燃原理如下：氫氧化物被燃燒時是分解反應(yīng)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸收周圍空氣中的大量熱量，降低了燃燒現(xiàn)場的溫度，此為阻燃機(jī)理之一；生成的水分子，也吸收大量熱量，此為阻燃機(jī)理之二；產(chǎn)生的金屬氧化物結(jié)殼，阻止了氧氣與有機(jī)物的再一次接觸,此為阻燃機(jī)理之三。所以低煙無鹵聚烯烴是采用吸熱與金屬氧化物隔氧的方法進(jìn)行阻燃的。
cupric oxide film - 氧化銅薄膜 （0） 投訴
P:2006-10-10 15:44:53
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3. 輻照交聯(lián)工藝在低煙無鹵電線電纜中的應(yīng)用
低煙無鹵聚烯烴主要是采用氫氧化物作為阻燃劑。氫氧化物又稱為堿，其特性是容易吸收空氣中的水分，即稱為潮解。潮解的結(jié)果是絕緣層的體積電阻系數(shù)大幅度下降，由原來的17MΩ/km可降至為0.1MΩ/km。怎樣阻止潮解的發(fā)生呢？只有將基體--聚烯烴的分子結(jié)構(gòu)予以改變，形成致密層以阻止空氣中的水分子與阻燃劑氫氧化物相結(jié)合從而形成潮解現(xiàn)象，人們稱此為交聯(lián)。交聯(lián)的方式分為兩大類，即化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)。而化學(xué)交聯(lián)又分為干法交聯(lián)和溫水交聯(lián)二種。干法交聯(lián)的方法是在溫度達(dá)300-400℃的高壓氣體中，經(jīng)過一定的時間使聚乙烯分子鏈交聯(lián)。在此狀況下，氫氧化物已分解為金屬氧化物和水，因此電纜表面將出現(xiàn)裂紋及水泡，所以干法交聯(lián)的方法是不可用于低煙無鹵材料的。
溫水交聯(lián)的方法是將電線電纜置于90℃的溫水中浸泡5至7小時，在此狀況下，氫氧化物將吸收大量的水份，導(dǎo)致絕緣電阻下降，直接影響到電纜的綜合性能。
物理交聯(lián)又稱輻照交聯(lián)，是利用電子加速成器產(chǎn)生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護(hù)套，將高分子鏈打斷，被打斷的每一個斷點稱為自由基。自由基不穩(wěn)定，相互之間要重新組合, 重新組合后由原來的鏈狀分子結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形成交聯(lián)，此交聯(lián)方式既無高溫又無水，既能使聚烯烴交聯(lián)，又不影響阻燃性能和電氣性能，所以低煙無鹵聚烯烴材料只能采用輻照的方式交聯(lián)，別無選擇。
4. 輻照交聯(lián)低煙無鹵耐熱電線電纜的綜合性能
4.1 電氣性能
絕緣電阻常數(shù)（90℃）:17.6MΩ.km。
4.2 阻燃性能（無鹵、低煙特性）
a.氧指數(shù)為38。
b.電纜燃燒時氣體逸出試驗：絕緣PH值為6.74；絕緣電導(dǎo)率為1.18。
c.電纜燃燒時煙濃度試驗（透光率）：97%。
4.3 機(jī)械物理性能（耐高溫特性）
a. 135℃、168h空氣箱老化試驗：老化后抗張強(qiáng)度保留率為106%;老化后斷裂伸長率保留率為90%。
b. 延伸試驗（200℃.15min）：負(fù)載下伸長率為≤175%；冷卻后永久變形率為≤15%。
備注：保留率-如果物體原來的抗張強(qiáng)度為10公斤/cm2，老化后的抗張強(qiáng)度為10.6公斤/cm2 ，此物體老化后的抗張強(qiáng)度保留率為106%。
低煙無鹵聚烯烴主要是采用氫氧化物作為阻燃劑。氫氧化物又稱為堿，其特性是容易吸收空氣中的水分，即稱為潮解。潮解的結(jié)果是絕緣層的體積電阻系數(shù)大幅度下降，由原來的17MΩ/km可降至為0.1MΩ/km。怎樣阻止潮解的發(fā)生呢？只有將基體--聚烯烴的分子結(jié)構(gòu)予以改變，形成致密層以阻止空氣中的水分子與阻燃劑氫氧化物相結(jié)合從而形成潮解現(xiàn)象，人們稱此為交聯(lián)。交聯(lián)的方式分為兩大類，即化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)。而化學(xué)交聯(lián)又分為干法交聯(lián)和溫水交聯(lián)二種。干法交聯(lián)的方法是在溫度達(dá)300-400℃的高壓氣體中，經(jīng)過一定的時間使聚乙烯分子鏈交聯(lián)。在此狀況下，氫氧化物已分解為金屬氧化物和水，因此電纜表面將出現(xiàn)裂紋及水泡，所以干法交聯(lián)的方法是不可用于低煙無鹵材料的。
溫水交聯(lián)的方法是將電線電纜置于90℃的溫水中浸泡5至7小時，在此狀況下，氫氧化物將吸收大量的水份，導(dǎo)致絕緣電阻下降，直接影響到電纜的綜合性能。
物理交聯(lián)又稱輻照交聯(lián)，是利用電子加速成器產(chǎn)生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護(hù)套，將高分子鏈打斷，被打斷的每一個斷點稱為自由基。自由基不穩(wěn)定，相互之間要重新組合, 重新組合后由原來的鏈狀分子結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形成交聯(lián)，此交聯(lián)方式既無高溫又無水，既能使聚烯烴交聯(lián)，又不影響阻燃性能和電氣性能，所以低煙無鹵聚烯烴材料只能采用輻照的方式交聯(lián)，別無選擇。
4. 輻照交聯(lián)低煙無鹵耐熱電線電纜的綜合性能
4.1 電氣性能
絕緣電阻常數(shù)（90℃）:17.6MΩ.km。
4.2 阻燃性能（無鹵、低煙特性）
a.氧指數(shù)為38。
b.電纜燃燒時氣體逸出試驗：絕緣PH值為6.74；絕緣電導(dǎo)率為1.18。
c.電纜燃燒時煙濃度試驗（透光率）：97%。
4.3 機(jī)械物理性能（耐高溫特性）
a. 135℃、168h空氣箱老化試驗：老化后抗張強(qiáng)度保留率為106%;老化后斷裂伸長率保留率為90%。
b. 延伸試驗（200℃.15min）：負(fù)載下伸長率為≤175%；冷卻后永久變形率為≤15%。
備注：保留率-如果物體原來的抗張強(qiáng)度為10公斤/cm2，老化后的抗張強(qiáng)度為10.6公斤/cm2 ，此物體老化后的抗張強(qiáng)度保留率為106%。
intermode dispersion - 模間色散 （0） 投訴
P:2006-10-12 08:56:14
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十分感謝摟主的精彩論文，現(xiàn)在輻照低煙無鹵電線電纜在市場上使用的越來越多了，就像 onewindy和老二 說的那樣，目前僅限于小平方的電線，大平方的電力電纜輻照不透，是個很大問題！這一點，我會在輻照低煙無鹵材料方面為線纜行業(yè)的同事們，提供更好的解決方案！
yield strength - 屈服強(qiáng)度,屈服點。某種材料發(fā)生彈性變形之最低應(yīng)力。低于此應(yīng)力則材料具有彈性，超出此應(yīng)力，則結(jié)構(gòu)上會受到損害甚至斷裂，降伏強(qiáng)度之高低，可以顯示該材料之優(yōu)劣。 （0） 投訴
P:2006-10-12 22:35:46
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樓主得論文分析得很是精辟，但是無鹵低煙交聯(lián)電纜得生產(chǎn)還是存在有問題的：
1、就像樓主所說無鹵低煙交聯(lián)電纜只能通過輻照交聯(lián)來實現(xiàn)，在這個方面設(shè)備投資較大，并不是每一個企業(yè)都能上的起的；
2、大截面電纜的交聯(lián)問題，這也像幾位同事所說，這是輻照材料的一個頑疾，根何況是無鹵低煙的材料。
通過樓主的介紹，我們可以看到，這種交聯(lián)方法的通用性不好，這也是造成這種材料和生產(chǎn)工藝推廣的一大障礙，所以廣大的電纜和材料生產(chǎn)企業(yè)在這一領(lǐng)域還要繼續(xù)努力啊
drawn wire section - 出線截面 （0） 投訴
P:2006-12-22 16:43:15
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你好，我司主要經(jīng)營進(jìn)口的PVDF KYNAR (聚偏二氟乙烯），該產(chǎn)品可以用于電線電纜中，耐溫可以達(dá)到135-150度，另有特殊型號的材料。 該產(chǎn)品價格便宜，可以部分取代PFA/ETFE等等�，F(xiàn)在該產(chǎn)品已經(jīng)通過UL/FDA/SGS等相應(yīng)的官方認(rèn)證，歡迎來電來函咨詢。SYL97212@126.COM
PE pellet - 聚乙烯顆粒 （0） 投訴
P:2009-04-25 10:52:28
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深圳市沃爾核材股份有限公司輻照事業(yè)部簡介
沃爾核材輻照事業(yè)部是沃爾核材公司的下屬部門，目前擁有能量從1.0－5.0MeV電子加速器共9臺，擁有連續(xù)輻照加工能力和小車輻照加工能力，在深圳龍崗大工業(yè)區(qū)沃爾工業(yè)園內(nèi)和深圳南山區(qū)西麗鎮(zhèn)新圍沃爾工業(yè)園內(nèi)分別設(shè)立兩個輻照生產(chǎn)車間，可以對外提供輻照交聯(lián)電線電纜、熱縮材料、管道防腐包覆片、發(fā)泡片材、薄膜、電子元件等輻照加工業(yè)務(wù)，細(xì)管（線）月輻照加工能力達(dá)2億米以上，是國內(nèi)核輻射改性新材料產(chǎn)業(yè)化規(guī)�；a(chǎn)基地之一．
二、可以為用戶提供的輻照加工業(yè)務(wù)
①管材----- 可以輻照加工Φ300以下各種規(guī)格熱縮管材。
②電線電纜 ----- 可輻照加工截面積不超過630mm2的輻照交聯(lián)電線電纜． ③片材--- 可輻照加工最大寬度為300mm內(nèi)的連續(xù)片材產(chǎn)品。
④小車輻照 ----- 可輻照加工寬度小于1000mm長度小于1400mm的熱收縮管；各種規(guī)格的指套、封帽、傘裙等電纜頭附件；各種三極管、小型可控硅、自復(fù)保險絲、半導(dǎo)體晶園、芯片等電子元件。
⑤其它輻照加工項目 ----- 愿意與貴公司進(jìn)行其他方面產(chǎn)品的輻照加工合作。
三、服務(wù)宗旨
沃爾核材輻照事業(yè)部秉承公司“高質(zhì)量、低價格、優(yōu)服務(wù)、共發(fā)展”的服務(wù)宗旨，為周邊地區(qū)廠商提供優(yōu)質(zhì)高效、快捷方便、安全可靠的輻照加工服務(wù)，以誠信之心歡迎各界朋友與我們合作，歡迎來電洽談！
沃爾核材輻照事業(yè)部是沃爾核材公司的下屬部門，目前擁有能量從1.0－5.0MeV電子加速器共9臺，擁有連續(xù)輻照加工能力和小車輻照加工能力，在深圳龍崗大工業(yè)區(qū)沃爾工業(yè)園內(nèi)和深圳南山區(qū)西麗鎮(zhèn)新圍沃爾工業(yè)園內(nèi)分別設(shè)立兩個輻照生產(chǎn)車間，可以對外提供輻照交聯(lián)電線電纜、熱縮材料、管道防腐包覆片、發(fā)泡片材、薄膜、電子元件等輻照加工業(yè)務(wù)，細(xì)管（線）月輻照加工能力達(dá)2億米以上，是國內(nèi)核輻射改性新材料產(chǎn)業(yè)化規(guī)�；a(chǎn)基地之一．
二、可以為用戶提供的輻照加工業(yè)務(wù)
①管材----- 可以輻照加工Φ300以下各種規(guī)格熱縮管材。
②電線電纜 ----- 可輻照加工截面積不超過630mm2的輻照交聯(lián)電線電纜． ③片材--- 可輻照加工最大寬度為300mm內(nèi)的連續(xù)片材產(chǎn)品。
④小車輻照 ----- 可輻照加工寬度小于1000mm長度小于1400mm的熱收縮管；各種規(guī)格的指套、封帽、傘裙等電纜頭附件；各種三極管、小型可控硅、自復(fù)保險絲、半導(dǎo)體晶園、芯片等電子元件。
⑤其它輻照加工項目 ----- 愿意與貴公司進(jìn)行其他方面產(chǎn)品的輻照加工合作。
三、服務(wù)宗旨
沃爾核材輻照事業(yè)部秉承公司“高質(zhì)量、低價格、優(yōu)服務(wù)、共發(fā)展”的服務(wù)宗旨，為周邊地區(qū)廠商提供優(yōu)質(zhì)高效、快捷方便、安全可靠的輻照加工服務(wù)，以誠信之心歡迎各界朋友與我們合作，歡迎來電洽談！
公司名稱：深圳市沃爾核材股份有限公司輻照事業(yè)部
公司網(wǎng)址：www.--szwoer.com
聯(lián)系人：廖先生
電話（傳真）：0755－26749735
手機(jī)：15914188978
TW - traveling wave行波 （0） 投訴
P:2009-06-03 10:46:39
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目前，國內(nèi)用于電線電纜輻照加工的電子加速器能量大多在3.0MeV以內(nèi)，在輻照大截面的電纜時，電子束的穿透力有點勉強(qiáng)，輻照均勻度很難確保。針對這種現(xiàn)狀，我們集團(tuán)的加速器制造公司自行研發(fā)一臺4.5MeV的地那米加速器，同時束下配備一套反射磁鐵，主要為了解決大規(guī)格的電纜與厚壁連續(xù)熱縮套管的輻照均勻度難題。此套設(shè)備目前已全部安裝結(jié)束，現(xiàn)階段正在調(diào)試階段，估計再過2個月左右時間就可以投產(chǎn)了，到時對于大規(guī)格的輻照制品的輻照質(zhì)量肯定能大幅度的提高。
如果有朋友正為輻照質(zhì)量不好的問題而頭疼的話，到時可以到我們公司來試試，不管是產(chǎn)品需要輻照加工還是有意向購買加速器，我們都可以滿足你的要求。
sector - 扇形線芯 （0） 投訴
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