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發(fā)泡的基本概念：

市場上電纜行業(yè)應(yīng)用發(fā)泡的種類

化學(xué)發(fā)泡→普通SCSI芯線電腦線上

物理發(fā)泡(氮氣發(fā)泡)→高頻通訊線纜上

※ 我們帶著疑問開始進入我們的課程

發(fā)泡的優(yōu)點和缺點：

發(fā)泡的目的及優(yōu)點：

A.使品質(zhì)輕量化同時可以降低材料成本.

B.介電系數(shù)小、高頻衰減低、性能穩(wěn)定、防水防潮及彎曲性好、電阻外徑小使用壽命長.

發(fā)泡的缺點：附著力較差、強度差

化學(xué)發(fā)泡的介紹：

1.化學(xué)發(fā)泡的優(yōu)點：可用于普通押出機上生產(chǎn),速度相對較快,且用于USB,VGA、DVI、SATA、HDMI等普通訊號要求線纜上.

2.化學(xué)發(fā)泡的缺點：發(fā)泡的均勻性難檢測,溫度熱敏高,不易淮確檢測,一般發(fā)泡度最大僅能達到在40%左右.

為什么它有這樣的缺點呢？

于PE絕緣材料制料過程中,混合適當比例熱效應(yīng)發(fā)泡劑,其使于芯線制程時,利用溫度促使發(fā)泡劑產(chǎn)生化學(xué)分解變化,于PE材料內(nèi)部形成氣泡,此項材料對溫度反應(yīng)相當靈敏( ±1℃),溫控設(shè)備稍受外界影響,其發(fā)泡度變化極大,目前此項方式發(fā)泡度可達到40-50%,且此發(fā)泡材料須置放于干燥環(huán)境內(nèi),否則水分進入材料后于押出易導(dǎo)致芯線電容,外徑不穩(wěn)定.

PE發(fā)泡之特性關(guān)系表:

在靜電容量要求一定的場合,降低絕緣材料的實效介質(zhì)常數(shù),則芯線徑便可減小.此時,一定尺寸的線纜管中,就可多設(shè)線路,在多心線纜場合有很大的優(yōu)點，材料發(fā)泡,則強度下降,故薄絕緣場合發(fā)泡度只限于20-30%,厚絕緣時則約達50%左右,屬于較低發(fā)泡的類別.

物理發(fā)泡的介紹：

1.物理發(fā)泡的優(yōu)點：較好控制發(fā)泡度且發(fā)泡度可以高達80%,故介電損耗可以控制很小, 故于高速線纜上.

2.物理發(fā)泡的缺點：需用特殊設(shè)備可投產(chǎn),且相對設(shè)備投資成本較高.

為什么它有這樣的缺點呢？

首先來了解一下發(fā)泡的工藝：

氮氣發(fā)泡是通過壓縮空氣啟動注入泵,在一定的壓力下使氮氣高壓泵升壓,并通過穩(wěn)流閥進行控制,然后從噴頭把氮氣注入擠出機中,當?shù)獨庠诟邏鹤饔孟?像霧狀一樣噴入擠出機內(nèi)熔融的聚乙烯之中,同時與聚乙烯中的成核劑發(fā)生核化,擠出后在空氣中形成發(fā)泡絕緣.氮氣物理發(fā)泡的主要過程就是將氮氣溶解于熔融的聚乙烯(PE)之中,形成微細的泡孔結(jié)構(gòu),在擠出機螺缸內(nèi),含有少量成核劑的PE料經(jīng)加熱攪拌充分塑化后,將氮氣注入.

發(fā)泡的相關(guān)說明：

1.發(fā)泡度的測定方法：
線纜發(fā)泡層的發(fā)泡度,可利用普通的密度測定法計測,所謂發(fā)泡度乃指發(fā)泡體中含多少百分比的氣體,可應(yīng)用下式表示之

其中,d=發(fā)泡體密度 d0=基材原有的密度 密度測定法；先稱發(fā)泡體重量為W1,再將發(fā)泡體與砝碼連接,用極細鋼絲或銅絲吊掛與水或酒精中,稱重為W2,最后稱出砝碼在液體中的重量為W3,則密度d可用下式求出

押出發(fā)泡法：

目前市售發(fā)泡PE之發(fā)泡劑：

A.高密度用尿素類
B.低密度用碳酸類
大部分發(fā)泡劑的分解生成物都具有吸濕性,生成的氣體亦常含水分,故在要求低損失的場合,押出線必須施行干燥手續(xù).

押出發(fā)泡的制造工程：

押出發(fā)泡的制造工程如下所列：
A.從押出機加料斗供入發(fā)泡材料
B.材料在螺缸受熱,由螺桿的運轉(zhuǎn)而使其發(fā)生可塑化,且在混練中往前輸送.
C.經(jīng)過眼模形成一定外徑,押出同時發(fā)泡.
D.押出線在冷水槽冷卻固化.

發(fā)泡押出用押出機：

押出機的L/D約20-28,并有較長的供料段,壓縮比約2.0-2.5,押出機在設(shè)計上應(yīng)注意下列各點：
A.設(shè)計小壓縮比的螺桿﹔
B.設(shè)置反壓調(diào)節(jié)器，以控制適當?shù)姆磯憨r
C.機頭與眼模部阻力盡量減小﹔
D.螺旋廊寬減小.

目前在發(fā)泡押出部分，業(yè)界比較有性價比保證的廠商主要是，創(chuàng)展機械，正威機械，新杰機械等.

押出條件：

發(fā)泡線押出的時候,其押出條件受押出機尺寸,螺桿構(gòu)造、螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)及發(fā)泡劑濃度等要因素影響,很難得到通用的原則,重點在如何使材料迅速熔融,并使分解氣溶于材料中,直到出眼模口后才開始發(fā)泡.

押出條件：例如壓力、溫度、及押出時間等發(fā)生變化,則押出成品特性亦發(fā)生很大變化. 押出溫度：系指熔融材料的實際溫度,當溫度不同的時候,押出線的發(fā)泡特性亦起變異,溫度在某一特定范圍的時候,發(fā)泡特性最良好,高或低于此項范圍,都無法得到質(zhì)量良好的押出線.

押出時間：押出時材料在螺缸的停留時間,稱為押出時間,對發(fā)泡特性亦有相當大的影響,材料在螺缸停留時間亦應(yīng)保持在某一特定范圍內(nèi),才能押出特性良好的發(fā)泡線來. 綜上所敘,可知發(fā)泡押出作業(yè)實為一項需要相當高技術(shù)水淮的作業(yè),押出條件設(shè)定稍有不慎,就很難制造出質(zhì)量良好的發(fā)泡電線,作業(yè)人員應(yīng)從不斷體會中獲得良好的經(jīng)驗,精益求精,才能達到提高水淮、高質(zhì)量的境界.

發(fā)泡情形如下圖：

押出條件的影響：

A.押出溫度的影響：采用添加發(fā)泡劑進行押出發(fā)泡的時候,押出溫度條件對發(fā)泡特性的 良秀占有決定性地位,押出溫度如能與發(fā)泡劑分解溫度充分配合,必可制造出特性良好的成品；低溫押出氣泡數(shù)很少,溫度上升則氣泡分布逐漸均勻,發(fā)泡度漸行提高,在到達某溫度的時候,發(fā)泡度最高,并得到極細微的氣泡構(gòu)造;溫度再上升則氣泡粗大化,并有氣泡破裂現(xiàn)象,形成不均勻的氣泡構(gòu)造.此項最適當溫度條件,端視材料別而異,除利用實驗來決定外,實別無良途可循.

B.螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)的影響：螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)對發(fā)泡狀態(tài)也有相當影響性.回轉(zhuǎn)數(shù)增加的時候,發(fā)泡度也逐漸增加,氣泡構(gòu)造更形微細,直至達到某限度為止.超過此限度后,效果反而下降,故如何決定適當?shù)穆輻U回轉(zhuǎn)數(shù),極為重要.

外眼形狀的影響：

押出發(fā)泡用眼模,在設(shè)計時必須考慮外眼出口后的膨脹性,若以A表示材料發(fā)泡前后的斷面積比,則:

一般薄層押出的時候,膨脹比約等于2,厚層押出則膨脹比約等于4,押出發(fā)泡外眼孔徑,可利用前式變形,求出如下:

當發(fā)泡后的完成外徑及導(dǎo)體外徑?jīng)Q定時,外眼孔徑便可利用公式很簡便的求出來；外眼入口角也為設(shè)計的重要項目.在發(fā)泡押出場合,眼模內(nèi)角通常皆略大于實體押出眼模的角度.
低發(fā)泡薄層押出的場合,入口角約60-90o,出口角9-15o,設(shè)極廊長或不設(shè)長,這樣設(shè)計眼模便能得到良好的押出表面,押出發(fā)泡用眼模代表例:

發(fā)泡押出用外模

厚發(fā)泡層的冷卻:

發(fā)泡層的特性,受冷卻條件的影響很大,氣泡系在外眼出口后才開始膨脹,為使其完全發(fā)泡,應(yīng)設(shè)相當距離的空冷段,厚層押出后急冷,則發(fā)泡度降低,押出表面常起波浪,成為芯線變形原因之一.
發(fā)泡體本為隔熱材料,芯線表面與內(nèi)部溫度相差很大,便會發(fā)生變形,故厚層押出一定要實行分段冷卻的技巧才行.
押出線尚未充分冷卻便開始卷取,結(jié)果很容易發(fā)生變形與潰裂現(xiàn)象,故冷卻水槽末段一定要維持充分的低溫,芯線倘有浮出水面現(xiàn)象,亦發(fā)生部分的變形,應(yīng)設(shè)法使線完全浸入水中冷卻.

制程如何使發(fā)泡PE變異降到最低 :

在要求高性能場合,一定要設(shè)法使制造條件固定,此時必須注意下列各點,才能使變異減為最低:
A.選用質(zhì)量均勻的材料　
B.材料供入定量化　　
C.保持一定的押出溫度
D.保持螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)不變
E.維持一定的溫度的導(dǎo)體溫度
F.維持一定的線速