​辐射交联在电线电缆中的应用

电线电缆工业是机械、电力和电子工业的一个极其重要的组成部分。随着社会城市现代化的进程,无论是微电子、家电、汽车、航空、通讯、电力等系统,还是交通运输和建筑领域,为了提高产品运行的可靠性和安全性,对电线电缆都提出了更高的要求,如耐温性、耐环境老化和耐开裂性等,这些都是常规电线电缆所满足不了的。电线电缆绝缘层的交联改性,能大大提高电线电缆的工作温度、耐溶剂、耐环境老化,耐开裂等性能。如普通聚乙烯(PE)绝缘电线电缆,由于它的绝缘层是线型聚合物,受熔融温度限制,只能在70℃以下场合使用,耐溶剂和耐开裂性也较差。而绝缘层交联后,其耐温性和耐化学试剂腐蚀性等显著提高,力学性能和耐开裂性也获得改善。PE通常在70~90℃软化,在110~125℃熔流,而交联后的PE即使达到250℃仍然不会改变形状。辐射交联还可导致绝缘材料的电学性能的变化,并使机械性能提高。

由于辐射交联受电子束能量与穿透能力所限,主要适用于中小型电线电缆的辐射交联加工。对于大型电缆,辐照中的热效应、静电或电荷沉积效应造成危害,故不宜用辐射交联生产。化学交联则仅适用于大截面电缆绝缘层的交联,而对于小型线缆,易造成偏壁、针孔而难以生产出合格的产品。辐射法与化学法两者是相辅相成的,可相互补充但不能相互取代。

辐射法在中小型电线电缆和特种电线电缆的绝缘层交联加工改性中占绝对优势。20世纪70年代以来,随着工业电子加速器的发展及其在辐射加工中的应用,电线电缆绝缘层的辐射交联已成为辐射技术应用中最大的领域。

聚合物的辐射加工所用的辐射源有两类;放射性同位素Y射线源和电子加速器产生的电子辐射源。虽然Y辐射源具有较高的穿透能力,但不适合于电线电缆辐射加工。在电线电缆工业中,实际采用的辐射源是电子加速器,它可提供比Y源高得多的剂量率,辐射加工在短时间内完成,更有利于电线电缆的连续加工电线电缆绝缘层辐射加工用的加速器电子能量为0.5~5MeV,功率从几十千瓦到150kW。电子束在聚合物体系中的穿透能力(深度)是电子能量Ee和材料密度的函数。



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