物理发泡绝缘的生产与应用
丁烷物理发泡聚乙烯的生产与应用
丁烷物理发泡聚乙烯的生产与应用聚乙烯是一种广泛应用的塑料材料，其具有优良的物理、化学性质，广泛应用于包装、建材、电器、医疗等领域。
然而，聚乙烯的密度较高，导致其制品的重量较大，运输、储存、使用均不方便。
因此，为了降低聚乙烯制品的密度，提高其性能，人们开发了一种新的材料——丁烷物理发泡聚乙烯。
一、丁烷物理发泡聚乙烯的制备丁烷物理发泡聚乙烯是通过将丁烷作为发泡剂，将其注入聚乙烯中，然后在高温高压下使其发泡而得到的。
具体制备方法如下：1. 原料准备：聚乙烯树脂、丁烷发泡剂、稳定剂等。
2. 按比例将聚乙烯树脂和丁烷发泡剂混合，加入稳定剂，搅拌均匀。
3. 将混合物放入发泡机中，在高温高压下进行发泡。
4. 发泡完成后，将发泡聚乙烯进行冷却、切割、成型等处理，得到所需的制品。
二、丁烷物理发泡聚乙烯的性能丁烷物理发泡聚乙烯相对于普通聚乙烯具有以下优点：1. 密度低：丁烷物理发泡聚乙烯的密度一般在0.02~0.06g/cm3之间，比普通聚乙烯低70%以上，因此重量轻，易于搬运、储存、使用。
2. 良好的绝缘性能：丁烷物理发泡聚乙烯的绝缘性能优异，可以用于电器、电子、建筑等领域。
3. 耐压性好：丁烷物理发泡聚乙烯的耐压性能好，能够承受一定的压力，用于制作各种包装材料、建材等。
4. 环保性好：丁烷物理发泡聚乙烯是一种无毒无害的材料，不会对环境造成污染。
5. 可加工性好：丁烷物理发泡聚乙烯具有良好的可加工性，可以进行切割、成型、粘接等处理，制作出各种形状的制品。
三、丁烷物理发泡聚乙烯的应用丁烷物理发泡聚乙烯广泛应用于包装、建材、电器、医疗等领域。
具体应用如下：1. 包装材料：丁烷物理发泡聚乙烯可以用于制作各种包装材料，如保温箱、保鲜盒、餐具、饮料瓶等，具有良好的保温、保鲜、防震、防腐等性能。
2. 建筑材料：丁烷物理发泡聚乙烯可以用于制作各种建筑材料，如保温板、隔音板、地暖管道等，具有良好的保温、隔音、防水、防火等性能。
3. 电器材料：丁烷物理发泡聚乙烯可以用于制作各种电器材料，如电缆绝缘材料、电子元件包装材料等，具有良好的绝缘性能。
物理发泡
图4 氟塑料物理发泡串联生产线
一般多数其他供应商都使用以前电话电缆生产线的直径为300～350mm的牵引轮，意大利桑普公司在该生产线中采用多道次冷却槽的直径为400mm的牵引轮。由于物理发泡的芯线直径比其他实芯直径大，而且物理发泡特别容易受弯曲半径的影响，所以一般的CATV同轴电缆从不允许在完全冷却以前产生弯曲，即使进收线盘对线盘筒体直径也有要求。当然，数据缆芯由于直径小，速度快，必须要经过多道次冷却，但如果弯曲半径小，对传输性能产生显著影响，微波损耗增加。特别是将来这条生产线还要做5mm的微型同轴，如果直径小于400mm的牵引轮根本无法满足要求。因此，改良设计采用直径较大的牵引轮来防止损耗增加和绝缘层损坏。(
物理发泡的主要优点
与化学发泡比较，物理发泡能达到的发泡度能明显提高。以PE为例：化学发泡能达到的最高发泡度为50%，而物理发泡能达到的最高发泡度为80%。
在生产不同的电缆产品时，一般达到的发泡度也不同，例如：对化学发泡而言，市话电缆的最高发泡度为40%；对物理发泡而言，市话电缆的最高发泡度为60%，数据电缆的最高发泡度为65%，迷你同轴电缆的最高发泡度为72%～75%，同轴电缆的最高发泡度为78%，射频电缆的最高发泡度为80%。
在通讯电缆的生产过程中，以往通常采用实心绝缘或化学发泡工艺。20世纪80年代始，出现了物理发泡技术。经过多年的改进和完善，物理发泡已经发展为完全成熟的生产工艺。
作为一种成熟和可靠的工艺，物理发泡已经被电缆市场完全接受，并取代化学发泡工艺而广泛应用于实际生产。一般被采用的发泡绝缘材料包括聚乙烯(PE)和氟塑料(FEP)，可用于通讯电缆、数据电缆、同轴电缆和射频电缆等。由于要达到极高的发泡度，物理发泡生产线的设备组成和设计要比化学发泡更复杂，例如需要更长的挤出机及气体注射系统等。
发泡剂的作用原理以及应用
发泡剂的作⽤原理以及应⽤在塑料中加⼊⼀些填料，就可使塑料某些性能得到改进，由此更适合于某些专门⽤途。
为了降低塑料的密度和硬度，或者增强它的隔热性或隔⾳性，则最理想的填料就是空隙。
含有空隙或泡孔的塑料，分类为泡沫塑料。
随着发泡的程度，也就是空隙造成的泡沫的体积份额的差异，泡沫塑料的性能与基础塑料可能有相当⼤的差别。
发泡剂是⼀种化学品，可加到塑料中，在加⼯过程的适当时间，它即会放出⽓体，使塑料中形成泡孔。
塑料泡沫的形成⼀般可分为四个阶段。
第⼀阶段，发泡剂必须完全均匀地分散在聚合物内，聚合物通常呈液体或熔融态。
发泡剂此时在聚合物中可以形成真正的溶液，或者仅仅是均匀地分散在聚合物中，形成⼆相系统。
第⼆阶段，⼤量单个的⽓泡形成后，该系统即转变成⼀个⽓体分散在液体中的系统了。
此时往往要加⼊核化剂，以促进⼤量⼩⽓泡形成。
核化剂⼀般是极细的惰性颗粒，它们为新⽓相的形成提供部位。
第三阶段，最初形成的泡孔在不断涨⼤，这是因为有更多的⽓体扩散并透过聚合物进⼊了泡孔。
如果这段时间够长，则单个的泡孔就将互相接触。
假如隔开单个泡孔的壁破裂，那么，通过这种聚结⽅式，就会形成更⼤些的泡孔。
如果主要是通过泡孔互连⽽形成的泡沫，则称之为开孔式泡沫。
如果是由互不相连的泡孔形成的泡沫，就叫闭孔式泡沫。
如果允许泡孔聚结⽆限制地进⾏下去，那么泡沫就会塌陷，这是因为⽓体全部⾃动地与聚合物分离开了。
第四阶段，当聚合物粘度增加，泡孔不能再增长时，泡沫就会稳定住。
采⽤冷却、交联或其它⽅法都可以增加聚合物粘度。
发泡过程的后三个阶段，从时间来看，则可短⾄⼏分之⼀秒，最长也不会超过⼏秒钟。
泡沫的形成，要求聚合物呈液态。
为此，可通过加热溶解或塑化聚合物。
泡沫塑料的⽣产过程⼏乎与任何普通塑料⽣产过程⼀样，通常经过挤塑、滚塑和注塑，以及增塑糊加⼯和热成型等过程。
出于同样原因，基本上任何种类的塑料都能制成泡沫塑料。
聚氯⼄烯（硬质和软质都可）、聚苯⼄烯、聚丙烯、ABS和聚⼄烯，都已⼯业规模地制成泡沫塑料。
发泡剂的生产工艺及配方
发泡剂的生产工艺及配方《发泡剂的生产工艺及配方》摘要：发泡剂是一种重要的化学材料，广泛应用于建筑、装饰、汽车和其他工业领域。
本文将介绍发泡剂的常见生产工艺及配方，以及其在不同领域的应用情况。
引言：发泡剂是一种能够制造气泡，并使材料具有轻质、保温和吸音等性能的化学添加剂。
其使用范围广泛，能够满足不同行业的需求。
发泡剂的生产涉及多种工艺和配方，本文将着重介绍其中的一些常见方法和配方。
一、生产工艺1. 发泡剂的物理发泡工艺物理发泡工艺是通过机械手段将气体注入到材料中，产生气泡的工艺。
常见的方法有气流发泡、击打法和超声波法。
2. 发泡剂的化学发泡工艺化学发泡工艺是通过化学反应释放气体，在材料中形成气泡的工艺。
该工艺一般采用添加剂与反应物的混合，通过触发剂的作用，引发反应产生气体。
常见的方法有乳化法、热解法和氧化法。
3. 发泡剂的物理-化学复合发泡工艺物理-化学复合发泡工艺将物理和化学发泡工艺相结合，充分利用不同工艺的优点。
该工艺一般运用辅助气体或添加剂在特定条件下增强材料的发泡效果。
二、常用的发泡剂配方1. 物理发泡剂配方常见的物理发泡剂配方包括氯化甲烷、氮气、柴油、酒精和氮气等，根据不同材料的需求选择合适的发泡剂。
2. 化学发泡剂配方化学发泡剂的配方一般包括泡沫稳定剂、酸性和碱性催化剂，以及气体生成剂等。
配方中的每种成分都有其独特的作用，能够实现不同的发泡效果。
3. 物理-化学复合发泡剂配方物理-化学复合发泡剂配方综合了物理发泡剂和化学发泡剂的配方原则。
通过调整不同发泡剂的比例以及添加剂的使用量，实现更好的发泡效果。
三、发泡剂的应用领域发泡剂广泛应用于建筑、装饰、汽车和其他工业领域。
在建筑领域中，发泡剂可用于墙体隔热、屋顶保温和保温装饰等方面。
在汽车领域，发泡剂可以提高汽车的轻量化和吸音效果。
此外，发泡剂还可以用于食品、医药等领域。
结论：发泡剂是一种重要的化学材料，其生产工艺和配方多样，可以根据不同材料需求选择合适的工艺和配方。
化学发泡与物理发泡聚合物泡沫的制备与性质研究
化学发泡与物理发泡聚合物泡沫的制备与性质研究聚合物泡沫在现代工业生产中扮演着重要的角色。
聚合物泡沫可用于防水、隔音、缓冲等多种应用场合，它具有轻质、隔热、吸震、耐用等一系列优良的性能。
其中，化学发泡聚合物泡沫和物理发泡聚合物泡沫是两种主要的制备方式。
本文将会分别讨论这两种泡沫的制备和性质的研究。
一、化学发泡聚合物泡沫的制备化学发泡聚合物泡沫是利用化学方法来制备泡沫的一种方法。
目前应用较为广泛的是以聚氨酯为基础材料的泡沫，其制备过程主要分为三步：首先，聚氨酯材料需要经过异氰酸酯水解反应，形成异氰酸酯、醇和CO2三种物质。
水解反应的条件多为室温下，而加入催化剂和各种稳定剂，则可控制反应的速度和过程。
接着，通过添加发泡剂，可以使CO2在混合物中产生，并推动泡沫分离开来。
此时，混合物中凝固、流动力学性状等因素，都会对泡沫成型产生不同的影响。
最后，通过成型模具，使泡沫在适当的时间内实现成型。
所选用的模具材质和方法，也影响着最终泡沫的成型效果。
化学发泡制备泡沫的缺陷是环境污染问题严重，因此，对于该产品的制造，需要特别注意环境和健康问题。
二、化学发泡聚合物泡沫的性质化学发泡聚合物泡沫的主要优点是它的密度可控，而且机械性能、耐久性、耐磨性等特性优良。
同时，对于不同的应用场合和材质，可以实现泡孔结构的控制。
由于聚氨酯泡沫具有优良的绝缘性能，因此在保温材料行业应用广泛。
三、物理发泡聚合物泡沫的制备物理发泡聚合物泡沫是一种利用物理方法制备泡沫的技术，它与化学发泡技术不同，这种技术并不需要利用化学反应来产生气体。
物理发泡技术主要分为两种方式：第一种是空气发泡，即在聚合物浆料中通过气体流动，使聚合物浆料与大量气体分布均匀，从而产生泡孔。
根据气体流动的方式和加速度，可以控制泡孔的尺寸和形状。
另一种是液体发泡，利用低沸点的容易挥发的液体，如丙酮，将聚合物浆料膨胀到受限空间内，从而形成泡沫。
该技术的显著优点是无催化剂，可降低环境等污染物的排放。
同轴射频物理发泡电缆制造工艺分析
１ 引言
同轴射频 电缆 是被 广泛 应用 的传输媒介 ， 尽管光纤光缆 已 经越来越受到人们的青崃 ，但由于 目前光缆 的分支 分配技术难 度大以及 经济上 的原 因，光纤光缆多用 于长距离 Ｔ线传输 Ｅ， 分配 网络仍以同轴 电缆 为主。在 目 的移 动通信领域 ， 前 射频 同 轴电缆是 不可替代 的传输媒 介。随着移 动通信 的蓬 勃发展 ，特 别是现在第二 、三代移 动通信技术 的推广 和使用 ， 对射频 同轴 电缆提出了更高的要求 。 基 于上述原 因和 出发点 ，本文对在射频 同轴 电缆 的生产过 程中会 给其性能带来严重影 响的绝缘工序进行分析 。
２ ＋１ Ｐ （ 一１ 如 —２ 如 ）
市
２ 传输 模型
电磁波在理想 的同轴 电缆 中传输时 ，由于 内导体和外导体 电磁 场的互作用 ，使 同轴 电缆外面 的电磁场等于零 。在集肤效 应和邻 近效应作用 的结果下 ，同轴 电缆 回路 中的电流分布集 中 在 内导体 的外表面和外导体 的内表面 ，而且频率越高 ，集 中的 情况越严重。 此时能量就好像是 由金属 内部 向外被挤出来一样 ， 集 中在 同轴电缆的介质 中， 而导体只限定 了电磁波的传播方 向。 根据 电磁场理论 ，射频同轴电缆在实际应用中涉及 的主要 参数 。
２４ 等效介质损耗角正切 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
衰减 常数是 同轴馈线 电缆的主要 电气性能参数 ，它反映 了 电磁 波能量沿 电缆传输 时的损耗大小 ， 是产 品质量 的重要考察 指标 之一 ， 射频同轴电缆的衰减 常数 由导体衰减和介质衰减两
高分子发泡材料的制备及其性能研究
高分子发泡材料的制备及其性能研究随着科技的不断进步和发展，人们对于高分子发泡材料，特别是聚苯乙烯（EPS）和聚乙烯（PE）的需求越来越大。
这两种材料广泛应用于建筑、汽车、包装等多个领域。
目前，制备EPS和PE的方法已经日臻完善，其性能也逐渐变得更加出色。
本文将就高分子发泡材料的制备及其性能进行详细的介绍。
一、高分子发泡材料的制备方法1. EPS的制备方法EPS是一种白色、轻质、隔热性能极佳的高分子材料，制备方法主要分为两种：物理发泡法和化学发泡法。
物理发泡法的步骤为将发泡剂添加到聚苯乙烯中，加热至聚苯乙烯熔点以上，产生熔融体。
随后，在高压下，将压缩的气体通入熔融体中，使气体与熔融体混合并达到均匀分布的状态。
在不断升温的情况下，聚苯乙烯内部的压强逐渐降低，发泡剂被释放，气泡形成， EPS材料生成。
化学发泡法的步骤为在熔融体中加入发泡剂和发泡触媒，加热至熔点以上的一定温度时，发泡触媒开始引发聚合反应，产生气体，并形成导致物理上的发泡过程。
这个方法生产EPS的速度更快，比机械发泡法节约时间和工作。
2. PE的制备方法PE的制备方法主要有两种：扩散发泡法和压缩发泡法。
扩散发泡法的步骤为：首先，将PE材料加入发泡剂，并充分搅拌以形成均匀的混合物。
然后，将混合物装入一个密封容器中，在高温下进行加热。
在此过程中，发泡剂在高温下扩散到PE内部，并分解成气体，导致PE内部产生气泡，从而使PE膨胀并形成发泡材料。
压缩发泡法的步骤则相对更加简单。
首先，将发泡剂加入PE材料中，并将其放入双面平板式加热压缩机中进行加热。
在高压下，材料加热至熔点以上的温度，并在此条件下进行搅拌以形成均匀混合物。
然后将加热压缩机中的PE材料冷却并放置一段时间，形成固体高分子发泡材料。
二、高分子发泡材料的性能研究1. EPS的性能研究EPS材料的物理和化学性质非常出色，在使用中表现得十分稳定且可靠。
EPS 的主要物理性能如下：（1）密度低，具有非常轻的重量。
丁烷物理发泡珍珠棉的安全探析
丁烷物理发泡珍珠棉的安全探析摘要：介绍了丁烷物理发泡生产珍珠棉的应用与安全现状，结合国内该行业发生的多起事故，对珍珠棉生产过程存在火灾、爆炸风险浅析原因并制定具体的对策措施。
关键词：丁烷、火灾爆炸、风险浅析及对策措施1.丁烷物理发泡生产珍珠棉企业的应用及安全现状高发泡聚乙烯（EPE、又称珍珠棉）是当今国际市场上流行的一种新型软包装材料，因其质地柔软、减震性好，已被广泛应用到各个领域。
我国目前珍珠棉生产普遍采用丁烷作为挤出物理发泡剂，利用高压液态丁烷注入聚合物熔体中并均匀分布，当减压发泡时，丁烷由液态转变为气态，以成核点为中心，均匀的分布在聚合物中，降温形成均匀多孔的泡沫（即成品：珍珠棉）。
珍珠棉生产的塑化、发泡温度在80~200o C之间，在发泡、熟化过程会发生丁烷气体的挥发，其挥发量在发泡、熟化及残存环节的比例会根据通风状态、温度、湿度等因素变化而不同，通风良好、气温越高、湿度越小，挥发越快。
丁烷常温常压下是一种无色、易液化的气体，经压缩后成为液体。
丁烷气体密度为2.48 kg/m³，大于空气，易在地面上聚集，能在较低处扩散到相当远的地方。
可与空气形成爆炸混合气体，爆炸极限为 1.9%~8.4%（体积比）。
闪点-60o C，最小点火能量为0.25mJ，电火花或静电产生的能量足以能够点燃丁烷气体。
因此目前我国在珍珠棉生产行业中事故频发，近年来基本上每年都会发生因挥发积聚的丁烷气体而引发的火灾、爆炸事故。
且许多事故都会造成群死群伤，损失惨重。
1.近年来珍珠棉生产企业安全事故分析1.典型事故案例：1.2020年11月12日17时58分，无极县天泽鑫珍珠棉厂发生爆炸事故，造成8人死亡，直接经济损失约为609.58万元。
事故的直接原因：天泽鑫珍珠棉厂在车间门窗关闭、通风条件差的环境中进行生产，溢出的丁烷气体和产品中缓释的丁烷气体无法及时排散，在车间内局部大量积聚，与空气形成爆炸性混合气体，达到爆炸极限，遇关闭电气设备时产生的电火花发生爆炸。
2019-物理发泡绝缘生产和应用-文档资料
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泡沫绝缘的发泡方式
采用發泡絕緣的目的
• 減小電纜尺寸(小型化)； • 降低電纜成本(經濟性)； • 獲得低衰減(高帶寬、布線延長)； • 高傳輸速度(時間性）。 發泡绝缘電纜的特性 • 高傳輸速度； • 恆定的阻抗值（阻抗均匀性好）； • 低衰減（损耗低）； • 低回波損耗（反射损耗小）； • 电容低、電容稳定。
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泡沫绝缘的发泡方式
• 泡沫绝缘，可通过化学发泡和物理发泡二种方 法来获得。
• 化学发泡
早期的化学发泡，就是在工厂生产时采用人工或机 械方法，将发泡剂（N型或AC型）按一定比例混入聚乙 烯材料中，然后通过挤出机挤出，这种工艺存在发泡 剂混合不匀，发泡不稳定等问题。
现今，化学发泡用材料，发泡剂多已在塑料聚合过 程中加入聚乙烯材料中，解决混合不匀，发泡不稳定 等问题，如UC的WN－863、WN－866牌号等就是专用的 化学发泡塑料。
維護； •易受過大的壓力,彎曲,扭轉等機械應力作用,而使電纜變形,電性能
變差；
•空气绝缘结构电缆，一般需要使用密封整体 形外导体，如皱纹管外导体以保证电缆使用。
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绝缘结构形式的演变
• 半空气绝缘：
• 半空气绝缘性能特点介于实芯绝缘和空气绝缘二者性 能之间，既弥补了空气绝缘耐电性能差、易受潮氣侵 入等一系列缺点，又使绝缘具有有效介電常數和介質 損耗小、结构稳定等优点和长处，这在泡沫绝缘结构 上表现尤其明显。
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绝缘结构形式的演变
• 空氣絕緣結構的優點:
•有效介電常數和介質損耗小,電纜衰減低； •允許傳輸的平均功率大； •材料消耗少,介質僅用來保證內外導體同心,絕大部分都是空氣或其
工程塑料 物理微球发泡
工程塑料物理微球发泡
工程塑料的物理微球发泡是一种常见的塑料加工技术，通过在塑料中引入微小的气泡来降低材料的密度，同时提高材料的隔热、隔音和缓冲性能。
该技术的基本原理是在塑料熔融状态下，将惰性气体（如氮气、二氧化碳等）注入其中，形成微小的气泡。
这些气泡在塑料中均匀分布，形成了一种多孔的结构。
物理微球发泡技术具有许多优点。
首先，它可以显著降低塑料的密度，从而减轻制品的重量。
这对于汽车、航空航天和电子设备等领域非常重要，可以降低能耗和提高产品的便携性。
其次，发泡后的塑料具有较好的隔热和隔音性能，可以提高产品的热稳定性和噪音隔离效果。
此外，微球发泡还可以提高塑料的缓冲性能，使其在受到冲击或振动时能够更好地吸收能量，保护产品免受损坏。
在实际应用中，物理微球发泡技术可以与其他塑料加工技术相结合，如注塑、挤出、吹塑等，以制备各种不同形状和性能的产品。
同时，通过控制发泡的参数，如气体压力、温度和时间等，可以调整泡沫的密度、孔径和力学性能，以满足不同应用的需求。
总的来说，工程塑料的物理微球发泡技术为塑料材料的改性和性能提升提供了一种有效的途径，使其在轻量化、隔热、隔音和缓冲等方面具有更优异的表现。
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前
言
• 通信电缆作为通信系统传输信息的一种 主要传输媒介，随着数字通信技术的发 展，电缆的传输频率越来越高、传输带 宽越来越宽，要求电缆的衰减更小、性 能更稳定。 • 一种使电缆绝缘既具有衰减较低、性能 稳定，又具备大量自动化生产的物理发 泡工艺技术，在电线电缆生产领域获得 广泛的开发利用。
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泡沫绝缘的发泡方式
• 泡沫绝缘，可通过化学发泡和物理发泡二种方 法来获得。 • 化学发泡
早期的化学发泡，就是在工厂生产时采用人工或机 械方法，将发泡剂（N型或AC型）按一定比例混入聚乙 烯材料中，然后通过挤出机挤出，这种工艺存在发泡 剂混合不匀，发泡不稳定等问题。 现今，化学发泡用材料，发泡剂多已在塑料聚合过 程中加入聚乙烯材料中，解决混合不匀，发泡不稳定 等问题，如UC的WN－863、WN－866牌号等就是专用的 化学发泡塑料。
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绝缘结构形式的演变
• 电线电缆的绝缘结构形式可分为： –實芯絕緣 –空氣絕緣 –半空气绝缘 • 實芯絕緣
• 实芯絕緣结构，绝缘層全部是固體介質絕緣。 绝缘介質可以是均一的,也可由多層同芯組合 而成,絕緣介質同心緊密的擠包在導體上。
5
绝缘结构形式的演变
• 實芯絕緣 * 實芯絕緣結構的優點:
• • • • • 結構穩定； 電氣強度高； 熱阻小； 不易受潮氣影響； 它適于經常承受彎曲的場合使用；
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绝缘结构形式的演变
• 空氣絕緣結構的優點:
•有效介電常數和介質損耗小,電纜衰減低； •允許傳輸的平均功率大； •材料消耗少,介質僅用來保證內外導體同心,絕大部分都是空氣或其 它氣體。
• 空氣絕緣結構的缺點:
•因它大部分是空氣,耐電性能差； •由于它的導體(內,外)通常采用管狀結構,電纜柔軟性較差； •縱向易受潮氣侵入,必須使用密封性能良好的連接器和必要的充氣維 護； •易受過大的壓力,彎曲,扭轉等機械應力作用,而使電纜變形,電性能 變差；
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泡沫绝缘的发泡方式
• 物理发泡和化学发泡比较：
物理发泡
发泡度高，可达到80％左右的 高发泡度；
化学发泡
无需专门的生产设备，可以利 用普通挤出机加工；
较低的介电常数和介质损耗角， 鉴于以上特点，因而应用方便， 从而大大降低了电缆衰减； 资金投入少；
发泡均匀性好、发泡孔细密、 密闭； 发泡度一般不超过65％；發泡 材料對溫度很敏感。
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物理发泡机理
• 为了获得所希望的发泡度，注入气体的流量可参照以 下公式:
D2P＝k×LS×SA×(1－ FD /BD) 公式中： LS——挤出线速度； SA——挤出绝缘厚度； BD、FD——基料和发泡料的密度； P——注入气体的压力； D——注入气体喷咀尺寸。
物理发泡绝缘材料，新开发研究的目标是提供一体 化，充分化合得使用更方便并能够获得良好的加工性能。
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物理发泡绝缘结构形式
• 物理发泡绝缘结构形式
• 單純發泡結構(foam)； • 內皮層+發泡層結構(skin-foam)； • 發泡層+外皮層結構(foam-skin)； • 內皮層+發泡層結構+外皮層結構(skin-foamskin）。 • 为扩大物理发泡的应用领域，特别是将它推广到薄层 绝缘的高速挤出，以满足数字通信电缆生产的需要， 新开发的物理发泡绝缘的共（串）挤挤出技术：内皮 层、发泡绝缘层、外皮层组成的三层结构。应用这种 工艺生产的数字通信电缆线芯与用化学发泡法话缆线 芯相比，它的绝缘质量更好，生产费用更低。
言
• 泡沫絕緣是通信线缆采用半空氣絕緣结构的一 种主要结构形式。泡沫绝缘结构，它具有柔軟 性好,使用方便等一系列优点。泡沫绝缘有比 實芯絕緣衰減小,重量輕,使用绝缘材料少，而 又不需要有空氣絕緣结构的充氣維護、容易受 到潮气侵入等等缺点。 • 泡沫绝缘的发泡，是通过加入发泡剂生成泡沫 （化学发泡）或通过注入惰性气体经过成核剂 形成泡沫（物理发泡），二种方法来获得泡沫 绝缘结构：化学发泡和物理发泡。
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物理发泡绝缘结构形式
• 物理发泡绝缘，主要应用领域：
–同軸電纜
传统的CATV应用（75 Ω ）： RG59、RG6、RG7、RG11 ⊙电视引入线 ； ⊙电视配线； ⊙电视干线； 移动通信用天馈线电缆（50Ω ）； 视频电缆；
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物理发泡绝缘结构形式
• 物理发泡绝缘，主要应用领域：
–對稱通訊電纜 局域网用电缆（LAN）/计算机网络使用的电缆； 数字通信双路电缆。
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物理发泡绝缘电缆结构形式
• 发泡层作为绝缘介质，要求其发泡度尽可能高。 对于数字通信缆，实际生产均倾向有60%的发泡 度；对于较厚的绝缘层（如同轴电缆），发泡 度可达70%以上。 • 泡沫绝缘的泡沫发展和稳定，产生于聚合物在 出挤出机机头时，绝缘材料的发泡程度，除和 基本树脂、成核剂配比有关外，基本是靠控制 气体的注入量来调节；
1
前
言
• 自1744年電線誕生,電線電纜進入實用化,至今 已有250多年的歷史。 • 自电线电缆诞生以来，人们一直在努力致力于研 究开发新型的绝缘材料和绝缘结构形式，以不 断提高电缆的性能和改进生产制造工艺技术。 • 1938年后研制開發的PVC﹑PE,使電線電纜進入大 量應用塑料的時代,尤其是PE（聚乙烯）作为电 缆絕緣最常用的絕緣介質,它具有損耗低,優秀的 耐電強度,良好的使用壽命、比重小等一系列優 點,使其在电线电缆工业得到最廣泛的應用，特 别是在通信电缆领域。
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物理发泡机理
• 氮气发泡是通过压缩空气启动注入泵，在一定的压力下使氮气高压泵 升压，并通过稳流阀进行控制，然后从喷头把氮气注入挤出机中。当 氮气在高压作用下，像雾状一样喷入挤出机内熔融的聚乙烯与聚乙烯 中的成核剂发生核化，挤出后在空气中，形成发泡绝缘。 • 氮气物理发泡的主要过程就是将氮气溶解于熔融的聚乙烯（PE）之中， 形成微细的泡孔结构。在挤出机机筒内，含有少量成核剂的PE料经加 热搅拌充分塑化后，将氮气注入。为了增加氮气的溶解度，机筒氮气 注入段的压力一般保持在200bar以上， • 氮气注入后，经过搅拌，氮气在熔体中处于过饱和状态。当熔体挤出 后，由于高压环境突然消失，于是氮气在成核剂周围形成大量微泡孔， 泡孔随着内部压力的升高，克服泡壁的内应力而胀大。同时绝缘外层 冷却，又在内部形成一定的压力环境，最后整个发泡绝缘层冷却固定 化。 • 泡沫绝缘的泡沫发展和稳定，产生于聚合物在出挤出机机头时，绝缘 材料的发泡度程度，除和基本树脂、成核剂配比有关外，基本是靠控 制气体的注入量来调节；
需要专门设备，设备投资较大， 发泡度受挤出机温度变化影响 投入资金较多； 较大，绝缘均匀性不理想； 设备生产速度、自动化程度高 设备的维修、保养要求高。 化学发泡材料价格相对较高。 發泡材料超過儲存期，發泡性 能劣化。
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物理发泡机理
• 物理发泡是利用塑料挤出过程中直接注入气体 或液态气体来实现发泡。 • 物理发泡是采用气体作发泡剂，消除了化学发 泡剂的弊端，即绝缘体内不存在化学发泡方法 产生的残余物或水份，使绝缘的介质损耗大幅 度下降。物理发泡易于制得泡孔微小、发泡均 匀的优质绝缘。 • 物理发泡绝缘材料由以下成分构成: 基本树脂（绝缘塑料）； 发泡剂； 成核剂。
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實芯絕緣結構的缺點: • 材料消耗多； • 介電常數大,電纜衰減大 ；
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绝缘结构形式的演变
• 空氣絕緣
• 空气绝缘是指電纜內外導體間,除了以一定間隔或螺旋 式固定在內導體上的支持物外,余均為空氣。空氣絕緣 的結構特點是可以從一個導體不經過固體介質而到達 另一導體。 • 典型的空氣絕緣結構型式，如图所示: (a)墊片； (b)螺旋； (c)迭帶螺旋； (d)罩子；
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物理发泡绝缘电缆结构形式
• 内皮层挤包在导体上，是一层很薄的实心层， 标称厚度为10μ m左右，它使导体和绝缘层间有 良好的附着性；因厚度很薄，故对绝缘整体的 电性能影响很小。 • 物理发泡绝缘对导体加挤一层内皮层的作用， 是使绝缘介质对导体附着好即增加发泡绝缘对 导体的附着力、提高绝缘的延伸率，提高絕緣 電阻及耐電強度，并使发泡绝缘稳定、均匀；
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物理发泡绝缘结构形式
• 外皮层则可保证机械强度和良好的表面质量， 提高整个绝缘层的耐磨性。外皮层的厚度约为 50μ m，它取决于电缆的结构和要求。 • 外皮层的作用是为了提高较小尺寸泡沫绝缘的 机械性能，增加防水性﹐防潮性﹔提高芯線抗 變形能力﹔提高絕緣電阻及耐電強度。或者是 为了绝缘着色需要。外皮层一般只是在绝缘尺 寸较小或较大结构两种情况应用，对于中等尺 寸的发泡绝缘电缆，如RG－6、RG－11等物理 发泡绝缘的CATV电缆是没有外皮层的。
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物理发泡机理
• 成核剂
• 成核剂是一种细密微粒、散热化学吹塑剂；在物理发泡 和获得良好的泡沫结构，并使电缆具有良好的电性能方 面，成核剂起着至关重要的作用。成核剂类型对泡沫绝 缘结构和绝缘电性能影响较大。成核剂的浓度在保证最 佳电性能基础上，应使其尽可能最小。通常用量为0.1－ 0.3%左右。 • 成核剂，常用的主要成份为偶氮二酰胺。成核剂通过混 料搅拌均匀地分布于熔融PE中，经过一定的高温诱导期 后分解放热，形成一个个“微核”。成核剂比例高则意 味着熔体中“微核”的密度高，它将导致泡孔生长的压 力增加，这时生成的泡孔比较细密。然而由于有机成核 剂分解产生小的极性分子，对降低绝缘的介电常数极不 利，但只要能做到均匀分布就不会对电缆的驻波性产生 不利影响。 16
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物理发泡机理
• 物理发泡绝缘材料：基本树脂（绝缘塑料）； • 物理发泡聚乙烯绝缘使用的材料，是以一定配 比的高密度聚乙烯和低密度聚乙烯为主。 ——LDPE低密度聚乙烯，用量为35－15％左右； ——HDPE高密度聚乙烯，用量为60－80％左右； LDPE（高压聚乙烯），它具有较长的主链和 高的延伸粘度，有助于较小和更加均匀的泡沫 产生；HDPE（低压聚乙烯）提供的低粘度使气 体容易混合，为高发泡度下的有韧度的泡沫绝 缘提供了保证。