电线电缆绝缘材料
电线电缆导体及绝缘材料

第一章 电线电缆导体介绍第一节 导 体 概 述按电阻率(长为1m,截面积为1mm2的材料电阻值大小)划分,一般情况下我们将材料分为三类:导 体:电阻率在102Ω·mm2/m以下半导体:电阻率为103~108Ω·mm2/m﹔绝缘体:电阻率为108Ω·mm2/m以上。
目前常用的金属导体有金、银、铜等(如下表),考虑到导体的价格和导电性能,最常用的为铜导体。
导电系数以铜为标准(100%),各导体比较如下表:名 称 符 号 比 重(g/cm3)导电常数% 备 注金 Au 19.3 70.80 不氧化、价格昂贵银 Ag 10.5 109 导电性最优、价格昂贵 铜 Cu 8.89 100 导电性次优、价格普及 钢(铁) Fe 7.86 17.80 导电性不良、抗张好 铝 Al 2.7 61.20 质量轻由上表可知,铜的导电率较佳,适用性能广,成本较低,还可在其表面镀锡,利于焊接,并有抗氧化作用(指与空气中氧气结合氧化)。
第二节 铜 导 体一、铜线的类别铜导体由单条铜线或多条铜线组成,分别叙述如下:1.硬铜线:经伸线冷加工而成,具有较高的抗张强度,适用于架空输电线、配电线及建筑线之导体。
2.软铜线:硬铜线加热去除冷却加工所产生之残余应力而成,富柔软性及弯曲性,并具有较高之导电率,用以制造通信及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。
3.半硬铜线:抗张强度介于硬铜线与软铜线之间,用于架空线之绑线及收音机之配线。
4.镀锡铜线:铜线表面镀锡以增加焊接性及保护铜导体于PVC 或橡胶绝缘押出时不受侵蚀,并防止橡胶绝缘之老化。
5.平角铜线:断面为正方形或长方形之铜线,为制造大型变压器或大型马达等感应线圈之材料。
6.无氧铜线:含氧量0.001%以下、纯度特高之铜线,铜之含量在99.99%以上,不会受氧脆化,用以制真空管内之导线、半导体零件导线及极细线等。
7.漆包线:铜线软化后,表面涂以绝缘漆,经加热烤干而成,一般分为天然树脂及合成树脂漆包线。
一般电线电缆绝缘材料优缺点对比分析

摘要绝缘材料能的优劣直接影响电线电缆的质量、加工效率、应用范围。
结合多年电线电缆设计开发与生产经验,笔者将对常用电线电缆绝缘材料能之优缺点作简要分析,旨在与业界共同探讨,并逐步缩短与国际线缆方面的差距。
鉴于现行的国际标准众多,本文将重点从UL 标准角度作集中描述,权当抛砖引玉,不周之处,请业界同仁不吝赐教。
关键词:电子线、高温特种线对于UL758 系列的电子线及高温特种线,其主要绝缘材料为聚氯乙烯、交联聚烯烃、硅橡胶和氟塑料等。
由于不同绝缘材料之间的差异,在电线电缆生产和线材加工方面呈现各自不同的特点,充分认识这些特点,将有利于材料的选型和产品质量的控制。
一)PVC 聚氯乙烯电线电缆绝缘PVC 聚氯乙烯(以下简称PVC)绝缘材料是在PVC 粉中添加稳定剂、增塑剂、阻燃剂、润滑剂及其它助剂的混合物。
针对电线电缆不同应用与不同的特性需求,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,并有着显着的自身特点: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:表I4)在额定电压方面,一般使用于额定1000V AC 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。
5)琦富瑞塑胶事业部成功开发的无毒无味PVC 绝缘线,广泛使用于空调,冰箱等电器配线。
PVC 也有一些自身缺点,限制了其使用:1) 由于有大量氯元素,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HCl 气体,对环境造成严重危害。
电线、电缆及绝缘材料的安全储存

电线、电缆及绝缘材料的安全储存对于保证电力系统的正常运行和安全生产至关重要。
正确的存储可以延长电线、电缆及绝缘材料的使用寿命,提高工作效率,并且减少意外事故的发生。
本文将从存放环境、存放方式、存放规则等方面详细介绍电线、电缆及绝缘材料的安全储存。
一、存放环境1. 温度要适宜:电线、电缆及绝缘材料的存放环境温度应控制在10℃~30℃之间。
高温容易使绝缘材料老化,低温则会使绝缘材料变脆,都会影响材料的性能。
2. 湿度要合适:适宜的湿度范围是相对湿度在50%~65%之间,过高的湿度会导致绝缘材料吸湿变软,影响绝缘性能,过低的湿度会使绝缘材料变得干燥易碎。
3. 避光:电线、电缆及绝缘材料应存放在干燥、通风、避光的地方,避免阳光直射,避免长期暴露在紫外线下会使绝缘材料老化。
4. 防湿:在贮存地宜采取防湿、通风、避光等保护措施,避免材料受潮,防止有害气体吸入。
二、存放方式1. 分类储存:根据不同种类的电线、电缆及绝缘材料的特性,进行分类储存。
例如,可以将同一种规格的电线电缆分堆存放,绝缘材料可以按规格、种类分类存放,在存放的同时应做好标志,方便快速取用。
2. 避免接触地面:应将电线、电缆及绝缘材料储存在架子或托盘上,避免直接接触地面。
防潮垫可以放在地面上防潮。
3. 避免受压:储存时应尽量避免堆压或挤压电线、电缆及绝缘材料,以免影响其绝缘性能。
4. 避免曝晒:储存时需要注意防晒,避免长时间暴露在阳光下,可以采用遮阳措施,如搭棚、遮盖等。
三、存放规则1. 定期检查:定期对电线、电缆及绝缘材料进行检查,发现受潮、变质、老化等情况,应及时更换。
2. 清洁干燥:存放的环境要保持清洁干燥,定期清理存放区域,除去尘土和杂物,保持通风。
3. 标志醒目:电线、电缆及绝缘材料都要做好标志,包括型号、规格、数量和储存日期等信息。
以便快速取用,避免误用或丢失。
4. 轮换使用:先进先出原则,及时轮换使用存放时间较长的电线、电缆及绝缘材料,避免过期使用。
电缆线绝缘层介绍

电缆线绝缘层介绍电缆线是现代通信和电力传输领域中不可或缺的元件,而电缆线的绝缘层则是电缆线的重要组成部分。
绝缘层起到隔离和保护导体的作用,防止电流泄露和外界干扰,确保电信号或电能的传输质量和安全性。
本文将对电缆线绝缘层的种类、材料、特点和应用进行详细介绍。
一、绝缘层的种类根据用途和工作环境的不同,电缆线的绝缘层可以分为多种类型。
常见的绝缘层包括聚乙烯绝缘、聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘等。
1.聚乙烯绝缘:聚乙烯绝缘层具有良好的绝缘性能,广泛应用于低压电力电缆和通信电缆中。
聚乙烯绝缘层具有耐热、耐腐蚀和耐压性能,能够有效保护导体免受外界环境的影响。
2.聚氯乙烯绝缘:聚氯乙烯绝缘层是一种常用的绝缘材料,具有良好的电气性能和机械性能。
聚氯乙烯绝缘层具有耐热、耐腐蚀和耐候性能,适用于各种电力电缆和通信电缆的绝缘层。
3.交联聚乙烯绝缘:交联聚乙烯绝缘层是一种高性能绝缘材料,具有优异的电气性能和机械性能。
交联聚乙烯绝缘层具有耐高温、耐腐蚀和抗老化性能,适用于高压电力电缆和特殊要求的通信电缆。
二、绝缘层的材料电缆线绝缘层的材料种类繁多,常见的材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯等。
这些材料具有良好的绝缘性能和机械性能,能够满足不同环境下的使用需求。
1.聚乙烯:聚乙烯是一种常见的绝缘材料,具有低介电常数、低介电损耗和优异的耐压性能。
聚乙烯绝缘层可以有效地隔离导体和外界环境,保证信号传输的质量。
2.聚氯乙烯:聚氯乙烯是一种广泛应用于电力电缆和通信电缆的绝缘材料,具有良好的电气性能和机械性能。
聚氯乙烯绝缘层能够抵抗腐蚀和湿气侵蚀,延长电缆线的使用寿命。
3.交联聚乙烯:交联聚乙烯是一种高性能绝缘材料,通过物理或化学方法将聚乙烯分子交联成三维网状结构,提高了材料的热稳定性和机械性能。
交联聚乙烯绝缘层能够抵抗高温、高压和化学腐蚀,适用于恶劣环境下的电缆线。
三、绝缘层的特点电缆线绝缘层具有以下几个特点:1.良好的绝缘性能:绝缘层能够有效隔离导体和外界环境,防止电流泄露和外界干扰,保证信号传输的质量和安全性。
电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及质量控制

电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及质量控制电线电缆是现代电力传输和通信的重要组成部分,其安全可靠、耐用使用至关重要。
电线电缆的绝缘和护套是保证其安全可靠的重要因素之一,因此,绝缘和护套材料的质量及其技术分析和质量控制显得尤为重要。
绝缘材料是电线电缆中的重要材料,其主要功能是提供电气绝缘,防止电线电缆内部导体之间和导体与外壳之间发生电弧放电。
绝缘材料的选择一般基于以下几个因素:一、介电强度介电强度是电缆绝缘材料的重要性能指标,指材料在电场作用下的电阻耐压试验中的最大电场强度值。
对于不同的电力电缆,其介电强度要求也会有所不同。
对于高压电缆来说,其介电强度要求相对较高。
二、耐热性耐热性是指绝缘材料在高温环境下的性能稳定性,并防止绝缘材料发生变形或者熔化。
对于高温环境下使用的电缆,绝缘材料的耐热性尤为重要。
三、耐腐蚀性电缆在使用过程中可能会遇到化学腐蚀,因此,绝缘材料要具有一定的耐腐蚀性,以提高电线电缆的使用寿命。
四、机械强度从绝缘材料的发展历程和趋势上看,目前主要有以下三种类型的绝缘材料:一、天然橡胶天然橡胶绝缘电缆具有良好的柔韧性、耐热性和良好的介电性能,但其耐久性和耐化学腐蚀性能相对较差,成本也较高,因此现在逐渐被合成橡胶材料所代替。
二、合成橡胶合成橡胶绝缘材料具有良好的导电性能、化学稳定性和高度绝缘性能,广泛应用于电线电缆制造中。
三、塑料绝缘材料塑料绝缘材料种类丰富,如聚酯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚氯乙烯等,具有导电性能好、耐热、耐腐蚀、机械强度高等特点,广泛应用于中低压电线电缆中。
护套材料是电线电缆外层的保护层,其主要功能是防水、防腐、防鼠咬防紫外线照射等,其质量和技术指标也需要遵循一些要求:一、耐老化性防护套材料在使用过程中可能会受到氧化、紫外线等环境影响而老化,因此,其耐老化性能尤为重要。
电线电缆在安装过程和使用过程中都需要受到一定程度的拉伸、压缩和弯曲,因此护套材料需要具有较高的机械强度,以提高电线电缆的耐用性。
电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及对策

电线电缆绝缘及护套材料的技术分析及对策电线电缆的绝缘及护套材料是保障电线电缆安全运行的重要组成部分。
本文将对电线电缆绝缘及护套材料的技术进行分析,并提出相应的对策。
电线电缆绝缘材料的技术分析:1. PVC绝缘:聚氯乙烯(PVC)是目前使用最广泛的电线电缆绝缘材料之一。
它具有机械强度高、耐化学腐蚀性能好、绝缘性能稳定的优点,但抗温度能力较差,在高温环境下易软化、熔融甚至燃烧。
对策:研发高温稳定的PVC材料,提高其抗温度能力,降低其燃烧性能。
可以考虑在PVC绝缘层的外层添加耐高温的包覆层,提高整体的温度耐受能力。
3. XLPE绝缘:交联聚乙烯(XLPE)是近年来发展起来的一种绝缘材料。
其具有机械强度高、耐腐蚀性好、绝缘性能稳定且抗高温能力较强的特点。
对策:继续研究XLPE材料的交联机理,提高其交联密度和稳定性,进一步提升其电气性能和高温耐受能力。
2. PE护套:聚乙烯(PE)也常被用作电线电缆的护套材料。
其具有机械强度高、耐腐蚀性好的特点,但其抗压和抗张能力相对较低。
对策:通过改变聚乙烯的分子结构和添加增强剂,提高其机械强度和抗压抗张能力。
3. 橡胶护套:橡胶材料具有良好的弯曲性和抗老化能力,适用于环境恶劣和机械应力较大的场合。
对策:研究橡胶材料的交联技术,提高其耐高温和耐压能力,扩大其应用范围。
总结:电线电缆绝缘及护套材料的技术分析主要包括PVC、PE、XLPE和橡胶等材料。
针对这些材料的技术缺陷,可以通过研发高温稳定剂、增强剂等改性材料,改善其抗高温、抗老化、抗压抗张等性能。
对于PVC材料可以考虑在外层添加耐高温的包覆层,提高其整体的温度耐受能力。
通过这些技术对策,可以不断提升电线电缆绝缘及护套材料的性能,确保电线电缆的安全运行。
电线电缆用紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料

电线电缆用紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料1. 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料的概念紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料是一种新型的绝缘材料,它采用紫外光辐照技术对聚乙烯材料进行交联加工,从而提高其绝缘性能和耐热性能。
这种材料通常用于电线电缆的绝缘层,能够有效提高电线电缆的安全可靠性和使用寿命。
2. 紫外光辐照交联技术原理紫外光辐照交联技术是一种利用紫外光对聚乙烯材料进行辐照处理,使其分子链发生交联而提高物理性能的加工方法。
在紫外光的照射下,聚乙烯材料中的双键发生光化学反应,形成自由基,然后自由基与聚乙烯分子链结合,形成交联结构,从而提高材料的机械性能、耐热性能和化学稳定性。
3. 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料的优势紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料相比传统的热交联聚乙烯绝缘料具有以下优势:- 生产工艺简单,节能环保紫外光辐照交联技术无需加热处理,节约了大量能源,同时不会产生有害气体和废水,符合环保要求。
- 产品性能优越紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料具有优异的机械性能、耐热性能和耐化学性能,能够满足电线电缆在复杂使用环境下的要求。
- 生产效率高紫外光辐照交联技术加工速度快,生产效率高,适用于大批量生产。
4. 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料在电线电缆中的应用紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料广泛应用于电力电缆、通信电缆、光纤电缆等各类电线电缆产品中。
其优越的性能能够有效提高电线电缆的安全可靠性和使用寿命,满足不同场合的电气设备需求。
5. 紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料的未来发展趋势随着电力、通信、交通等领域的不断发展,对电线电缆的要求也越来越高。
紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料作为一种新型的绝缘材料,具有广阔的市场前景。
未来,随着相关技术和工艺的不断完善,紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料将在电线电缆领域得到更广泛的应用,并为行业的发展注入新的动力。
紫外光辐照交联聚乙烯绝缘料作为一种新型的绝缘材料,具有明显的优势和广阔的应用前景。
在未来的发展中,应该进一步加大对该材料的研究和开发力度,推动其在电线电缆领域的广泛应用,为电力行业的发展做出更大的贡献。
常用的几种电线电缆绝缘材料

常用的几种电线电缆绝缘材料电线电缆的绝缘材料是为了确保电线电缆中的导体得到良好的绝缘保护,以防止电流外泄或发生短路等意外情况。
在电线电缆行业中,常用的几种绝缘材料包括聚氯乙烯(PVC)、交联聚乙烯(XLPE)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯橡胶(EPR)等。
首先,聚氯乙烯(PVC)是一种常用的绝缘材料。
它具有良好的耐腐蚀性和电气绝缘性能,是一种成本较低的绝缘材料。
PVC绝缘材料的制作工艺较为简单,生产成本相对较低,因此被广泛用于低压电线电缆的绝缘层。
然而,PVC绝缘材料在高温环境下容易软化和燃烧,因此它的使用范围主要局限在低压电线电缆领域。
其次,交联聚乙烯(XLPE)是一种应用较广泛的绝缘材料。
XLPE绝缘材料具有优异的耐热性能和抗老化性能,能够在较高的温度下长时间稳定工作。
由于其较高的熔点和阻燃性能,XLPE材料还具备很好的电弧烧穿性能,能够有效防止电流外泄,保证电线电缆的安全运行。
XLPE绝缘材料的制作工艺相对复杂,生产成本较高,因此通常用于中高压电线电缆中。
再次,聚乙烯(PE)是一种应用较广泛的绝缘材料。
聚乙烯绝缘材料具有良好的耐候性和电气绝缘性能,是一种耐高温材料。
聚乙烯绝缘材料制作工艺相对简单,成本较低,因此常用于中低压电线电缆的绝缘层。
然而,聚乙烯材料的抗燃性能较差,容易熔化和燃烧,因此在对电线电缆的阻燃性能要求较高的场合,使用聚乙烯材料的电线电缆需要进行特殊处理。
最后,丙烯酸酯橡胶(EPR)是一种优良的绝缘材料。
EPR绝缘材料具有优异的电气绝缘性能和低温耐寒性能,能够在-35℃低温环境下保持良好的柔软性。
EPR绝缘材料还具有良好的耐油性、耐热性和耐候性。
EPR材料的制作工艺较为复杂,生产成本较高,因此主要用于特殊应用领域或对电线电缆的工作环境温度要求较高的场合。
综上所述,聚氯乙烯(PVC)、交联聚乙烯(XLPE)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯橡胶(EPR)是电线电缆行业中常用的几种绝缘材料。
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电线电缆绝缘材料的选择1 塑料的分类1.1 Thermosetting 热固定塑料:(电线极少用到)初期亦为直链分子,加热软化只有短时间的可塑性,随后分子起交联反应 ( Cross Linking ) 变成三度的空间结构,使得热固性塑料一但固化后无法重新使用,如:EP, PDAP, SI……等。
1.2 热塑性塑料:分子结构多为直链型,它在常温下是固态,加热后即软化或液化成为可塑态,成型冷却后又恢复固态,这样的性质可重复使用。
2 塑料的加工原理2.1 塑料是高分子材料,高分子是由许多单体分子连接而成的巨大分子,这些分子通常成直链状,但由于结构上的差异,有时主链分支而成短侧链或长侧链,甚至由于架桥作用而形成三度空间的纲状结构。
这些分子经常以C―C, C,C―O的共价组合。
如下图a、b、c共价结合,分子间则籍氢键等互相吸引,这些巨大的分子链互相吸引、重叠、纠缠、卷缠,形成块状的高分子聚合体,由于分子之极性与立体规则性的影响,聚合体的集合状态有结晶形,也有无定形。
塑料的物理性质与加工性,即是这些分子结构现象的综合表现。
2.2 塑料加工是利用塑料形态变化的特性先将塑料熔化或软化,塑造成特殊形状后,使之硬化固定,一般塑料加工的功能可归纳如下四种方式。
2.2.1 赋予材料可塑性:使材料流动或软化。
2.2.2 赋予形状:软化或流动的塑料成特殊外形。
2.2.3 硬化定形:使变成特殊形状的塑料保持不变的形状通常有几种方法。
a 降温冷却,使硬化定形﹔b 移去溶剂使硬化定形﹔c 利用化学的交联反应 (cross linking) 而硬化定形。
2.2.4 材料改质:利用加工手段,使塑料的内部结构产生化学或物理变化而提高价值。
一般塑料加工技朮均包含2.2.1,2.2.2,2.2.3三项功能而2.2.4材料改质则视产品设计需要而定。
3 塑料的性质3.1 基本物理性质a 比重﹔b 分子量﹔c 粘度﹔d 假比重及粒径分布﹔e 游离单体含量 ( 聚合程度 ) ﹔f 吸水率﹔g 透气率。
3.2 机械性质3.2.1 抗张强度及伸长率,参考 UL或ASTM D638﹔3.2.2 弯曲强度,参考 ASTM D790﹔3.2.3 压缩强度,参考 ASTM D695﹔3.2.4 冲击强度,参考 ASTM D256﹔3.2.5 硬度:(a) Rock Well Durometa 法( ASTM D785 )﹔(b) Barcol Impressor 法 ( ASTM D785 )﹔(c) Shore Durometa 法 ( ASTM D2240 )。
3.2.6 弹性系数:受外力作用变形后回复原来形状能力3.3 热性质3.3.1 热变形温度:显示塑料在高温受压下能否保持不变的外形。
3.3.2 软化点:受热而硬度降低,即将开始流动温度。
3.3.3 热传导率:热量在塑料材料中传导的速率。
3.3.4 热膨胀系数:塑料加热时尺寸膨胀的比率。
3.3.5 收缩率:收缩后与原模具设计尺寸的比例。
3.3.6 熔态指数又称熔化指数:通常用来判断热塑性塑料的加工性质。
3.4 化学性质3.4.1 抗溶剂性:对酸、碱、醚、醇、酮、芳香烃、脂肪烃……等抵抗性。
3.4.2 燃烧性:为改善塑料的耐烧性通常添加难燃剂。
3.4.3 耐候性:受光、热、空气……等影响而引起的变质,劣化的抵抗性,包含在紫外光、氧、臭氧影响下之安定性。
3.5 光学性质3.5.1 透明度:可视光域的光透过率,分为透明、半透明、不透明。
3.5.2 雾度 ( Haze ):透明塑料内部或表面呈现模糊状的、雾状外观程度,雾状外观是由于光线散射而引起的。
3.5.3 尚有其它要求之光泽度、折光率、黄色指数等。
3.6 电气特性3.6.1 导电率及电阻率,导电性越高表示导电率越好,导电性越低表示导电率越差即绝缘性越好。
电阻率 102Ω/cm以下为导体﹔电阻率 103?108Ω/ cm为半导体﹔电阻率 108Ω以上为绝缘体,以上依ASTM D257为测试方法。
3.6.1.1 容积电阻:将绝缘体内部1cm3的立方体在其相对两面施加电压的电阻,以Ω-cm表示,详细方法可查 JIS K6911或ASTM D527规定。
3.6.2 介电强度(Dielectric Strength)绝缘体所能承受的介电破坏电压与其厚度的商值,可参考ASTM D149方法测试。
3.6.3 介电常数 (Dielectric Constant)介电常数亦称电容率,为物体中电容与真空中电容的比值,可参考ASTM D150。
3.6.4 功率因子(Power Factor)散逸于物质中电力对正弦曲线电压(V)与电流(I)乘积的比例,即:PF=W/(VI)=sinδ,sinδ为损失角度,可参考ASTM D150。
3.6.5 散逸因子(Dissipation Factor)施于介电物质之交流电压的正弦曲线与流过介电物质的电压曲线的夹角的余角。
δ的正切值tanδ称为散逸因子,可参考ASTM D150。
3.6.6 屏蔽效果(Shielding Effectiveness)指减少电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)的效应其,测定方法为:SE=20xLOG(Eb/Ea)。
Eb=:屏蔽前的电场强度﹔Ea=:屏蔽后的电场强度。
3.7 加工性要注意其流动性,热安定性,成型(押出)温度,融解温度点(融点),成形收缩率等问题。
4 塑料添加剂添加剂是指分散在塑料分子构造中,不会严重的影响塑料的分子结构,而能改善其性质或降低成本的化学物质,依其功能可分下述各类。
4.1 抗氧化剂(Antionxidant)主要是防止塑料中的不饱和双键受氧原子侵袭而引起的品质劣化,如芳香胺类,烷基酚……等。
4.2 抗静电剂(Antistatic agent)主要是赋予塑料细微的导电性,以避免因磨擦而造成静电的积存,如乙氧化胺类……等。
4.3 发泡剂发泡剂主要有三类:(a)直接压入塑料熔胶中使发泡,压入气体有氮气、二氧化碳、空气……等。
(b)挥发性液体,升温后挥发膨胀,而使塑料体发泡。
常见有聚苯乙烯泡棉。
(c)分解性化学发泡剂,一般为固体粉未,它们在加热时即分解放出气体(通常为氮或二氧化碳)常用者为偶氮化合物(有机物)或无机盐类,如酸氢钠。
4.4 着色剂(染料)分有机与无机两大类,又分为染料及颜料两大类。
4.5 难燃剂(又称防火剂)当塑料暴露于火焰时,能压抑火焰之蔓延,防止烟雾形成,当火焰去掉时,燃烧便会停止,大致可分为二大类型:(a)反应型:难燃剂常是卤化的单体,它可以参加反应与聚合体形成化学结合。
(b)非反应型是含卤素、磷、氮、硼的化合物,它们与聚合体只作物理性的混合。
(c)其它,如三氧化二石弟……等。
4.6 安定剂(Heat Stabilizer)一般塑料均会在高温时分解劣化,以PVC最严重,PVC在100℃以上长时间加热,有少量盐酸游离出来,开始分解,因此安定剂的添加是非常重要的,PVC安定剂可分为五类(a)铅盐安定剂--硬脂酸铅,三盐基硫酸铅,二盐基硬酯酸铅﹔(b)金属皂类安定剂--硬脂酸镁,硬脂酸钙﹔(c)镉钡液状安定剂有Cd-Ba系,Cd-Ba-Zn系, Ba-Zn系等﹔(d)有机锡安定剂,如:二丁锡二月桂酸盐等﹔(e)安定化助剂,如环氧化合物。
4.7 紫外光吸收剂(UV absorber)受到高温能量的紫外光照射而发生劣化,因此户外使用的塑料必须添加此剂,将紫外光线吸收或遮断,如水杨酸脂类。
4.8 冲击改质剂(Impact modifier)加入具有特殊性质的树脂,可籍着混炼的方式增加,以改良塑料的耐冲击性,该剂也常影响到塑料的耐热性,流动性,必须慎重选择。
4.9 滑剂(Lubricant)可分内部与外部滑剂:内部滑剂的目的减少聚合分子间的磨擦,降低粘度,提高流动性﹔外部滑剂是使塑料从金属模具表面易于脱模。
常用滑剂有脂肪酸酯类或脂肪酯醯胺类、烃类(如天然石腊),金属皂类。
4.10 可塑剂(Plasticizer)可塑剂为挥发性低的物质,添加于塑料时,能使塑料的弹性系数增加或减少,而于常温时增加柔软性,高温时易于加工,以PVC为例,添加量愈多时制品愈软。
可塑剂又分为一次可塑(主可塑剂)通常与树脂兼容性良好,可单独使用﹔而二次可塑料剂(辅助可塑剂),其兼容性有限,只能添加少许量以改良性质。
可塑剂的主要分类:(一)酸酯类--如DOP, DBP等﹔(二)直链二元酸酯类:此为耐寒一次可塑剂如DOA等﹔(三)磷酸脂类:具有耐燃性,耐化学性如TCP﹔(四)环氧化油类、无毒性、耐菌性差如环氧大豆油﹔(五)苯三甲酸酯类,如TIDTM﹔(六)高分子类(又称聚酯可塑剂)特点:挥发性及移行性低,如Polyglycoladipate等﹔(七)其它,如脂族羟类。
4.11 硬化剂(Curing agent)硬化剂目的在促进塑料形成交联结构称之硬化,其目的提高机械强度、耐热性、耐溶剂性、与尺寸稳定性,如DCP ……等。
4.12 填充剂(Filler)改善机械强度作为补强剂,增加重量作为增量剂,以降低成本,如高岭土,碳酸钙等。
4.13 其它4.13.1 成核剂(Nucleating agent)有些无机粉未在发泡中可使泡棉结构更为细致。
导电剂:如碳烟,金属粉未等。
5 塑料调配设备原料(配方)→混合→混炼→冷却(气冷或水冷)→切断→胶粒常用混合设备,如汉氏混合机(Henshel mixer)常用混炼设备,有双螺杆或多段炼押出机﹔有捏合机(Kneader),以布氏双向捏合机(Buss Ko-Kneader)最有名。
6. 塑料的加工形式有射出成型,押出成型……等。
电线绝大部分用押出成形(Extrusion),是将热熔性塑料在加热筒内溶化再用螺杆予以押出。
7 塑料之鉴别7.1 燃烧法依下述简易方法进行:7.1.1 是否燃烧﹔7.1.2 燃烧火焰颜色﹔7.1.3 是否冒烟﹔7.1.4 冒烟颜色﹔7.1.5 烟为清烟或含炭灰之烟﹔7.1.6 是否有溶胶滴落﹔7.1.7 溶胶是否继续燃烧﹔7.1.8 有何气味。
7.2 例举常用各种塑料性质7.2.1 燃烧法Teflon:遇火软化变形,有邹曲薄层,少量焦炭,微焦发味,不可燃性遇火软化。
PVC:绿色光罩,绿焰及黄焰滚滚冒出,软化冒出白烟并有盐酸味(自熄性塑料)。
PE:兰色光罩,燃烧区熔融透明,有熔胶滴落及蜡烛味(延烧性塑料)。
PP:兰色光罩,燃烧区熔融透明,有熔胶滴落及煤油味(延烧性塑料)。
PU:黑烟,有熔胶滴落,无焦灰,氮氧化合物味,延烧性。
Nylon:兰色光罩,熔融,头发焦味,自熄性。
Silicone类:无味,浓浓白烟,白色残余灰份,自熄性。
7.2.2 比重法品名 PVC;Teflon;PE;PP比重硬质1.30-1.58软质1.16-1.35; 2.08-2.2 ;0.917-0.965;0.90-0.92品名 PU;Nylon ;Silicone PVDF比重 1.1-1.5 1.12-1.15 / 1.76-1.787.2.3 其它法如光谱分析法、溶剂鉴别法……等。