聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础,加入各种配合剂混合而成的。其机械性能优越、耐化学腐蚀、不延燃、耐气候性好、电绝缘性能好、容易加工、成本低,因此是电线电缆绝缘和护套用的好材料。
1.聚氯乙烯树脂
聚氯乙烯树脂是由氯乙烯聚合而成的线型热塑性高分子化合物,其分子结构如下:
H H H H H H
…… C C C C C C ……
Cl H Cl H Cl H
n
从该分子结构看,聚氯乙烯具有以碳链为主链,呈线型,含有C Cl极性键。聚氯乙烯树脂具有下列基本特性:
(1)是热塑性的高分子材料,可塑性和柔软性较好。
(2)由于C Cl极性键的存在,树脂具有较大德极性,因此介电常数ε和介质损耗角的正切值较大,在低频情况下,有较高的耐电强度。另外由于极性键的存在,分子间的作用力较大,机械强度较高。
(3) 分子结构中含有氯原子,树脂具有不延燃和较好的耐化学腐蚀性及耐气候性。氯原子能破坏分子的晶体结构,树脂的耐热性较低,耐寒性较差,加入适量的配合剂,就能改善树脂的性能。
2.聚氯乙烯树脂的种类
聚乙烯的聚合方法有:悬浮聚合、浮液聚合、本体聚合和溶液聚合四种。
聚氯乙烯树脂的制造目前主要采用悬浮聚合方法,电线电缆就是采用悬浮法聚氯乙烯树脂。
聚氯乙烯悬浮聚合过程中所用树脂的结构形状有:疏松型树脂(XS型)和紧密型树脂(XJ型)。疏松型树脂质地疏松,吸油性大,易于塑化,加工操作控制方便,晶点少,因此电线电缆用的树脂是疏松型。树脂的特性如下: 产品来自:www.zgsljt.com
项目 |
疏松型树脂 |
紧密型树脂 |
粒子直径 |
50-150μm |
20-100μm |
颗粒外形 |
不规则,由多球并合而成 |
球形表面光滑,呈单球 |
颗粒断面结构 |
疏松多孔,微粒间间隙大 |
微粒间间隙小 |
吸收增塑剂 |
快 |
慢 |
塑化性能 |
塑化速度快 |
塑化速度慢 |
3.聚氯乙烯的主要性能
1)电绝缘性能:聚氯乙烯树脂是一种极性较大的电介质,电绝缘性能较好,但比较非极性材料(如聚乙烯、聚丙烯)稍差。树脂的体积电阻率大于1015Ω·cm;树脂在25oC和50Hz频率下的介电常数ε为3.4~3.6,当温度和频率变化时,介电常数也随之明显的变化;聚氯乙烯的介质损耗正切tgδ为0.006~0.2。树脂的击穿场强不受极性影响,在室温和工频条件下的击穿场强比较高。但聚氯乙烯的介质损耗较大,因而不适用于高压和高频场合,通常用在15kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘材料。
2)老化稳定性:从分子结构上看,氯原子都与碳原子相连,应具有较高的耐老化稳定性。但在生产过程中,由于温度的直接影响和机械力的作用,易放出氯化氢,在氧的作用下,产生降解或交联,导致材料变色发脆,物理机械性能显著下降,电绝缘性能恶化,因此聚氯乙烯老化。为改善它的老化性,须***添加一定的稳定剂。
3)热机械性能:聚氯乙烯树脂为无定型聚合物,在不同温度下具有三种物理状态,即玻璃态、高弹态、粘流态。聚氯乙烯树脂的玻璃化温度为80oC左右,粘流温度160oC左右。在常温下处于玻璃状态,这很难满足电线电缆使用要求。为此,须***将聚氯乙烯进行改性,使其在室温下具有较高的弹性,同时又兼有较高的耐热性和耐零性。加入适量的增塑剂能够调节玻璃化温度,以增加塑性,达到柔软性,提高机械性能。
4.电线电缆用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料是多组份塑料,根据不同的使用条,改变配合剂的品种和用量,能够制得不同品种的电线电缆用聚氯乙烯塑料。
聚氯乙烯电缆塑料按其在电线电缆上用途不同,可分为绝缘级电缆料和护层级电缆料。
(1) 绝缘用聚氯乙烯塑料
根据电线电缆的使用要求和特性,绝缘用聚氯乙烯塑料的类型、性能、要求及主要用途如下表所示。
绝缘用PVC塑料分类及性能
类型 |
性能要求 |
使用温度 |
主要用途 |
绝缘级 |
电绝缘性能较好,有一定的耐热性、柔软性 |
70oC |
通信、控制、信号及低压电力电缆绝缘 |
普通绝缘级 |
有一定的电绝缘性能,有较好的柔软性及耐大气性、廉价 |
70oC |
室内固定敷设的电线、护套软线、500V农用电缆以及仪表安装用电线的绝缘 |
耐热绝缘级 |
有较佳的耐热老化性和耐变形性,电绝缘性能较好 |
80oC
105oC |
要求耐热较高的船用电缆、航空导线、电力电缆及安装用电线的绝缘 |
高电性能绝缘级 |
较佳的电绝缘性能,绝缘电阻高、介电性能好,有一定的耐热性 |
70oC |
电压为6kV-10kV级的电力电缆的绝缘 |
耐油耐溶剂绝缘级 |
具有较好的耐油性、耐溶剂性和柔软性,电绝缘性能较好 |
70oC |
用于接触油类和化学物质的电线电缆的绝缘级 |
阻燃绝缘级 |
电绝缘性能较好,有较高的耐火焰燃烧性,柔软性较好 |
70oC |
固定敷设的电力电缆、矿用电缆、安装用电线的绝缘 |
各类聚氯乙烯绝缘料的技术要求见下表。
绝缘用PVC塑料的技术要求
技术指标 |
绝缘级 |
普通
绝缘级 |
耐热绝缘级 |
高电性
绝缘级 |
80oC |
105oC |
体
积
电
阻
系
数
(Ω·cm)
≥ |
20oC |
1×1014 |
1×1014 |
3×1014 |
3×1014 |
5×1014 |
70oC |
1×1011 |
1×1010 |
- |
- |
5×1011 |
80oC |
- |
- |
5×1011 |
- |
- |
105oC |
- |
- |
|
2×1011 |
- |
击穿场强(kV/mm) ≥ |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
介质损耗角正切tgδ(20~85oC)≤ |
- |
- |
- |
- |
0.1 |
介质损耗因素ε,
≤tgδ(20~85oC) |
|
|
|
|
0.75 |
拉伸强度(N/mm2)≥ |
180 |
170 |
200 |
200 |
200 |
断裂伸长率(%)≥ |
200 |
220 |
180 |
200 |
160 |
低温冲击
压缩温度(oC)≤ |
0 |
-10 |
+3 |
- |
+5 |
200 oC热稳定
时间(min)≥ |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
软化温度(oC) |
170~190 |
170 ~190 |
180~195 |
- |
175~185 |
热
老
化
性
能 |
老化温度(oC) |
110 |
110 |
113 |
136 |
110 |
老化时间(h) |
48 |
48 |
168 |
168 |
48 |
K1(%)≥ |
- |
- |
- |
80 |
- |
K2(%)≥ |
70 |
75 |
80 |
70 |
70 |
失重(%)≤ |
6.0 |
7.0 |
5.0 |
2.5 |
6.0 |
产品来自:www.zgsljt.com |
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