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    如何避免橡套電纜銅線發黑?

    時間:2022-08-11 瀏覽次數:

      使用一段時間后,橡套電纜的銅線經常變黑。研究發現,橡套電纜銅線發黑的原因有很多,不僅與橡膠的材料配方有關,還與銅線本身的狀態、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜結構、護套橡膠配方、生產環境等諸多因素有關。

      

    橡套電纜


      20世紀50年代和60年代,中國大多數國內制造商使用普通銅棒(銅含量為99.99%,均為需氧銅棒)。生產方法是將銅錠加熱,多道壓延后制成黑銅棒。銅棒經大、中、小拉拔后制成較細的銅線。由于銅本身不是無氧銅,在加工過程中銅線表面不可避免地會發生氧化。20世紀80年代,中國引進的先進無氧銅棒生產技術和中國開發的無氧銅棒工藝使整個電線電纜行業開始使用無氧銅棒,大大改善了銅線發黑問題。然而,由于橡套電纜銅棒的加工,特別是對增韌工藝的掌握,以及加工后銅芯的儲存條件較差,銅芯表面出現輕微氧化。

      20世紀50年代,天然橡膠和丁苯橡膠被用于橡膠絕緣。由于橡套電纜的絕緣橡膠與銅線直接接觸,硫不能直接用作硫化劑。即使少量硫也會使銅線變黑,因此必須使用一些可以分解游離硫的化合物,如促進劑TMTD和硫化劑va-7。同時,還需要與硫促進劑配合,提高硫化速度和硫化程度,以確保絕緣橡膠的物理、機械和電氣性能。然而,從絕緣橡膠的彈性、強度和永久變形性能來看,含硫橡膠很好(暫時不考慮銅線發黑)。

      實踐證明,TMTD不能解決銅線發黑問題。同時,絕緣橡膠將有各種顏色,其中紅色、藍色、黃色、綠色和黑色是基本顏色。這些顏色的出現會使橡膠變粘,橡套電纜的銅線變黑。配方中的主要填料是輕質碳酸鈣和滑石粉,但由于價格因素,一些制造商使用低成本碳酸鈣和滑石粉以降低成本。這些填料顆粒較粗,游離堿含量大,且有許多雜質,因此物理機械性能相對較差,電氣性能不好,并且容易導致銅線變黑。一些制造商使用活性超細碳酸鈣來改善絕緣橡膠的物理機械性能,大多數活性鈣用硬脂酸處理,這也是銅線發黑的原因。使用硫化劑va-7可以改善銅線的發黑,但由于硫化程度不足,橡膠的永久變形較大,這將導致橡膠粘性。特別是加入促進劑ZDC后,硫化速度加快。為了防止灼燒,還添加了加速器DM以延遲灼燒時間。鑒于促進劑ZDC的結構,在TETD結構中,金屬鋅連接在兩個相連的硫之間。

      銅的催化和老化是橡膠粘性的重要原因。前蘇聯電纜科學研究所的試驗證明,在硫化過程中,銅從與橡膠接觸處滲透到絕緣橡膠中,厚度為1.0-2.0mm的絕緣橡膠中含有0.009-0.0027%的銅。眾所周知,即使是少量的銅也會對橡膠產生巨大的破壞性影響,這就是我們通常所說的重金屬對橡膠的催化和老化。在絕緣硫化過程中,分析出的一些游離硫與銅反應,形成含銅活性基團。在老化過程中,弱s-s鍵斷裂并形成含cu-s-的活性銅。這種低分子鏈的結合在與橡膠相互作用時與氧反應,破壞橡膠的長鍵分子,使橡膠變得柔軟而有粘性。



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