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橡套电缆内部铜丝发黑的主要原因和发黑原理

    橡套电缆的铜丝发黑是一种常见的现象,很多人以为这跟橡套电缆的设计及橡套的配方有关,今天我们从橡套电缆的结构、加工工艺的角度来分析下,橡套电缆铜丝发黑的主要原因和发黑原理!

    从橡套电缆结构分析

    1、铜的催化老化是橡皮发粘的重要原因前苏联电缆科学研究院试验证明:硫化过程中铜从与橡胶接触处渗入到绝缘橡胶中,1.0-2.0mm厚度的绝缘橡皮含铜0.009-0.0027%。众所周知,微量铜对橡皮有极大的破坏作用,也就是我们通常说的重金属对橡胶的催化老化。在绝缘硫化过程中,秋兰姆析出若干游离硫与铜反应,形成活性含铜基团: CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化时,较弱的-S-S-键断裂,形成活性含铜基:Cu-S-,它与橡胶作用,同时与氧作用,破坏橡胶的长键分子,使橡胶变软变粘,是低分子链的组合。法国橡胶研究院研究发粘重现问题时也指出:如果橡胶中含有有害的金属,如:铜、锰等重金属盐类,那么不管促进剂的种类,均会发生橡胶发粘现象。

    2、橡套电缆中硫磺向绝缘橡皮和铜线表面的迁移前苏联科学家应用放射性同位素证实了电缆护套橡胶中硫扩散的可能性。以天然橡胶为基的硫化胶中,在130-150℃的温度下,游离硫的扩散系数约为10-6cm2/s。连续硫化的生产厂,硫化护套橡胶时,温度在185-200℃之间,这个扩散的系数就更大。由于橡套游离硫的扩散,改变了秋兰姆橡胶的结构,可能形成多硫键。这些多硫化合物通过化学分解和化合实现迁移,即'化学扩散'。由于迁移的结果,不仅可改变绝缘橡皮的结构,降低其耐热性,而且硫与铜表面反应,形成硫化铜和硫化亚铜,导致铜线发黑。反过来,硫化铜和硫化亚铜加速橡胶的老化,又导致发粘现象的发生。

    加工工艺方面的原因

    1、橡料加工方面的原因在以天然胶和丁苯胶并用为基础的绝缘配方中,天然胶需要通过塑炼来提高橡胶的可塑性。有些大厂为了产量,用密炼机塑炼,还要加入少量的化学增塑剂--促进剂M来提高塑性。如果塑炼温度和生胶滤橡时的温度控制不好,出现140℃以上的高温,当生胶放到开炼机上缓慢通过滚筒,而上面的积胶由于受到热氧和促进剂M的同时作用,会发现橡胶表面好象涂了一层油,实际上是橡胶分子在化学增塑剂的促进下断链比较严重,产生了比较软和粘的较小分子量橡胶。虽然后来与丁苯胶并用混炼出绝缘橡料,这些小分子量的天然胶被均匀地分散在胶料中,这些胶料挤包在铜丝上进行连续硫化后,当时可能看不出什么问题,但已经为橡胶粘铜丝埋下了一个隐患,也就是说,这些小分子量的天然胶将首先出现局部粘铜丝现象。绝缘橡皮加硫化剂和促进剂的工艺也十分重要。有些小厂在开炼机上加硫化剂,就是将装有硫化剂的罐子,在滚筒的中部倒入,中间很多,而两边较少。当硫化剂吃入橡皮中,翻三角的次数较少,会使硫化剂在橡料中分布不均匀。这样在挤包连续硫化时,含硫化剂比较多的地方很容易出现铜丝发黑现象,在发黑的地方时间一长,还会出现橡皮粘铜丝的现象。

    2、绝缘橡皮硫化方面的原因有些企业为了追求产量,连续硫化管只有60米长,蒸汽压力是1.3Mpa,而硫化速度要开到120米/分,这样绝缘橡胶在管中的停留时间只有30秒。橡皮本身是热的不良导体,绝缘线芯表面温度大于190℃,当温度传热到与铜线接触的里层橡皮时,又被铜线吸热,铜线升温到与里层橡皮温度接近时,硫化的橡皮电线芯已经出硫化管了。这样里层橡皮温度比较低,大约为170℃,停留只有几秒钟就出硫化管,进入冷却和收线,绝缘橡皮就会硫化不足。为了达到足够的硫化。促进剂TMTD的用量(作硫化剂用)高达3.4%,过量的硫化剂,在硫化过程中放出的游离硫也多,除供交联橡胶分子外,还有多余的游离硫。这是促使铜线表面发黑的原因。

    总之,解决橡套电缆铜丝发黑的问题,难度仍然较大,从铜丝到橡皮的每一道工序都要认真对待,才能取得较好的效果。胶种选择和硫化体系的采用仍是问题的关键所在。这个问题的解决需要经历时间的考验。

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点击次数:  更新时间:2019-07-09  【打印此页】  【关闭
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