聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为根底,参加各种配合剂混合而成的。其机械功能优越、耐化学腐蚀、不延燃、耐气候性好、电绝缘功能好、简单加工、成本低,因而是电线电缆绝缘和护套用的好资料。
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,
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) 是热塑性的高分子资料,可塑性和柔软性较好。
(2)因为C Cl极性键的存在,树脂具有较大德极性,因而介电常数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。另外因为极性键的存在,分子间的效果力较大,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,参加适量的配合剂,就能改进树脂的功能。
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首要选用悬浮聚合方法,电线电缆就是选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)和严密型树脂(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,因而电线电缆用的树脂是疏松型。树脂的特性如下:
项目 | 疏松型树脂 | 严密型树脂 |
粒子直径 | 50-150μm | 20-100μm |
颗粒外形 | 不规则,由多球并合而成 | 球形外表光滑,呈单球 |
颗粒断面结构 | 疏松多孔,微粒间空隙大 | 微粒间空隙小 |
吸收增塑剂 | 快 | 慢 |
塑化功能 | 塑化速度快 | 塑化速度慢 |
3.聚氯乙烯的首要功能
1)电绝缘功能:聚氯乙烯树脂是一种极性较大的电介质,电绝缘功能较好,但比较非极性资料(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,一般用在15kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘资料。
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,因为温度的直接影响和机械力的效果,易放出氯化氢,在氧的效果下,产生降解或交联,导致资料变色发脆,物理机械功能明显下降,电绝缘功能恶化,因而聚氯乙烯老化。为改进它的老化性,有必要添加一定的稳定剂。
3)热机械功能: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况,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况,这很难满意电线电缆使用要求。为此,有必要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低性。参加适量的增塑剂可以调节玻璃化温度,以添加塑性,达到柔软性,提高机械功能。
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