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电线电缆绝缘及护套材料技术分析

作者:毕业论文网时间:2023-10-31 23:39:55阅读:207来源:本站

为了有效解决当前电线电缆行业产品同质化现象,提高相关企业的市场竞争力,企业必须做好产品加工材料和加工技术研究,确保基于深入研究发现过去产品生产的不足,然后提出有针对性的调整策略,为电线电缆企业带来更可观的经济效益。


一、电线电缆概述


电线电缆产品的主要用途是电能传输,是一种能够实现电磁能转换的电线产品,其截面形状大多为长条。通过观察电线电缆产品的截面特点,产品的主要结构大致可分为护套层、导线、绝缘层、屏蔽层等部分。根据其应用场景和使用要求,产品结构的简单性也存在差异。电线电缆产品的主要应用分为:一是电力系统。包括电磁线、高空线、汇流排等;二是信息传输系统。包括电话线、电视电缆、电力通信电缆等;三是设备仪表系统。包括设备仪表线、电磁线等。电缆绝缘和护套材料中的微损伤和微裂纹会对电缆的性能和安全造成很大的潜在危害,维护过程极其复杂,成本极高,使自修电线电缆日益成为未来的发展趋势。近年来,随着人们对自修材料研究的深入和不断创新,电缆绝缘和护套材料(PE、PVC、PP等。)已经出现了被赋予自我修复能力的研究成果。从这些研究成果中不难发现,外援自我修复材料自我修复效率好,但难以实现多次重复修复;特征自我修复材料工艺复杂,利用共价键断裂生成完成损坏修复,可多次重复修复。自修材料在实现自修时,通常需要借助外界刺激(如热处理等)才能达到更好的修复效果。考虑到电缆在运行过程中伴随着热量的产生,是否能有效利用这些热量为自修材料创造有利的自修条件将是一个值得深入研究的方向。此外,自修电缆材料未来的研究方向如下:①降低生产成本;②减少自修时间,提高自修效率;③减少材料自修复后的电气性能和机械性能损伤;④继续开发环保型自修材料。


二、电线电缆绝缘及护套材料技术分析


1.材料的重要性


目前,国内企业在电线电缆生产中,原材料质量无法达到预期性能,影响产品质量。因此,有关部门必须重视绝缘护套材料的质量管理,严格控制这部分材料的质量检验,节约不必要的资金投入,提高电线电缆产品的生产质量。


2.材料标准要求


只有管理标准完善的材料标准,才能保证材料质量,提高电线电缆产品的生产合格率。无卤低烟聚烯烃、聚氯乙烯等材料需要在绝缘护套生产中使用,这些材料都有相应的国家标准和行业标准,也比较权威。在采购过程中,必须严格遵循这些标准。在综合比较分析中不难发现,材料筛选验收应按相关标准签订采购合同,产品应根据标准合理选择,最适合产品生产的原材料应根据工艺性能分析进行优化。


3.材料质量控制


为保证检验结构的准确性,在检验绝缘护套材料时,应使用专用样品制备设备和检验设备进行操作。其中,整体样品制备过程繁琐,性能测试耗时长,部分测试类别甚至长达10天,大大提高了生产企业材料质量检验的难度。很多工作人员认为,大量资源配备后,每次采购都要花很多时间才能知道结果,导致大量资源无法使用,操作可行性太低,所以材料质量控制非常困难。


三、电缆绝缘及护套材料自修复


1.塑料类


利用马来酸酐、乙二胺和乙腈溶液制备乙基双马来酰胺酸酸酸(DMA),再次使用F-C接枝反应将呋喃接枝到PVC得到Furrr-g-PVC,最后通过Fur-g-聚氯乙烯中的呋喃环与DMA中的双马来酰胺发生D-A反应,制备出具有自修功能的新型聚氯乙烯材料。制备的新型聚氯乙烯材料可实现材料的自修复,热处理修复温度为10℃。对断裂哑铃自修系统进行60℃热处理修复试验,断面发生D-A成键反应,拉伸强度一次修复率为5.6%。微胶囊愈合剂分散在聚氯乙烯复合材料中,其复合材料表现出良好的自修复能力,可在室温下~3小时完成自修复。此外,GMA—C=C—多硫醇与环氧基的反应,硫醇-烯的“点击”反应比硫醇-环氧更快。


2.聚丙烯(PP)


研究了Fenip/PP纳米复合材料的微波修复技术及其机制。结果表明,微波愈合技术可以实现PP基复合材料的自修复性能。在微波的作用下,微波可以与Feni纳米粉体形成磁性相互作用,从而在Fenip/PP纳米复合材料的局部领域形成流动相。流动相自由向微裂纹移动并修复,实现Fenip/PP纳米复合材料的自愈合。微波处理的最佳时间为15min。微波修复后,复合材料的微裂纹闭合,复合材料的拉伸强度可恢复到损伤前的90%。


3.聚酰胺(PA)


PA通常被称为尼龙,具有优异的电绝缘性能,高体积电阻,高耐击穿电压,是一种优良的电绝缘材料,通过迈克尔加成和熔融缩聚合成双马来酰亚胺,再与乙酸酐脱水环合成(BMIMP)D-A反应,引入可逆D-A反应,制备具有自修复功能的交联聚酰胺。通过高纯度二聚酸(DA)二亚乙基三胺(DETA)聚酰胺弹性体的收缩反应成功制备了具有快速自愈能力的聚酰胺弹性体(DPE)。结果表明,在DPE网络结构中,长聚合物链相互物理缠结,酰胺基团和仲胺结构之间也发生化学交联。此外,不同链段的酰胺键之间形成的许多氢键赋予DPE在室温下自愈的能力。DPE自愈效率可在h内达到80%,表现出良好的自修复性能。通过α,ω-二烯二酰胺单体的无环二烯烃易位聚合制备了超自愈合聚酰胺。结果表明,高密度氢键、链缠结和刚性结晶域为这些弹性体提供了高拉伸强度(1.4MPa)和高韧性(37.5)MJm-3)。动态氢键网络与烯烃在无定形基质中的交叉复分解共存,为弹性体提供了良好的自愈能力,具有近100%的划痕恢复能力。自愈聚酰胺极限拉伸强度恢复率和断裂伸长率恢复率分别达到87.8%和109%。


4.聚酰亚胺(PI)


PI具有优异的机械性能、电气性能、化学稳定性、抗辐射性能、耐高温性和耐低温性,常用于电机槽绝缘和电缆包装材料。不同类型的芳香二胺单体和芳香二酐单体合成各种氨基密封端适用于亚胺收缩反应的酰亚胺单体,然后与对苯二甲醛进行醛胺收缩反应,得到杂化材料。研究结果表明,该合成方法实现了聚酰亚胺和聚亚胺的有机结合。杂化材料具有优异的机械性能和热稳定性,材料损坏后热压修复不会失去原有的基本性能,修复率达到95%以上。


结束语


综上所述,电线电缆产品质量的提高需要注意绝缘和护套材料的质量,一方面需要加快材料标准的完善,确保材料标准能够指导产品加工标准;另一方面,企业需要做好产品标准与材料问题的差异分析,通过工艺验证、结构设计和材料选择来提高电线电缆产品的质量。同时,注重采购控制,完善材料验证管理机制,全面审查电线电缆绝缘和护套材料的质量控制。


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