橡胶电缆中铜线发黑的各种原因

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-21 2:11:08 * 浏览: 39
1橡胶发粘和铜丝发黑的原因1.1铜丝本身的原因在1950年代和1960年代,大多数国内制造商使用的铜含量为99.99%的普通铜棒,所有这些都是有氧铜棒。 ,生产方法是将黑铜锭经过多次轧制加热后制成黑铜棒,再经大,中,小拉深后制成较细的铜线。由于铜本身不是无氧铜,因此在加工过程中铜线的表面不可避免地会被氧化。在1980年代,中国引进了先进的无氧铜棒生产技术,并引进了国内开发的无氧铜棒生产技术,使整个电线电缆行业都使用了无氧铜棒,这无疑改善了铜线的发黑性。但是,由于铜棒的加工,特别是对增韧工艺的掌握以及加工后的铜芯的不良储藏条件,铜芯本身已被轻微氧化,这也是铜芯变黑的原因之一。铜线。 1.2橡胶配方的原因在1950年代,橡胶绝缘材料使用了天然橡胶和丁苯橡胶的组合。由于绝缘橡胶与铜线直接接触,因此硫不能直接用作硫化剂。即使使用少量的硫也会使铜线变黑。必须使用一些可以分解游离硫的化合物,例如上述促进剂TMTD,硫化剂VA-7,并且必须使用某些硫化促进剂来提高硫化速度和硫化程度,以确保绝缘体的物理和机械性能。橡胶及电气性能。但是从绝缘橡胶的弹性,强度和永久变形来看,它不如含硫橡胶(如果您不考虑铜线变黑)。数十年的实践证明,TMTD不能解决铜线变黑的问题。另外,绝缘橡胶应具有各种颜色。红色,蓝色,黄色,绿色和黑色是基本颜色。这些颜色的出现还将使橡胶发粘而铜线发黑。配方中的主要填料是轻质碳酸钙和滑石粉。由于价格,一些制造商使用特别便宜的碳酸钙和滑石粉来降低成本。这些填充剂的粒子粗大,游离碱含量大,杂质多,因此物理机械性能相对差,电学性能不佳,并且容易使铜线变黑。一些工厂使用活性超细碳酸钙来改善绝缘橡胶的物理和机械性能,并且大多数活性钙都经过硬脂酸处理,这也是使铜线变黑的原因。硫化剂VA-7的使用可以改善铜线的变黑,但是由于硫化不足,橡胶的永久变形会很大,从而使橡胶变粘。特别是在添加促进剂ZDC之后,硫化速度增加。为了防止焦化,还添加了加速器DM以延迟焦化时间。根据促进剂ZDC的结构,在TETD结构中的两个连接的硫之间间接存在金属锌。结构式为:SSH5C2‖H5C2> NCS-Zn-SCN <H5C2H5C2,而TEDD结构式SSH5C2‖H5C2> NCSSCN <H5C2H5C2非常接近。在该配方中,仍然无法避免与秋兰姆具有相似结构的铜线变黑。变黑可能需要一点时间,但尚未从根本上解决。 2从电线电缆结构的分析2.1铜的催化老化是橡胶粘性的重要原因。前苏联电缆科学研究院的测试证明,硫化过程中铜从与橡胶的接触中渗入绝缘橡胶中,厚度为1.0-2.0mm的绝缘橡胶含有0.009-0.0027%的铜。众所周知,微量铜对橡胶具有很大的破坏作用,这就是我们通常所说的重金属对橡胶的催化老化。在绝缘硫化过程中,会析出一些游离硫并与铜反应形成活性的含铜基团:CH3│CH2-CH-C-CH2-CH2-│SS││CuCu在老化过程中较弱-SS-键断裂形成活性的含铜基团碱:Cu-S-,它与橡胶相互作用,同时与氧气相互作用,破坏橡胶的长键分子,并使橡胶柔软而发粘。它是低分子链的组合。法国橡胶研究所在研究粘性问题时也指出:如果橡胶含有有害金属,例如铜和锰等重金属盐,无论促进剂的类型如何,都会发生橡胶粘性。 2.2橡胶护套电缆中的硫向绝缘橡胶和铜线表面的迁移,前苏联科学家使用放射性同位素确定了硫在电缆护套橡胶中扩散的可能性。在基于天然橡胶的硫化橡胶中,游离硫的扩散系数在130-150°C的温度下约为10-6 cm2 / s。在连续硫化设备中,对护套橡胶进行硫化时,温度在185-200℃之间,扩散系数更大。由于游离硫在橡胶套中的扩散,秋兰姆橡胶的结构发生了变化,并可能形成多硫键。这些多硫化合物通过化学分解和结合(即“化学扩散”)实现迁移。作为迁移的结果,不仅可以改变绝缘橡胶的结构并降低其耐热性,而且硫与铜表面反应形成硫化铜和硫化亚铜,从而使铜线变黑。硫化铜和硫化亚铜反过来会加速橡胶的老化,进而导致胶粘的发生。 3加工技术的原因3.1橡胶加工的原因在结合使用天然橡胶和丁苯橡胶的绝缘配方中,需要对天然橡胶进行增塑以提高其可塑性。为了生产产量,一些大型工厂使用内部混合器进行增塑,并添加少量化学增塑剂-促进剂M以提高可塑性。如果未很好地控制咀嚼温度和生胶滤胶的温度,并且发生了140℃以上的高温,则将生胶放在开炼机上时,它会缓慢通过滚筒,并且橡胶会积聚在它同时暴露在热氧气和促进剂M中。这种效果,您会发现橡胶表面似乎涂有一层油。实际上,在化学增塑剂的促进下,橡胶分子严重断裂,从而导致分子量较小的较软且粘性的橡胶。尽管后来与丁苯橡胶混合以生产绝缘橡胶,但这些小分子量天然橡胶均匀地分散在橡胶中。将这些橡胶挤出到铜线上进行连续硫化后,此时可能没有问题。 ,但是它已经掩埋了橡胶粘在铜线上的隐患,也就是说,这些小分子量的天然橡胶将首先出现局部粘在铜线上的现象。在绝缘橡胶中添加硫化剂和促进剂的过程也很重要。一些小型工厂在开炼机中添加了硫化剂,也就是说,将盛有硫化剂的罐倒在桶的中间,中间要多很多,而两侧则少一些。当将硫化剂吞入橡胶中时,旋转三角形的次数减少,这将导致硫化剂在橡胶中的分布不均匀。这样,在挤出包装的连续硫化过程中,在硫化剂较多的地方容易发生铜线发黑,长时间附着在铜线上的橡胶会出现在黑处。 3.2绝缘橡胶硫化的原因一些公司为了追求生产,连续硫化管只有60米长,蒸汽压力为1.3Mpa,硫化速度必须设置为120 m / min,因此停留时间管内绝缘橡胶的使用寿命仅30秒。橡胶本身是不良的热导体。内表面温度绝缘线芯的温度高于190°C。当温度传递到与铜线接触的内部橡胶时,它又被铜线吸收,并且铜线加热到内部橡胶的温度。 ,硫化橡胶丝芯已从硫化管中取出。这样,内部橡胶的温度相对较低,约为170℃。仅几秒钟后,它将退出硫化管,进入冷却并收紧,绝缘橡胶将被充分硫化。为了达到足够的硫化。促进剂TMTD(用作硫化剂)的含量高达3.4%。过量的硫化剂将在硫化过程中释放出更多的游离硫。除交联橡胶分子外,还有过量的游离硫。这是导致铜线变黑的原因