高壓電纜XLPE絕緣材料通常是通過向低密度聚乙烯中加入交聯劑和抗氧劑等添加劑后,再經歷熔融、擠出、交聯和脫氣等過程制得,故其主要的添加劑是交聯劑和抗氧劑。而添加劑對XLPE絕緣材料的加工性、力學性能、熱學性能以及電學性能均有顯著的影響。
文章概要
本文采用液體交聯劑(2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷,DHBP)和液體抗氧劑(α-生育酚和山梨醇)作為XLPE絕緣材料的添加劑,分別測試二者對XLPE材料抗焦燒性能、凝膠含量、脫氣特性、力學性能、耐老化性和介電性能等的影響,進而探討其作用機理。
結果表明:液體交聯劑2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷具有較高分解溫度和參與交聯的長鏈烷基,可同時提升交聯聚乙烯絕緣材料的抗焦燒性能和凝膠含量,并降低交聯副產物含量。而液體抗氧劑α-生育酚和山梨醇具有良好的相容性,二者可形成具有溫度依賴性的質子轉移反應,可以在保證材料凝膠含量的前提下提升材料的抗焦燒性能。此外,液體交聯劑和抗氧劑能夠提升交聯聚乙烯絕緣的擊穿性能,同時保證熱力學性能。
圖文解讀
圖1 XLPE絕緣材料的加工性能
圖2 XLPE絕緣材料的熱力學性能和介電性能
實驗結論
(一) 液體交聯劑DHBP具有較高分解溫度,有利于提升XLPE絕緣材料的抗焦燒性能,而DHBP的長鏈烷基參與交聯反應且在交聯網絡中充當橋梁,可提升XLPE交聯密度并降低交聯副產物含量。
(二)液體抗氧劑α-生育酚和山梨醇具有更高的相容性,二者在較低溫度下形成有效的質子轉移反應,而在高溫下該反應被抑制,因此可在保證凝膠含量的同時提升XLPE絕緣材料的抗焦燒性能。
(三)液體添加劑能否保證XLPE絕緣材料的熱力學性能并提升擊穿特性,取決于交聯密度的提升、交聯副產物的降低以及液體抗氧劑的穩定性與相容性。
作 者 |張耀東、任 想
來 源 |《絕緣材料》
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