在使用一段时间后,橡套电缆铜丝颜色往往会发黑。究其原因发现:导致橡套电缆铜丝发黑的原因有很多,除了和橡皮的材料配方有关外,还与铜丝本身所处的状态、橡胶加工工艺、橡胶硫化工艺、电缆的结构、护套橡胶配方以及生产环境等诸多因素有关。二十世纪五六十年代,我国国内大多数厂家均使用普通铜杆(铜含量为99.99%,均为有氧铜杆),生产方法都是铜锭加热后经多道压延后制得黑色铜杆,在大、中、小拉后将铜杆制成比较细的铜丝。因为铜本身并非是无氧铜,在加工过程中铜丝表面难免会发生氧化。二十世纪八十年代,我国引进的先进无氧铜杆生产技术,以及国内自行研发的无氧铜杆工艺,使整个电线电缆行业开始使用无氧铜杆,大大地改善了铜丝发黑的问题。但由于对铜杆的加工,特别是韧炼工艺的掌握以及加工后铜线芯存放条件恶劣,使铜线芯表面发生轻微的氧化。
二十世纪五十年代,橡胶绝缘均采用**胶和丁苯胶并用配方。由于绝缘橡皮直接与铜线接触,不能直接使用硫磺作硫化剂,即使使用很少的硫磺也会使铜线发黑,所以不得不使用一些能够分解出游离硫的化合物,如促进剂TMTD、硫化剂VA-7,同时还要配合硫化促进剂来提高硫化速度和硫化程度,确保绝缘橡皮的物理机械性能和电气性能。但从绝缘橡皮的弹性、强力和*变形性能角度来说,加有硫磺的橡皮是较好的(暂且不考虑铜丝发黑)。
实践证明:TMTD无法解决铜丝发黑问题。同时,绝缘橡皮会有各种颜色,其中的红、蓝、黄、绿、黑是基本颜色,这些颜色的出现会促使橡皮发粘和铜丝发黑。配方中的主要填充剂是轻质碳酸钙和滑石粉,但受价格因素影响,一些厂家为了降低成本,使用的是低价碳酸钙和滑石粉。这些填充剂粒子粗、游离碱的含量大、杂质多,所以物理机械性能比较差,电性能不好,还容易造成铜丝发黑。一些厂商用活性**细碳酸钙来提高绝缘橡皮的物理机械性能,而活性钙多数是用硬脂酸来处理的,这种酸也是促使铜丝发黑的原因。硫化剂VA-7的使用,可以改善铜丝发黑,但由于硫化程度不够,橡皮的*变形大,会造成橡皮发粘。特别是加入促进剂ZDC以后,提高了硫化速度,为了防止焦烧,还要加入促进剂DM来延缓焦烧时间。从促进剂ZDC的结构看,是在TETD结构中两个相连接的硫中间接上一个金属锌。
马鞍山电缆回收铜的催化、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:在硫化过程中,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,即使微量铜也会对橡皮产生较大的破坏作用,这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。在老化时,较弱的-S-S-键断裂,形成活性含铜基Cu-S-。这一低分子链的组合与橡胶作用的同时还与氧发生反应,破坏橡胶的长键分子,使橡胶变软变粘。法国橡胶研究院在研究发粘重现问题时指出:如果橡胶中含有有害的金属,如铜、锰等重金属盐类,那么不管使用哪一种促进剂,都会发生橡胶发粘现象。
通用绝缘电线分为3种。
A、橡皮或塑料绝缘电线:用天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶以及聚氯乙烯塑料等作绝缘层,导电线心以铝线为主。普通橡皮绝缘电线还常用棉纱、玻璃纤维或合成纤维包裹浸以沥青漆以作机械保护之用。这种电线广泛用于交流500伏以下和直流1000伏以下的各种电工设备和动力、照明线路。
B、 橡皮塑料绝缘软线:线材柔软,可多次弯折,外径小而重量轻。用于各种交直流移动式电器、电工仪表、电信设备及自动化装置,也用于日用电器和照明灯线路。
C、塑料绝缘屏蔽线:在绝缘电线或绝缘软线的绝缘外再包绕一层金属箔或编织一层金属丝构成屏蔽层,将屏蔽层接某一固定电位就可以减少外界电磁波对电线内电流的干扰,同时也减少电线内电流产生的电磁场对外界的影响。主要用于要求防止相互干扰的线路中。绝缘层多用聚氯乙烯,屏蔽层多用铜丝编织结构。因生产率低,耗铜量大,且屏蔽接地不便,目前正研制用细铜丝单层绞制以代替编织,外面再挤压一层薄塑料以防散开,也有用金属化薄膜复合结构,如铝箔和聚酯薄膜的复合带纵包以起绝缘和屏蔽作用。 此外,还有各种适用于特种要求的绝缘电线,如汽车用低压电线、汽车用高压点火线、电机电器引接线、航空导线、马鞍山电缆回收补偿导线等。
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