低壓電力電纜絕緣表面凹凸不平鼓包的原因

聚乙烯(PE)是非極性材料，具有良好的電性能，但其分子結構呈線性，擠包成絕緣層后易開裂。交聯(lián)技術是PE改性的主要手段之一，交聯(lián)后的PE可顯著地提高其耐環(huán)境應力、使用溫度及在高溫下的力學性能。作為PE交聯(lián)方法之一的硅烷交聯(lián)，使PE分子間形成C-Si-O-Si-C的交聯(lián)網(wǎng)絡，目前以其簡單、經(jīng)濟和優(yōu)越的性能而在低壓電纜生產(chǎn)中被電纜制造商所推崇。

由于不同生產(chǎn)廠家的硅烷交聯(lián)電纜料采用的擠出溫度、擠出速度和交聯(lián)速度等加工工藝不盡相同，對低壓電纜絕緣線芯擠出表面質量的影響也較大。爬山虎就生產(chǎn)硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣線芯過程中出現(xiàn)的表面凹凸不平、鼓包問題進行分析，并提出解決辦法和控制對策。

產(chǎn)生的原因

生膠現(xiàn)象

交聯(lián)絕緣線芯在生產(chǎn)過程中有時會出現(xiàn)生膠現(xiàn)象，也成為絕緣僵塊或硬塊。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是：

機頸或機頭的溫度不夠，造成內部局部冷膠產(chǎn)生;

由于機身溫度或剪切力不夠而引起的局部塑化不好;

當過濾網(wǎng)的襯墊不到位，最終影響到交聯(lián)絕緣料的擠出壓力，也會產(chǎn)生生膠，使絕緣線芯表面出現(xiàn)凹凸的硬塊。

老膠現(xiàn)象

交聯(lián)絕緣線芯在生產(chǎn)過程中有時會出現(xiàn)老膠現(xiàn)象，也成為預交聯(lián)，是由于交聯(lián)料擠出時機頭溫度過高或交聯(lián)料長期停留在流道內的死角所引起的，該老膠呈琥珀色，停留時間越長，其顏色越深，溫度越高其顏色也越深。一般產(chǎn)生老膠的原因有：

擠出速度過快，螺桿轉速越快，螺筒內交聯(lián)料剪切作用力越強烈，這樣使機身局部溫度升高，導致老膠現(xiàn)象產(chǎn)生;

交聯(lián)絕緣料在機筒內停留時間過長，有一部分絕緣料產(chǎn)生過早交聯(lián)，這樣線芯在出模時就造成了表面凹凸不平。

過濾網(wǎng)襯墊位移造成分流板處的膠料壓力分布不均勻，形成流道死角，這種情況下也會產(chǎn)生老膠，同時也有可能因過濾網(wǎng)失去部分過濾的作用，經(jīng)過長時間生產(chǎn)后，也會使積累在螺桿頭上的老膠在擠出時被帶出，在絕緣層內混入老膠雜粒，造成絕緣線芯出現(xiàn)質量問題。

材料穩(wěn)定性

普通兩步法硅烷交聯(lián)聚乙烯，先用硅烷與PE產(chǎn)生接枝反應，生成可交聯(lián)的PE(簡稱A料)，為了加速其交聯(lián)反應，制成含有催化劑的母料(簡稱B料)，再將A、B料按照一定比例均勻混合，擠塑成型后再溫水中交聯(lián)。由材料穩(wěn)定性引起的絕緣線芯質量問題原因主要有：

交聯(lián)聚乙烯絕緣料各組分混合不均勻，由于A料中含有交聯(lián)劑和少量抗氧化劑，若在生產(chǎn)過程中抗氧劑未攪拌均勻，會造成絕緣料通過擠塑機高溫擠制后，較為集中的抗氧劑受熱氣化，在絕緣層內形成鼓包;

交聯(lián)聚乙烯絕緣料貯存不當，硅烷交聯(lián)聚乙烯料即使不加入催化劑，在室溫下也將慢慢地進行交聯(lián)，這是因為材料中含有微量的水分(約50×10-4%)引起的，若貯存時高溫多濕，會造成擠出絕緣層表面不光滑。

冷卻工藝

除了擠出溫度、擠出速度、交聯(lián)速度和材料穩(wěn)定性因素外，交聯(lián)聚乙烯從機頭擠出后冷卻工藝也存在可能導致絕緣線芯表面質量問題的因素：

電纜表面附有氣泡，當電纜進入水中后，其表面若有氣泡附著，該位置冷卻后會有"小坑包"，這是因為氣泡將空氣包覆于絕緣表面，氣泡覆蓋的部分冷卻速度比與水接觸部分緩慢。形成氣泡附著電纜表面的原因一般是冷卻用的循環(huán)水進入水槽時流速快、水流急，高速水流將空氣帶入水中，一部分空氣附著到電纜表面，形成氣泡;

進入冷卻水前有水滴濺落在電纜表面，與水接觸部分先冷卻收縮，而與空氣接觸部分還處于高溫狀態(tài)，因冷卻速度的差異形成絕緣線芯表面凹凸不平現(xiàn)象。