塑料改性技術(shù)在電線電纜材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著人類電氣化時代的發(fā)展，電線電纜的需求量不斷增加，塑料改性技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上滿足了電線電纜的生產(chǎn)需求。本文將結(jié)合當(dāng)下電線電纜行業(yè)的發(fā)展需求，探討塑料改性技術(shù)應(yīng)用的必然性與相關(guān)應(yīng)用方法，并通過對聚氯乙烯（PVC）電線電纜、聚烯烴低煙無鹵電線電纜和高壓絕緣電纜的介紹闡述塑料改性技術(shù)在電線電纜生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，進一步對未來改性塑料在電線電纜行業(yè)中的發(fā)展作出分析與研究。

塑料改性技術(shù)是一種將各種樹脂通過物理、化學(xué)、機械或者物理化學(xué)相結(jié)合的方法，使其在電、磁、光、熱、阻燃和防老化等方面的性能得到改善以達到人們預(yù)設(shè)變化的技術(shù)。近幾年我國塑料行業(yè)的迅速發(fā)展使得塑料改性技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，塑料改性技術(shù)現(xiàn)已成為塑料工業(yè)特別是電線電纜行業(yè)中應(yīng)用技術(shù)的重要部分，其在電線電纜行業(yè)中的地位及實際意義也日益突顯出來。

一、塑料改性技術(shù)的作用及主要分類

（一）塑料改性技術(shù)的作用

1.有效改善塑料的性能：塑料改性技術(shù)可大大改善塑料的物理、機械性能，改性塑料具有密度小、耐腐蝕、抗老化、高強度韌度、抗沖擊、耐磨等特性，其應(yīng)用提高了塑料的綜合性能。

2.降低了生產(chǎn)成本：使用塑料改性技術(shù)可降低塑料原料的成本，進而降低了生產(chǎn)總成本，給電線電纜等塑料生產(chǎn)企業(yè)帶去了巨大的經(jīng)濟效益。

（二）塑料改性技術(shù)及產(chǎn)品分類

1.塑料改性技術(shù)分類

（1）填充改性：指將固體添加到填料塑料基體中用來改善塑料性能的改性技術(shù)，這種技術(shù)也降低了成本。

（2）增強增韌改性：增強改性是在塑料中加入增強材料或增韌劑以改善其性能，尤其是在力學(xué)性能方面有很大的改進。

（3）共混改性：是指在一種樹脂中摻入一種或多種其它樹脂，從而達到改變原有樹脂性能。

（4）阻燃改性：是指通過向塑料中添加阻燃劑的方式來提高塑料耐燃燒性的改性技術(shù)。

（5）接枝改性：通過溶液法、輻射法或熔融混煉法來改善接枝物的物化性能。

（6）導(dǎo)電功能改性：指復(fù)合多種導(dǎo)電高分子材料用來降低電阻率與提高材料的綜合性能[。

2.改性塑料產(chǎn)品分類

（1）阻燃樹脂類：主要分為阻燃HIPS樹脂、阻燃聚丙烯樹脂等產(chǎn)品，這類產(chǎn)品可避免由于短路、過載、水浸而造成的火災(zāi)的發(fā)生，在電線電纜行業(yè)應(yīng)用普遍。

（2）增強增韌樹脂類：主要有由聚丙烯新材料制成的PP專用料、玻纖增強AS/ABS、玻纖增強PP等。

（3）塑料合金類：主要有PC合金產(chǎn)品及聚酯合金產(chǎn)品。其中PC合金產(chǎn)品具有良好的耐熱性、抗沖擊性、抗蠕變性等特點。

（4）功能色母類：主要是指高抗沖聚苯乙烯增韌阻燃色母料，該母料是與HIPS按一定的比例（1:2~1:30）混合配制的的產(chǎn)品，是一種適用于HIPS的多功能母料。

二、塑料改性技術(shù)在電線電纜生產(chǎn)中的應(yīng)用

（一）聚氯乙烯（PVC）電線電纜

PVC材料因其價格低廉，機械性能優(yōu)良，加工方便，成為了電線電纜生產(chǎn)的主要原料，其作為電纜料的包裹材料及樹脂的主要組成部分有著很大的應(yīng)用空間，然而目前PVC材料也存在抗老化性能差、不耐磨、耐溫性差等問題，為適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)保要求，一些發(fā)達國家已限制或全面禁止了PVC電纜的使用，為此就需要對PVC電線電纜能進行改性設(shè)計。

1.無毒PVC熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用：無毒聚氯乙烯穩(wěn)定劑的應(yīng)用主要是為了改善材料的耐熱性與環(huán)保性，其中稀土熱穩(wěn)定劑漸漸成為了PVC熱穩(wěn)定劑應(yīng)用的主要品種，有取代鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和鎘鉛穩(wěn)定劑的趨勢，這也進一步增強了電線電纜的穩(wěn)定與環(huán)保。

2.PVC輻照交聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用：主要是用C60-y射線、高能電子射線、紫外線輻射和化學(xué)交聯(lián)等方法改善PVC材料的結(jié)構(gòu)與性能中。

3.PVC阻燃抑煙技術(shù)的應(yīng)用：PVC本身就具有燃點較高、較好的阻燃性，但由于生產(chǎn)過程中增塑劑的大量添加極大地影響了其阻燃性能，所以可以應(yīng)用阻燃抑煙技術(shù)對其阻燃性能進行改進。通過選擇無機阻燃抑煙劑、有機阻燃抑煙劑或者納米阻燃抑煙劑來進行改性，其工藝流程相對簡單。

（二）聚烯烴低煙無鹵電線電纜選擇聚乙烯、聚丙烯、交聯(lián)聚乙烯等聚烯烴無鹵材料作為低煙無鹵電纜料的制作原料，但由于這些材料不阻燃，還需添加無鹵阻燃劑，其中氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑的使用最為普遍，兩種阻燃劑在燃燒過程中不會產(chǎn)生毒氣，具有一定優(yōu)勢，但兩者使用時需大量添加才能起到明顯的效果，而這也帶來了塑料韌性降低、粘度增大等問題，所以還要對阻燃劑進行適當(dāng)?shù)奶幚?。阻燃劑的處理過程可分為三步：一是表面化處理，用硅烷偶聯(lián)劑或硬脂酸鈉等表面活性劑處理阻燃劑與材料的相容性，主要方法有干性改性和濕法改性，干性改性是將少量惰性溶劑與阻燃劑混合后在進行加溫偶聯(lián)，濕法改性是將阻燃劑和偶聯(lián)劑溶于溶劑，偶聯(lián)后再將溶劑分離。二是微細化處理，這一步通過對阻燃劑的細化處理來提高阻燃劑與樹脂的相容性，降低阻燃劑添加量。三是協(xié)同效應(yīng)，將不同種類的阻燃劑混合使用以起到協(xié)效阻燃的作用。

除了對阻燃劑進行處理外，還可以使用相容劑來提高樹脂基體與無機成分的相容性，同時也提高色粉的分散性。

（三）高壓絕緣電線電纜

交聯(lián)聚乙烯（PE）絕緣材料是電線電纜生產(chǎn)中使用的主要絕緣材料，雖具有較好的抗壓效果，但還遠遠無法滿足當(dāng)下對高壓的抗壓需求，高壓絕緣電纜料的改性技術(shù)亟需更深一步的探討與研究。納米改性交聯(lián)聚乙烯（XLPE）在高壓直流電纜的生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用，通過輻照交聯(lián)、紫外光交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)等交聯(lián)工藝以提高聚乙烯的性能，并彌補一些結(jié)構(gòu)上的缺陷。但在XLPE電纜運行中也存在著空間電荷的產(chǎn)生及溫度梯度效應(yīng)的問題，為此需要對聚乙烯進行進一步的改性，改性方法可分為以下幾種：

1.使用添加劑：應(yīng)用鈦酸鋇、氯化聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、偶氮化合物等有機添加劑和無機添加劑或者新型納米添加劑來進行改性以抑制空間電荷的產(chǎn)生與溫度梯度效應(yīng)。

2.共混的應(yīng)用：將同種或不同種的聚合物加熱變成溶體后進行共混，這種方法可有效改善電纜的耐沖擊性等方面的性能。

3.接枝技術(shù)：將一種單體作為主鏈，另一種單體作為支鏈，通過聚合反應(yīng)進行改性，其中常用的單體有丙烯酸單體和馬來酸酐。

4.二元共聚的應(yīng)用：它是把兩種或多于兩種的單體進行排列]，通過聚合反應(yīng)達到改性的目的，常見的二元共聚有PE-EVA共聚和乙烯-苯乙烯共聚等。

目前高壓絕緣電纜的生產(chǎn)還面臨著諸多的問題，為提高塑料改性技術(shù)在高壓絕緣電纜生產(chǎn)中的技術(shù)水平，擺脫對于國外進口技術(shù)的依賴，還需進一步加大對塑料改性技術(shù)的研究。

結(jié)束語：

伴隨著綠色能源的投入使用和人們環(huán)保意識的提高，人們對電線電纜產(chǎn)品的要求也在不斷提高，為此，在塑料改性技術(shù)方面，產(chǎn)品技術(shù)含量不達標(biāo)、過于依賴國外技術(shù)等問題亟需得到企業(yè)與研究人員的解決，塑料改性技術(shù)還有著很大的拓展空間與應(yīng)用價值。為更好地滿足市場需求，應(yīng)將塑料改性技術(shù)列為電線電纜行業(yè)的重點發(fā)展對象，加大對其研究的人力投入與資金支持力度，以生產(chǎn)出質(zhì)量更好、科技含量更高、更好地滿足人們需求的電線電纜產(chǎn)品。