前言
聚氯乙烯具有優(yōu)良的耐腐蝕性、電絕緣性,尤其是具有耐燃自熄性,使聚氯乙烯已廣泛地應(yīng)用于電纜料的生產(chǎn)。但聚氯乙烯是一種強極性聚合物,分子間作用力很大,需加熱至一定溫度方能顯示塑性。而聚氯乙烯對熱極敏感,加熱至130～140℃時就開始分解,因而聚氯乙烯的加工溫度范圍較窄,難于控制。為了改善PVC的加工性及其使用性能,需添加各種助劑。本文就加入增塑劑后,增塑劑對pvc電纜料電性能的影響作些研究。
1 實驗條件
1.1 實驗設(shè)備雙輥筒煉塑機、液壓機、電阻計、高壓電橋等。
1.2 配 方(1)基本配方(質(zhì)量份)PVC-SG2 100硬脂酸鉛 1三鹽基硫酸鉛 5CaCO3(輕) 5(2)實驗配方在基本配方中分別加入30、40、45、50份的DBP、TPP、DOP、TOTM、TCP、DIDP、M-50共計28個配方。
1.3 樣品制備
1.3.1 工藝流程稱量混料壓片壓光裁片用酒精擦凈試樣測試
1.3.2 工藝控制(1)壓片根據(jù)配方稱取各組分,攪拌均勻后,在煉塑機上煉片。輥溫控制在前輥160～170℃,后輥140～150℃,輥速比1∶1.35。
1.3.3 電纜片壓光工藝(1)首先將由煉塑機煉成的片,置于液壓機中,在預(yù)熱過程中,利用液壓機自身的質(zhì)量壓光。(2)當(dāng)液壓機上、下壓板溫度均達160℃時,用10MPa以下的壓力壓10min。(3)最后用5MPa的壓力冷壓,持續(xù)10min。
1.3.4 電性能測試條件按GB1044-70測試2 增塑劑對PVC電纜料體積電阻率(ρv)的影響增塑劑對PVC電纜料ρv的影響情況見圖1。
在增塑劑用量都為35份時,PVC電纜料的ρv值從大到小的順序為:M-50>TPP>TOTM>TCP>DOP>DIDP>DBP。隨各類增塑劑用量的增加,ρv的變化情況如表1(指各類增塑劑在獨自使用時的不同份數(shù)范圍內(nèi)的相對變化情況)。從表1可以看出,增塑劑用量從3540份時,TOTM、TCP、M-50增塑的PVC電纜料電性能較好。分析其原因在于:(1)由于增塑劑大多數(shù)是低分子有機酯類,其體積電阻率比樹脂小,因此隨其用量的增加,ρv下降;(2)由于增塑劑是工業(yè)增塑劑,這就難免引入離子雜質(zhì),從而使PVC電纜料中的載流子濃度增加,而使ρv下降;(3)由于增塑劑的加入,使PVC分子間作用力減小,分子間距增大,從而增大了自由體積,使載流子移動的阻力減小,運動度增大,使ρv減小。
3 增塑劑對PVC電纜料介電常數(shù)(ε)的影響增塑劑對PVC電纜料ε的影響情況見圖2。在增塑劑用量為35份時,PVC電纜料的ε從小到大的順序為:TCP
4 增塑劑對PVC電纜料介電損耗角正切(tgδ)的影響增塑劑對PVC電纜料tgδ的影響情況見圖3。在增塑劑用量都為35份時,各增塑劑增塑的PVC的tgδ從小到大的順序為TCP
隨著增塑劑用量的增加,DBP、DIDP、DOP、TOTM增塑劑的PVC的tgδ都呈下降趨勢;TCP、TPP呈上升趨勢;M-50在45份時,tgδ出現(xiàn)最低點;但M-50隨著用量從35份40份、40份45份、45份50份,tgδ出現(xiàn)上升、下降、上升的趨勢,顯得無規(guī)律。分析其原因為:(1)增塑劑的介電損耗比PVC大,因此隨著增塑劑用量的增多,會使tgδ增大;(2)由于是工業(yè)用增塑劑,難免內(nèi)含雜質(zhì),從而使PVC的漏導(dǎo)電流增大,載流子運動時,要克服內(nèi)摩擦阻力而作功,使電能變成熱能,產(chǎn)生介電損耗。同時載流子濃度的增大,會使總的阻力增加,從而使tgδ增大。但是,增塑劑的加入,又使分子間距增大,分子間作用力減小,這對于單個載流子來說,其運動阻力減少,從而使tgδ減小。因此在考慮因增塑劑的加入而對tgδ的影響時,要綜合以上兩方面因素,哪個居于主要地位,則顯示哪種情況;(3)由于外電場作用,偶極子發(fā)生取向極化,取向極化是一個松弛過程,電場使偶極子發(fā)生取向時,一部分電能消耗于克服介質(zhì)內(nèi)粘滯阻力上,轉(zhuǎn)化為熱能,發(fā)生松弛損耗,加入增塑劑后,使鏈段活動性增大,則內(nèi)滯力減少,從而使tgδ減小,但由于增塑劑大都是具有偶極的極性分子,又會使tgδ增大。綜上所述,增塑劑對tgδ的影響較為復(fù)雜。因而在考慮增塑劑對tgδ的影響時,不能絕對地說PVC的tgδ隨增塑劑用量的增加而上升或下降。
5 結(jié)論
(1)隨增塑劑用量的增加,PVC電纜料的電性能一般呈下降趨勢;(2)不同增塑劑對PVC電纜料電性能的影響程度不同;(3)相同增塑劑在不同用量范圍內(nèi)對PVC電纜料電性能的影響不同;(4)增塑劑是PVC電纜料不可缺少的助劑,因此在選用時,應(yīng)注意選擇品種及確定用量,同時應(yīng)對增塑劑進行精制以免帶入雜質(zhì),以期達到最佳效果。從本次實驗可見:TOTM、TCP電性能較優(yōu),且用量在3540份時較好。
