橡套電纜銅絲發黑是多種要素構成的,不僅僅是橡皮的配方問題,還與銅絲自身所在的狀況、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結構、護套橡膠配方、出產環境等許多要素有關。
1、橡皮發粘和銅絲發黑的原因剖析
1.1 銅絲自身的原因
在20世紀50到60年代,國內大多數廠家均運用一般銅桿,銅含量為99.99%,均為有氧銅桿,出產辦法都是銅錠加熱后經多道壓拖延制得黑色銅桿,經過大、中、小拉將銅桿制成比較細的銅絲。因為銅自身不是無氧銅,在加工過程中銅絲外表不免呈現氧化。
到了20世紀80年代,國內引入了無氧銅桿的先進出產技術,以及國內自行開發的無氧銅桿出產技術,使整個電線電纜職業均用上了無氧銅桿,這無疑是改進了銅絲的發黑問題。但因為對銅桿的加工,特別是韌煉工藝的把握以及加工好的銅線芯寄存的條件欠好,使銅線芯自身已有細微的氧化,這也是銅絲發黑的原因之一。
1.2 橡膠配方的原因
20世紀50年代,橡膠絕緣均選用天然膠和丁苯膠并用配方。因為絕緣橡皮直接與銅線觸摸,所以就不能直接運用硫磺作硫化劑,即運用很少的硫磺也會使銅線發黑。有必要運用一些能夠分化出游離硫的化合物,如前面提到過的促進劑TMTD 、硫化劑VA-7,一起還要合作一些硫化促進劑來進步硫化速度和硫化程度,保證絕緣橡皮的物理機械功能和電氣功能。但從絕緣橡皮的彈性、強力和永久變形看,都不如加有硫磺的橡皮(假如不考慮銅絲發黑的話)。幾十年的實踐現已證明TMTD 無法處理銅絲的發黑問題。
別的,絕緣橡皮要有各種色彩,紅、藍、黃、綠、黑是根本色彩,這些色彩的呈現也會促進橡皮發粘和銅絲發黑。配方中的首要填充劑是輕質碳酸鈣和滑石粉,因為價格的聯系,有些廠家為了下降成本,用價格特別廉價的碳酸鈣和滑石粉,這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質多,所以物理機械功能比較差,電功能欠好,還簡單構成銅絲發黑。
還有的廠用活性超細碳酸鈣來進步絕緣橡皮的物理機械功能,而活性鈣多數是用硬脂酸來處理的,這種酸也是促進銅絲發黑的原因。硫化劑VA-7的運用,能夠改進銅絲發黑,但因為硫化程度不行,橡皮的永久變形大,會構成橡皮發粘。特別是參加促進劑ZDC 今后,進步了硫化速度,為了避免焦燒,還要參加促進劑DM 來推遲焦燒時刻。
從促進劑ZDC的結構看,是在TETD 結構中兩個相連接的硫中心接上一個金屬鋅,結構式為S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 >N-C-S-Zn-S-C-N < H5C2 H5C2 與TETD 結構式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 >N-C-S-S-C-N < H5C2 H5C2 非常挨近,在配方中還無法避開和秋蘭姆類似的結構銅絲發黑或許時刻略長一點,但沒有從根本上處理。
2、從電線電纜結構剖析
2.1 銅的催化老化是橡皮發粘的重要原因。
前蘇聯電纜科學研討院實驗證明:硫化過程中銅從與橡膠觸摸處進入到絕緣橡膠中,1.0-2.0mm 厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。眾所周知,微量銅對橡皮有極大的損壞效果,也便是咱們一般說的重金屬對橡膠的催化老化。
在絕緣硫化過程中,秋蘭姆分出若干游離硫與銅反響,構成活性含銅基團 CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時,較弱的-S-S-鍵開裂,構成活性含銅基:Cu-S-,它與橡膠效果,一起與氧效果,損壞橡膠的長鍵分子,使橡膠變軟變粘,是低分子鏈的組合。法國橡膠研討院研討發粘重現問題時也指出:假如橡膠中含有有害的金屬,如銅、錳等重金屬鹽類,那么不論促進劑的品種,均會發作橡膠發粘現象。
2.2 橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線外表的搬遷
前蘇聯科學家使用放射性同位素證明了電纜護套橡膠中硫分散的或許性。以天然橡膠為基的硫化膠中,在130-150℃的溫度下,游離硫的分散系數約為10-6cm²/s。接連硫化的出產廠,硫化護套橡膠時,溫度在185-200℃之間,這個分散的系數就更大。
因為橡套游離硫的分散,改動了秋蘭姆橡膠的結構,或許構成多硫鍵。這些多硫化合物經過化學分化和化合完成搬遷,即“ 化學擴” 。因為搬遷的成果,不僅可改動絕緣橡皮的結構,下降其耐熱性,并且硫與銅外表反響,構成硫化銅和硫化亞銅,導致銅線發黑。反過來,硫化銅和硫化亞銅加快橡膠的老化,又導致發粘現象的發作。