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自1988年起,在國家自然科學基金兩個面上項目資助下,中國科學技術(shù)大學瞿保鈞教授主持的研究組對紫外光交聯(lián)技術(shù)進行了大量、系統(tǒng)的研究,獲得了一系列具有創(chuàng)新性基礎研究成果,并經(jīng)過必要的應用性試制工作,解決了聚乙烯本體光交聯(lián)法在電纜工業(yè)中的應用障礙。其主要成果的創(chuàng)新點如下:
1. 對聚乙烯光引發(fā)交聯(lián)機理有新的認識。**在高溫條件下檢測和鑒定了聚乙烯光引發(fā)交聯(lián)產(chǎn)生的大分子自由基中間體,為發(fā)展光引發(fā)交聯(lián)理論和闡明光引發(fā)劑奪氫機理提供了有力的實驗證據(jù),為篩選聚乙烯強化交聯(lián)的光引發(fā)體系提供了理論指導。
2. 發(fā)現(xiàn)了聚乙烯光引發(fā)交聯(lián)點的微觀結(jié)構(gòu),并定量測定了光引發(fā)交聯(lián)點H-和Y-兩種類型微觀結(jié)構(gòu)的數(shù)目,為闡明光交聯(lián)點的化學本質(zhì)和形成機理作出了重要貢獻,從而受到了****的高度評價。
3. 聚乙烯本體光引發(fā)交聯(lián)研究**新突破,使原先的光引發(fā)速率和交聯(lián)厚度提高了一個數(shù)量級以上。在適當?shù)臈l件下,僅用10秒甚至較短時間的紫外光輻照,就可使3mm厚聚乙烯樣品發(fā)生均勻交聯(lián),達到實際工業(yè)應用所需的70%以上的交聯(lián)度,為光交聯(lián)聚乙烯新材料和新技術(shù)在工業(yè)上應用奠定了基礎。
唐山電纜回收在**上述重要理論成果的基礎上,1997年該研究組又獲得國家自然科學基金較大強度助,研究開發(fā)出了光交聯(lián)聚乙烯電線電纜工業(yè)實用的新技術(shù),并通過產(chǎn)學研合作,設計和研制了工業(yè)應用光交聯(lián)電纜設備,完善了一整套光交聯(lián)電纜新工藝流程,從而在**上率先建立了*光交聯(lián)聚乙烯電纜生產(chǎn)線。同時,與之協(xié)作的鐵道部所屬企業(yè),得到了鐵道部“九五”技改項目的支持,成功地研制并批量生產(chǎn)了光交聯(lián)電纜新產(chǎn)品,實現(xiàn)了光交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜新技術(shù)在工業(yè)應用上的重大突破。該項成果通過了中國科學院、鐵道部聯(lián)合主持的光交聯(lián)電纜新技術(shù)新產(chǎn)品鑒定會,受到國內(nèi)*高度評價:“紫外光輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜新技術(shù)是一項我國自主開發(fā),具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重要技術(shù)創(chuàng)新成果,為交聯(lián)電纜生產(chǎn)開拓了一個新途徑,處于**良好水平”。期間,這項新技術(shù)先后申請了四項**,其中光交聯(lián)設備已獲二項實用新形**。紫外光輻照方法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的電氣性能和物理化學性能。經(jīng)國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和電力工業(yè)部電氣設備質(zhì)量檢驗測試中心試驗,其各項技術(shù)指標均達到或**過了國家規(guī)定的技術(shù)標準。熱老化性能尤為優(yōu)良,導體長期額定工作溫度可達120℃以上。采用紫外光輻照方法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜還具有優(yōu)良的性能價格比和很強的市場競爭力,其制造成本比傳統(tǒng)的交聯(lián)方法低三分之一。
目前國內(nèi)能制造鉛套交聯(lián)電纜的大廠都有以連續(xù)壓鉛機生產(chǎn)鉛套的能力。鉛套交聯(lián)電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密,縱向防水性能好,鉛的化學穩(wěn)定性耐腐性好,缺點是重量重。鉛合金的熔化溫度約300℃,壓鉛機的模座擠出溫度260℃。在螺桿連續(xù)壓鉛機上制造的鉛套是一個無夾灰、無縫、內(nèi)壁光滑的連續(xù)鉛管。鉛的蠕變性能好,結(jié)構(gòu)尺寸設計時無須在鉛套與線芯之間留有間隙,交聯(lián)絕緣膨脹時能撐大鉛套而絕緣表面仍然平整光滑。由于交聯(lián)絕緣的膨脹系數(shù)比金屬大約一個數(shù)量級,因此各類波紋金屬套內(nèi)必須留有足夠的膨脹間隙。如無間隙或間隙不夠大,在絕緣膨脹后會在絕緣表面留下波紋的凹痕,這會影響電纜的電氣性能。在型式試驗中經(jīng)過20個熱循環(huán)后,如電纜芯表面呈波紋狀,電纜的沖擊裕度不高。由于鉛套內(nèi)壁*設計間隙,結(jié)構(gòu)較緊密。因此鉛套交聯(lián)電線的縱向防水性能比任何一種波紋金屬套唐山電纜回收都好。
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