脱气时间对交联聚乙烯电缆绝缘材料聚集态结构与链结构的影响

作     者：李志伟 金海云 张涛 聂诗超 张剑刚 高乃奎 王宜立 LI Zhiwei;JIN Haiyun;ZHANG Tao;NIE Shichao;ZHANG Jiangang;GAO Naikui;WANG Yili

作者机构：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2018年第52卷第4期

页      面：15-23页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51272208) 

主　　题：交联聚乙烯 副产物含量 链结构 聚集态结构 断裂伸长率 

摘      要：通过对完整切段交联聚乙烯(XLPE)电缆进行实验室脱气处理,在不同脱气处理时间下对其绝缘层材料XLPE进行了红外光谱测试、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜分析(SEM)、交联度测量及拉伸测试,研究XLPE中交联副产物含量、聚集态结构与链结构的变化。结果表明:XLPE中的交联副产物在脱气处理过程中得到了有效消除,其中苯乙酮含量随脱气处理进行至168h大幅减少,而后趋势变缓至336h后不再显著变化;枯基醇减少速度缓慢,随脱气处理进行至336h后减少趋势才变缓,说明XLPE电缆合理脱气时间应在168~336h内。脱气处理前期,XLPE电缆绝缘材料内部自由基再交联,链结构发生变化,导致断裂伸长率增大,同时还产生晶核生成和晶粒生长两种聚集态结构变化的现象,新的小晶体出现,进一步促进断裂伸长率增大,且球晶生长完善,结晶度增大。其中链结构变化持续时间较短,聚集态结构变化持续时间较长,随着脱气处理的进行,这些变化在后期均趋于稳定。根据上述实验结果,提出了XLPE材料内部在脱气处理过程中的聚集态结构和链结构变化模型,对脱气处理过程中微观结构和宏观断裂伸长率变化进行了解释。