銅絲發(fā)黑的原因是多種要素構(gòu)成的,不只僅是橡皮的配方疑問,還與銅絲本身所在的狀況、橡膠加工技能、橡膠硫化技能、電纜的結(jié)構(gòu)、護(hù)套橡膠配方、花費(fèi)環(huán)境等許多要素有關(guān)。
1橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑的原因分析
1.1銅絲本身的原因在廿世紀(jì)五十到六十年代,國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家均運(yùn)用一般銅桿,銅含量為99.99%,均為有氧銅桿,花費(fèi)方法都是銅錠加熱后經(jīng)多道壓拖延制得黑色銅桿,通過大、中、小拉將銅桿制成比較細(xì)的銅絲。因?yàn)殂~本身不是無氧銅,在加工過程中銅絲表面不免出現(xiàn)氧化。到了廿世紀(jì)八十年代,國(guó)內(nèi)引入了無氧銅桿的先進(jìn)花費(fèi)技能,以及國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的無氧銅桿花費(fèi)技能,使全部電線電纜職業(yè)均用上了無氧銅桿,這無疑是改進(jìn)了銅絲的發(fā)黑疑問。但因?yàn)閷?duì)銅桿的加工,格外是韌煉技能的操控以及加工好的銅線芯存放的條件欠好,使銅線芯本身已有細(xì)微的氧化,這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。
1.2橡膠配方的原因廿世紀(jì)五十年代,橡膠絕緣均選用tr膠和丁苯膠并用配方。因?yàn)榻^緣橡皮直接與銅線接觸,所以就不能直接運(yùn)用硫磺作硫化劑,即使用很少的硫磺也會(huì)使銅線發(fā)黑。必需運(yùn)用一些可以組成出游離硫的化合物,如前面提到過的促進(jìn)劑TMTD、硫化劑VA-7,一起還要合作一些硫化促進(jìn)劑來前進(jìn)硫化速度和硫化水平,保證絕緣橡皮的物理機(jī)械功能和電氣功能。但從絕緣橡皮的彈性、強(qiáng)力和永世變形看,都不如加有硫磺的橡皮(設(shè)想不思索銅絲發(fā)黑的話)。幾十年的理論從前證實(shí)TMTD無法處理銅絲的發(fā)黑疑問。別的,絕緣橡皮要有各種色彩,紅、藍(lán)、黃、綠、黑是底子色彩,這些色彩的出現(xiàn)也會(huì)促進(jìn)橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的首要填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉,因?yàn)閮r(jià)格的聯(lián)系,有些廠家為了下降本錢,用價(jià)格格外便宜的碳酸鈣和滑石粉,這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質(zhì)多,所以物理機(jī)械功能比較差,電功能欠好,還容易構(gòu)成銅絲發(fā)黑。還有的廠用活性超細(xì)碳酸鈣來前進(jìn)絕緣橡皮的物理機(jī)械功能,而活性鈣多數(shù)是用硬脂酸來處置的,這種酸也是促進(jìn)銅絲發(fā)黑的原因。硫化劑VA-7的運(yùn)用,可以改進(jìn)銅絲發(fā)黑,但因?yàn)榱蚧讲粔颍鹌さ挠朗雷冃未螅瑫?huì)構(gòu)成橡皮發(fā)粘。格外是參與促進(jìn)劑ZDC以后,前進(jìn)了硫化速度,為了防止焦燒,還要參與促進(jìn)劑DM來推遲焦燒時(shí)刻。從促進(jìn)劑ZDC的結(jié)構(gòu)看,是在TETD結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相銜接的硫中間接上一個(gè)金屬鋅,結(jié)構(gòu)式為: S S H5C2 H5C2 >N-C-S-Zn-S-C-N< H5C2 H5C2 與TETD結(jié)構(gòu)式 S S H5C2 H5C2 >N-C-S-S-C-N< H5C2 H5C2 十分挨近,在配方中還無法避開和秋蘭姆相似的結(jié)構(gòu)銅絲發(fā)黑也許時(shí)刻略長(zhǎng)一點(diǎn),但沒有從基本上處理。
2從電線電纜結(jié)構(gòu)分析
2.1銅的催化老化是橡皮發(fā)粘的主要原因前蘇聯(lián)電纜科學(xué)研討院試驗(yàn)證實(shí):硫化過程中銅從與橡膠接觸處進(jìn)入到絕緣橡膠中,1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。盡人皆知,微量銅對(duì)橡皮有極大的破壞效果,也就是咱們一般說的重金屬對(duì)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應(yīng),構(gòu)成活性含銅基團(tuán): CH3 CH2-CH-C-CH2- S S Cu Cu 在老化時(shí),較弱的-S-S-鍵斷裂,構(gòu)成活性含銅基:Cu-S-,它與橡膠效果,一起與氧效果,破壞橡膠的長(zhǎng)鍵分子,使橡膠變軟變粘,是低分子鏈的組合。法國(guó)橡膠研討院研討發(fā)粘重現(xiàn)疑問時(shí)也指出:設(shè)想橡膠中含有有害的金屬,如:銅、錳等重金屬鹽類,那么不管促進(jìn)劑的種類,均會(huì)發(fā)生橡膠發(fā)粘景象。
2.2橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面的搬遷前蘇聯(lián)科學(xué)家應(yīng)用放射性同位素證實(shí)了電纜護(hù)套橡膠中硫分散的也許性。以tr橡膠為基的硫化膠中,在130-150℃的溫度下,游離硫的分散系數(shù)約為10-6cm2/s。連續(xù)硫化的花費(fèi)廠,硫化護(hù)套橡膠時(shí),溫度在185-200℃之間,這個(gè)分散的系數(shù)就更大。因?yàn)橄鹛子坞x硫的分散,改動(dòng)了秋蘭姆橡膠的結(jié)構(gòu),也許構(gòu)成多硫鍵。這些多硫化合物通過化學(xué)組成和化合完結(jié)搬遷,即"化學(xué)擴(kuò)"。因?yàn)榘徇w的成果,不只可改動(dòng)絕緣橡皮的結(jié)構(gòu),下降其耐熱性,并且硫與銅表面反應(yīng),構(gòu)成硫化銅和硫化亞銅,引起銅線發(fā)黑。反過來,硫化銅和硫化亞銅加快橡膠的老化,又引起發(fā)粘景象的發(fā)生。
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