【摘要】：電力電纜是專指用于傳輸或分配大功率電能的一個電纜種類,在日常生產(chǎn)和生活里有較為普遍的應(yīng)用,在我們國家的發(fā)展歷程當中起到了非常重要的作用。其中電壓范圍為110-750kV的超高壓電纜雖然應(yīng)用廣,需求大,但核心技術(shù)卻掌握在國外公司手中,國內(nèi)還無法實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化。尤其是超高壓電纜用的超凈XLPE(交聯(lián)聚乙烯)絕緣料,由于受到技術(shù)上的限制,全部要依賴進口,而且1 國內(nèi)研究對此卻很少涉及。尤其是在基礎(chǔ)原材料低密度聚乙烯的選擇上,由于外國公司的信息封鎖,我們能買到的只有電纜料成品,而無法判斷出其是由何種基礎(chǔ)樹脂加工而得的。因此工作的第一步就是要對購得的五種國內(nèi)外的高壓電纜料成品做相應(yīng)的提純處理。本文設(shè)計了兩種清洗方案,即普通醇洗的A方案和增加了粉碎步驟的B方案。通過對清洗產(chǎn)物的重量、熔融指數(shù)、凝膠含量和DSC測試,確定了經(jīng)B方案清洗后,添加劑基本能予以去除、進而得到純凈原料,而A方案清洗效果不能達到下一步實驗的要求。同時本文也發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)原料的添加劑較多,而這會影響絕緣性能,因此在滿足高壓電纜所需的熱力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,國產(chǎn)料今后需要盡可能地減少添加劑的量。接下來對上述清洗后的電纜料微觀結(jié)構(gòu)開展研究。首先用GPC測定這五種物質(zhì)的分子量和分子量分布,發(fā)現(xiàn)它們的數(shù)均分子量較為接近,但分子量分布差異較大,國產(chǎn)樣品D的數(shù)據(jù)處于中間,可以推斷出國產(chǎn)樣品在分子量這項指標上與國外主流產(chǎn)品差異不大。接著又完成了五種樣品降溫結(jié)晶和升溫熔融的DSC曲線,通過考察聚合物的結(jié)晶行為來分析其短支鏈結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)相比于進口樣品,國產(chǎn)樣品的結(jié)晶能力最差。本文還用連續(xù)自成核退火熱分級的方法將材料的熱行為和其短支鏈結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來,全面分析其短支鏈結(jié)構(gòu)。用自成核實驗得到樣品的最佳初始自成核溫度后,再做后續(xù)的SSA(連續(xù)自成核退火)熱分級實驗,據(jù)此來獲取樣品的短支鏈結(jié)構(gòu)方面的信息。綜合實驗得到的熱分級參數(shù),可以看出國產(chǎn)樣品的結(jié)晶性能最差,其主熔融峰的熔點最低,而其中一個進口樣品(C-2)的結(jié)晶性能是最好的,其短支鏈含量更低,鏈結(jié)構(gòu)更為規(guī)整有序。此后將選擇此樣品以備于后續(xù)再進行具體的結(jié)構(gòu)分析,并為我國自行生產(chǎn)性能優(yōu)異的超高壓電纜絕緣層材料提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM247;TQ325.12
【圖文】：

首先看一下Ａ方案的清洗效果，將樣品處理好后置入無水乙醇中分別攪拌逡逑清洗２，邋４，邋６，邋８，１０和１２小時后，干燥稱重，經(jīng)公式（１）處理后，可得到失逡逑重率的結(jié)果，分別以醇洗時間和失重率為Ｘ軸，Ｙ軸作圖，即可得到圖２．１。如逡逑它所表示的，各個試樣中添加劑的量隨醇洗時間的增加是不同的。樣品Ａ的添逡逑加劑含量相對最低，質(zhì)量分數(shù)小于１．５％，而且由變化趨勢看，樣品Ａ清洗６小逡逑時后，其添加劑含量幾乎不隨醇洗時間發(fā)生變化，即６小時已達到醇洗效果的極逡逑限，換句話說，即使樣品Ａ中還有殘余的添加劑，也不能通過單純醇洗的方式逡逑將其去除。是否還有殘余的添加劑，還要看看經(jīng)Ｂ方案處理后，添加劑含量的逡逑值是否有變化。樣品Ｃ１的表現(xiàn)和樣品Ａ基本相似，樣品Ｃ－２則在清洗８小時后，逡逑其添加劑含量幾乎不隨醇洗時間發(fā)生變化，而樣品Ｄ的添加劑含量相對最高，逡逑質(zhì)量分數(shù)在２．０％以上

Ｔｉｍｅ邋（ｍｉｎ）逡逑圖２．２樣品Ａ、樣品Ｃ－ｌ和樣品Ｄ清洗前后熔融指數(shù)隨反應(yīng)時間的變化逡逑圖２．２列出了祥品Ａ、樣品Ｃ－１和樣品Ｄ等三種物質(zhì)清洗前后熔融指數(shù)隨反逡逑應(yīng)時間的變動。選取這三個樣品是因為這三個樣品的添加劑含量分布處于最高，逡逑最低和中間的水平，較為典型。圖中給出了未清洗的，按照方案Ａ清洗的和按逡逑照方案Ｂ清洗的三種情況下熔融指數(shù)隨反應(yīng)時間的變化情況。未清洗時，三種逡逑樣品的熔融指數(shù)隨著時間的延長都呈現(xiàn)出明顯的降低的趨勢，但樣品間熔指下降邐＾逡逑的幅度不同。樣品Ａ添加劑含量最少，熔指下降的幅度最為平緩，熔指降為０逡逑一共耗時２７分鐘，而祥品Ｄ的添加劑含量最多，熔指下降的幅度最大，熔指降逡逑為０時只需要２０分鐘。熔融指數(shù)的轉(zhuǎn)變趨勢和樣品中含有添加劑的不同量是相逡逑符合的。接下來看看用方案Ａ清洗過后，各樣品熔融指數(shù)的轉(zhuǎn)變情況。相比于逡逑未清洗過的樣品

形成三維立體網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致樣品的鏈段運動減弱，會表現(xiàn)出較差的結(jié)晶逡逑性能。逡逑圖２．４以樣品Ａ，樣品Ｃ－１和樣品Ｄ三種樣品為代表，給出了樣品清洗前和逡逑分別經(jīng)兩種方式清洗后熱行為對比圖。下面以樣品Ａ為例說明三種處理方式熱逡逑行為的差異。清洗前，祥品中含有大量交聯(lián)劑，交聯(lián)后體系里面存在大量的交聯(lián)逡逑點，這些交聯(lián)點限制了鏈段的運動，降低了其結(jié)晶能力。在相同的熱處理條件下，逡逑鏈段需要更大的過冷度和更長的時間才能完成規(guī)整排列進入晶格的過程，所以清逡逑洗前，結(jié)晶發(fā)生在更低的溫度，且峰形走勢更為平緩，顯示了要消耗更長的時間逡逑才能結(jié)晶完全。相應(yīng)的，熔融也發(fā)生較低的溫度范圍。經(jīng)方式Ｂ清洗后，體系逡逑中因為完全不含有交聯(lián)劑，所以前面的熱處理方式對其結(jié)構(gòu)沒有影響，導(dǎo)致在其逡逑２１逡逑

【參考文獻】

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1 李U

本文編號：2756046