橡(xiang)套(tao)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)是一種柔(rou)軟(ruan)可移動的線纜(lan)(lan)產(chan)品(pin)，由多股細(xi)銅絲作為導體，外包橡(xiang)膠絕(jue)緣和橡(xiang)膠護套(tao)。通(tong)常(chang)地，橡(xiang)套(tao)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)主要包括(kuo)通(tong)用(yong)橡(xiang)套(tao)軟(ruan)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)、電(dian)(dian)焊機電(dian)(dian)纜(lan)(lan)、潛(qian)水電(dian)(dian)機電(dian)(dian)纜(lan)(lan)、無線電(dian)(dian)裝置電(dian)(dian)纜(lan)(lan)和攝(she)影光(guang)源電(dian)(dian)纜(lan)(lan)五(wu)類(lei)。

在使用(yong)一段時間后(hou)，橡(xiang)套電纜(lan)銅絲顏色往往會發黑。究其原因發現(xian)：導致橡(xiang)套電纜(lan)銅絲發黑的(de)(de)原因有很多(duo)，除了和橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)材料(liao)配(pei)方(fang)有關(guan)外，還與銅絲本身所處的(de)(de)狀態、橡(xiang)膠加工工藝、橡(xiang)膠硫化工藝、電纜(lan)的(de)(de)結構(gou)、護套橡(xiang)膠配(pei)方(fang)以(yi)及生(sheng)產(chan)環境等諸多(duo)因素有關(guan)。

二十(shi)世紀(ji)五六(liu)十(shi)年(nian)代(dai)，我國(guo)國(guo)內大多數廠家均使(shi)用普通(tong)銅(tong)桿(gan)(銅(tong)含(han)量為99.99%，均為有氧(yang)銅(tong)桿(gan))，生(sheng)(sheng)產方法都是銅(tong)錠加(jia)熱后經多道壓延(yan)后制(zhi)得黑色銅(tong)桿(gan)，在大、中、小拉后將銅(tong)桿(gan)制(zhi)成比較(jiao)細的銅(tong)絲。因為銅(tong)本身并非是無氧(yang)銅(tong)，在加(jia)工過(guo)程中銅(tong)絲表面難免(mian)會發生(sheng)(sheng)氧(yang)化。

二十(shi)世紀(ji)八十(shi)年代，我國(guo)引(yin)進的(de)(de)先進無(wu)(wu)氧(yang)銅桿生產技術，以及國(guo)內自行(xing)研發的(de)(de)無(wu)(wu)氧(yang)銅桿工藝，使(shi)整個電線電纜行(xing)業開(kai)始(shi)使(shi)用無(wu)(wu)氧(yang)銅桿，大大地改善了銅絲發黑的(de)(de)問(wen)題。但由于對(dui)銅桿的(de)(de)加(jia)工，特別(bie)是(shi)韌(ren)煉(lian)工藝的(de)(de)掌握以及加(jia)工后(hou)銅線芯(xin)存放條件(jian)惡(e)劣(lie)，使(shi)銅線芯(xin)表(biao)面發生輕(qing)微的(de)(de)氧(yang)化。

二十世紀五十年(nian)代，橡(xiang)(xiang)膠絕緣(yuan)(yuan)均(jun)采用天(tian)然膠和(he)丁苯(ben)膠并用配(pei)方(fang)。由于(yu)絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)直(zhi)接與銅(tong)(tong)線接觸，不(bu)能(neng)(neng)直(zhi)接使用硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)作硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)，即使使用很少的(de)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)也(ye)會使銅(tong)(tong)線發(fa)黑，所以不(bu)得(de)不(bu)使用一些(xie)能(neng)(neng)夠分(fen)解出游(you)離硫(liu)(liu)(liu)的(de)化(hua)合物，如促進(jin)(jin)劑(ji)TMTD、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)VA-7，同時還要配(pei)合硫(liu)(liu)(liu)化(hua)促進(jin)(jin)劑(ji)來提高硫(liu)(liu)(liu)化(hua)速度(du)(du)和(he)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)程度(du)(du)，確保絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)的(de)物理(li)機械性(xing)能(neng)(neng)和(he)電氣性(xing)能(neng)(neng)。但從絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)的(de)彈性(xing)、強力和(he)永久變形性(xing)能(neng)(neng)角(jiao)度(du)(du)來說，加有(you)硫(liu)(liu)(liu)磺(huang)的(de)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)是(shi)比較好的(de)(暫且不(bu)考慮銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑)。

實(shi)踐證(zheng)明：TMTD無法(fa)解決銅(tong)絲(si)(si)發(fa)黑問題。同時，絕緣(yuan)橡皮會(hui)(hui)有各種顏(yan)色，其中的(de)(de)(de)紅、藍(lan)、黃(huang)、綠(lv)、黑是(shi)基本(ben)(ben)顏(yan)色，這(zhe)些(xie)顏(yan)色的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)會(hui)(hui)促(cu)使橡皮發(fa)粘和(he)銅(tong)絲(si)(si)發(fa)黑。配(pei)方中的(de)(de)(de)主要填(tian)充劑(ji)是(shi)輕質(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)和(he)滑石粉，但受價格因素影(ying)響，一些(xie)廠家為(wei)了降低成本(ben)(ben)，使用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)低價碳酸(suan)鈣(gai)和(he)滑石粉。這(zhe)些(xie)填(tian)充劑(ji)粒子粗(cu)、游離堿的(de)(de)(de)含量大、雜質(zhi)多，所以(yi)(yi)物理機(ji)械性(xing)能比較差，電性(xing)能不好，還(huan)容易造成銅(tong)絲(si)(si)發(fa)黑。一些(xie)廠商用(yong)活(huo)性(xing)超細碳酸(suan)鈣(gai)來(lai)(lai)提高絕緣(yuan)橡皮的(de)(de)(de)物理機(ji)械性(xing)能，而活(huo)性(xing)鈣(gai)多數是(shi)用(yong)硬脂酸(suan)來(lai)(lai)處理的(de)(de)(de)，這(zhe)種酸(suan)也是(shi)促(cu)使銅(tong)絲(si)(si)發(fa)黑的(de)(de)(de)原因。硫(liu)化劑(ji)VA-7的(de)(de)(de)使用(yong)，可(ke)以(yi)(yi)改善(shan)銅(tong)絲(si)(si)發(fa)黑，但由于硫(liu)化程度不夠，橡皮的(de)(de)(de)永久(jiu)變形大，會(hui)(hui)造成橡皮發(fa)粘。特別是(shi)加入(ru)促(cu)進(jin)劑(ji)ZDC以(yi)(yi)后(hou)，提高了硫(liu)化速度，為(wei)了防止焦(jiao)燒，還(huan)要加入(ru)促(cu)進(jin)劑(ji)DM來(lai)(lai)延緩焦(jiao)燒時間(jian)。從促(cu)進(jin)劑(ji)ZDC的(de)(de)(de)結構看，是(shi)在TETD結構中兩個相連接的(de)(de)(de)硫(liu)中間(jian)接上一個金屬鋅(xin)。

銅的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)、老化(hua)是橡(xiang)皮發粘(zhan)的(de)(de)(de)重(zhong)要原因。前蘇(su)聯電纜科學研(yan)(yan)究院試驗(yan)證明：在硫(liu)化(hua)過程中，銅從與(yu)橡(xiang)膠(jiao)接觸處滲入到絕緣橡(xiang)膠(jiao)中，1.0-2.0mm厚度(du)的(de)(de)(de)絕緣橡(xiang)皮含(han)銅0.009-0.0027%。眾所周(zhou)知(zhi)，即使(shi)微量(liang)銅也(ye)會(hui)對(dui)(dui)橡(xiang)皮產生(sheng)極(ji)大的(de)(de)(de)破壞作用，這(zhe)就是我們通常說的(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)屬對(dui)(dui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)、老化(hua)。在絕緣硫(liu)化(hua)過程中，秋蘭姆析出若干游(you)離硫(liu)與(yu)銅反應(ying)，形成活(huo)性含(han)銅基團(tuan)。在老化(hua)時(shi)(shi)，較弱的(de)(de)(de)-S-S-鍵斷(duan)裂(lie)，形成活(huo)性含(han)銅基Cu-S-。這(zhe)一低分(fen)子鏈(lian)的(de)(de)(de)組合與(yu)橡(xiang)膠(jiao)作用的(de)(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)還與(yu)氧發生(sheng)反應(ying)，破壞橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)長(chang)鍵分(fen)子，使(shi)橡(xiang)膠(jiao)變(bian)軟(ruan)變(bian)粘(zhan)。法(fa)國(guo)橡(xiang)膠(jiao)研(yan)(yan)究院在研(yan)(yan)究發粘(zhan)重(zhong)現問(wen)題時(shi)(shi)指出：如(ru)(ru)果橡(xiang)膠(jiao)中含(han)有有害的(de)(de)(de)金(jin)屬，如(ru)(ru)銅、錳等重(zhong)金(jin)屬鹽類(lei)，那么不管使(shi)用哪一種(zhong)促進劑，都會(hui)發生(sheng)橡(xiang)膠(jiao)發粘(zhan)現象(xiang)。

針(zhen)對橡套電纜(lan)中(zhong)硫(liu)(liu)磺(huang)向絕緣(yuan)橡皮和銅線表面滲透的(de)原因探討，前蘇聯(lian)科學家曾應(ying)用(yong)放射性同位素證實了電纜(lan)護(hu)套橡膠(jiao)(jiao)中(zhong)硫(liu)(liu)擴(kuo)散(san)的(de)可能(neng)性。以天然橡膠(jiao)(jiao)為(wei)基的(de)硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)中(zhong)，在130-150℃的(de)溫(wen)度下，游離硫(liu)(liu)的(de)擴(kuo)散(san)系數約為(wei)10-6cm2/s。而在連(lian)續(xu)硫(liu)(liu)化(hua)的(de)生(sheng)產車間(jian)內，硫(liu)(liu)化(hua)護(hu)套橡膠(jiao)(jiao)時溫(wen)度保持在185-200℃之(zhi)間(jian)，使得(de)硫(liu)(liu)擴(kuo)散(san)系數更(geng)大。

橡套游離硫的(de)擴散，改變(bian)了秋蘭姆(mu)橡膠的(de)結(jie)構，可(ke)能形成多硫鍵。這些多硫化(hua)(hua)合物通過(guo)化(hua)(hua)學分(fen)解(jie)和(he)化(hua)(hua)合實(shi)現遷移，即(ji)"化(hua)(hua)學擴散"，不僅改變(bian)了絕(jue)緣(yuan)橡皮的(de)結(jie)構，降低其(qi)耐熱性，而(er)且與銅(tong)表面發(fa)生反(fan)應(ying)，形成硫化(hua)(hua)銅(tong)、硫化(hua)(hua)亞銅(tong)，導致銅(tong)線發(fa)黑。同時，硫化(hua)(hua)銅(tong)和(he)硫化(hua)(hua)亞銅(tong)也加速了橡膠的(de)老(lao)化(hua)(hua)，導致橡膠發(fa)粘。

橡(xiang)(xiang)料加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝的好(hao)壞，主要取決于(yu)天然膠(jiao)(jiao)和丁苯膠(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)(yong)為(wei)基礎的絕緣(yuan)(yuan)配方。其中，天然膠(jiao)(jiao)需要通過(guo)塑(su)(su)煉(lian)來(lai)(lai)提(ti)高(gao)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的可塑(su)(su)性。有些(xie)(xie)上(shang)(shang)了(le)規(gui)模的企業為(wei)了(le)保證產(chan)(chan)量，在使用(yong)(yong)密煉(lian)機(ji)塑(su)(su)煉(lian)的同時(shi)還會加(jia)(jia)入(ru)少量的化學(xue)增塑(su)(su)劑(ji)(促進劑(ji)M)來(lai)(lai)提(ti)高(gao)塑(su)(su)性。但(dan)是(shi)如果沒有控(kong)制(zhi)好(hao)塑(su)(su)煉(lian)溫(wen)度(du)和生膠(jiao)(jiao)濾橡(xiang)(xiang)時(shi)的溫(wen)度(du)，出(chu)現140℃以上(shang)(shang)的高(gao)溫(wen)情況時(shi)，當生膠(jiao)(jiao)在開煉(lian)機(ji)上(shang)(shang)緩慢通過(guo)滾筒，而(er)上(shang)(shang)面的積膠(jiao)(jiao)由于(yu)受到熱氧和促進劑(ji)M的同時(shi)作用(yong)(yong)，就會發現橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)表面好(hao)像(xiang)涂了(le)一(yi)層油，實際上(shang)(shang)是(shi)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分子(zi)(zi)(zi)(zi)在化學(xue)增塑(su)(su)劑(ji)的促進下嚴重斷鏈，從而(er)產(chan)(chan)生比(bi)較軟粘的較小分子(zi)(zi)(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這些(xie)(xie)較小分子(zi)(zi)(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)雖(sui)然在工(gong)(gong)藝后(hou)期會與丁苯膠(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)(yong)混(hun)煉(lian)出(chu)絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)料，均勻地(di)分散在膠(jiao)(jiao)料中。膠(jiao)(jiao)料擠(ji)包(bao)在銅(tong)(tong)絲(si)上(shang)(shang)進行連續硫化后(hou)，肉眼無法看出(chu)任何問題，但(dan)已(yi)經(jing)為(wei)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)粘銅(tong)(tong)絲(si)埋下了(le)隱(yin)患(huan)，也就是(shi)說，這些(xie)(xie)小分子(zi)(zi)(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)將首先出(chu)現局部粘銅(tong)(tong)絲(si)現象。

絕緣橡(xiang)皮(pi)加(jia)(jia)硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)和促進劑(ji)的(de)工藝也十分(fen)重要(yao)。一(yi)些(xie)小作坊企業在(zai)開煉機(ji)上加(jia)(jia)硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)，就是(shi)將裝有硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)罐子(zi)倒入(ru)滾筒(tong)的(de)中部，這(zhe)無疑地(di)(di)導致了硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)中間多，兩邊(bian)少(shao)。當硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)滲入(ru)橡(xiang)皮(pi)中，翻三角的(de)次數(shu)較(jiao)少(shao)，會(hui)使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)在(zai)橡(xiang)料中分(fen)布不均勻。這(zhe)樣在(zai)擠包連(lian)續(xu)硫(liu)化(hua)(hua)時，含硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)比較(jiao)多的(de)地(di)(di)方很(hen)容易出現(xian)銅(tong)絲發(fa)黑(hei)(hei)現(xian)象。時間一(yi)長，在(zai)發(fa)黑(hei)(hei)的(de)地(di)(di)方還會(hui)出現(xian)橡(xiang)皮(pi)粘銅(tong)絲的(de)現(xian)象。

絕緣橡皮硫化原因(yin)分析

一些(xie)企業(ye)為了(le)追求(qiu)產量，連續硫(liu)(liu)(liu)化管(guan)只(zhi)有(you)60米(mi)長，蒸汽壓力是1.3Mpa，而硫(liu)(liu)(liu)化速度(du)(du)要開到(dao)120米(mi)/分，這(zhe)樣絕緣(yuan)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠在管(guan)中(zhong)的(de)停(ting)留(liu)(liu)時間(jian)只(zhi)有(you)30秒。橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)本身(shen)是熱的(de)不(bu)良(liang)導體，絕緣(yuan)線(xian)芯(xin)表面溫度(du)(du)大于190℃，當溫度(du)(du)傳(chuan)熱到(dao)與(yu)銅(tong)(tong)線(xian)接(jie)(jie)觸(chu)的(de)里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)時，又被銅(tong)(tong)線(xian)吸熱，銅(tong)(tong)線(xian)升(sheng)溫到(dao)與(yu)里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)溫度(du)(du)接(jie)(jie)近時，硫(liu)(liu)(liu)化的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)電線(xian)芯(xin)已經(jing)出(chu)(chu)硫(liu)(liu)(liu)化管(guan)了(le)。這(zhe)樣里層橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)溫度(du)(du)比較低，大約為170℃，停(ting)留(liu)(liu)只(zhi)有(you)幾秒鐘就出(chu)(chu)硫(liu)(liu)(liu)化管(guan)，進入冷卻和收線(xian)，絕緣(yuan)橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)就會硫(liu)(liu)(liu)化不(bu)足。為了(le)達到(dao)足夠的(de)硫(liu)(liu)(liu)化，促進劑TMTD的(de)用(yong)量(作硫(liu)(liu)(liu)化劑用(yong))高達3.4%。但(dan)過量的(de)硫(liu)(liu)(liu)化劑在硫(liu)(liu)(liu)化過程中(zhong)放(fang)出(chu)(chu)的(de)游(you)離硫(liu)(liu)(liu)也多，除供交聯(lian)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠分子外(wai)，還有(you)多余(yu)的(de)游(you)離硫(liu)(liu)(liu)，從而又成為促使(shi)銅(tong)(tong)線(xian)表面發黑(hei)的(de)間(jian)接(jie)(jie)原因。

總之，解決銅(tong)線發黑的問(wen)題難度很(hen)大，從(cong)銅(tong)絲(si)到(dao)橡皮的每一道工序都(dou)要認(ren)真對(dui)待，才能取得較好(hao)的效果。尤其是要注(zhu)重(zhong)膠種(zhong)選擇和硫化體(ti)系的采用(yong)。