前言聚氯乙烯具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性,尤其是具有耐燃自熄性,使聚氯乙烯已广泛地应用于电缆料的生产。但聚氯乙烯是一种强极性聚合物,分子间作用力很大,需加热至一定温度方能显示塑性。而聚氯乙烯对热极敏感,加热至130～140℃时就开始分解,因而聚氯乙烯的加工温度范围较窄,难于控制。为了改善ＰＶＣ的加工性及其使用性能,需添加各种助剂。本文就加入增塑剂后,增塑剂对ＰＶＣ电缆料电性能的影响作些研究。

1　实验条件

1.1　实验设备双辊筒炼塑机、液压机、电阻计、高压电桥等。

1.2　配　方(1)基本配方(质量份)ＰＶＣ-ＳＧ2　　100硬脂酸铅　　　1三盐基硫酸铅　5ＣａＣＯ3(轻)　　　5(2)实验配方在基本配方中分别加入30、40、45、50份的ＤＢＰ、ＴＰＰ、ＤＯＰ、ＴＯＴＭ、ＴＣＰ、ＤＩＤＰ、Ｍ-50共计28个配方。

1.3　样品制备

1.3.1　工艺流程称量混料压片压光裁片用酒精擦净试样测试

1.3.2　工艺控制(1)压片根据配方称取各组分,搅拌均匀后,在炼塑机上炼片。辊温控制在前辊160～170℃,后辊140～150℃,辊速比1∶1.35。

1.3.3　电缆片压光工艺(1)首先将由炼塑机炼成的片,置于液压机中,在预热过程中,利用液压机自身的质量压光。(2)当液压机上、下压板温度均达160℃时,用10ＭＰａ以下的压力压10ｍｉｎ。(3)最后用5ＭＰａ的压力冷压,持续10ｍｉｎ。

1.3.4　电性能测试条件按ＧＢ1044-70测试2　增塑剂对ＰＶＣ电缆料体积电阻率(ρｖ)的影响增塑剂对ＰＶＣ电缆料ρｖ的影响情况见图1。



在增塑剂用量都为35份时,ＰＶＣ电缆料的ρｖ值从大到小的顺序为:Ｍ-50>ＴＰＰ>ＴＯＴＭ>ＴＣＰ>ＤＯＰ>ＤＩＤＰ>ＤＢＰ。随各类增塑剂用量的增加,ρｖ的变化情况如表1(指各类增塑剂在独自使用时的不同份数范围内的相对变化情况)。从表1可以看出,增塑剂用量从3540份时,ＴＯＴＭ、ＴＣＰ、Ｍ-50增塑的ＰＶＣ电缆料电性能较好。分析其原因在于:(1)由于增塑剂大多数是低分子有机酯类,其体积电阻率比树脂小,因此随其用量的增加,ρｖ下降;(2)由于增塑剂是工业增塑剂,这就难免引入离子杂质,从而使ＰＶＣ电缆料中的载流子浓度增加,而使ρｖ下降;(3)由于增塑剂的加入,使ＰＶＣ分子间作用力减小,分子间距增大,从而增大了自由体积,使载流子移动的阻力减小,运动度增大,使ρｖ减小。

3　增塑剂对ＰＶＣ电缆料介电常数(ε)的影响增塑剂对ＰＶＣ电缆料ε的影响情况见图2。在增塑剂用量为35份时,ＰＶＣ电缆料的ε从小到大的顺序为:ＴＣＰ<ＴＰＰ<ＤＩＤＰ<ＴＯＴＭ<ＤＯＰ<Ｍ-50<ＤＢＰ一般地,随增塑剂用量的增加,ε呈上升趋势,只有Ｍ-50当其用量从4550份时,ε下降。分析其原因在于:(1)随着增塑剂的加入,ＰＶＣ大分子间的作用力减小,降低了体系的粘度,增加了链段的能动性,从而使偶极子在外电场作用下沿电场从优取向程度增大,极化加强了,从而使ε增大;(2)增塑剂是具有偶极的极性分子,因此随其用量的增加,ε也增大;(3)增塑剂的介电系数比聚氯乙烯树脂大,因此随其用量的增加,ε也增大。

4　增塑剂对ＰＶＣ电缆料介电损耗角正切(ｔｇδ)的影响增塑剂对ＰＶＣ电缆料ｔｇδ的影响情况见图3。在增塑剂用量都为35份时,各增塑剂增塑的ＰＶＣ的ｔｇδ从小到大的顺序为ＴＣＰ<ＤＩＤＰ=ＴＯＴＭ<ＴＰＰ<ＤＯＰ<Ｍ-50<ＤＢＰ。



随着增塑剂用量的增加,ＤＢＰ、ＤＩＤＰ、ＤＯＰ、ＴＯＴＭ增塑剂的ＰＶＣ的ｔｇδ都呈下降趋势;ＴＣＰ、ＴＰＰ呈上升趋势;Ｍ-50在45份时,ｔｇδ出现最低点;但Ｍ-50随着用量从35份40份、40份45份、45份50份,ｔｇδ出现上升、下降、上升的趋势,显得无规律。分析其原因为:(1)增塑剂的介电损耗比ＰＶＣ大,因此随着增塑剂用量的增多,会使ｔｇδ增大;(2)由于是工业用增塑剂,难免内含杂质,从而使ＰＶＣ的漏导电流增大,载流子运动时,要克服内摩擦阻力而作功,使电能变成热能,产生介电损耗。同时载流子浓度的增大,会使总的阻力增加,从而使ｔｇδ增大。但是,增塑剂的加入,又使分子间距增大,分子间作用力减小,这对于单个载流子来说,其运动阻力减少,从而使ｔｇδ减小。因此在考虑因增塑剂的加入而对ｔｇδ的影响时,要综合以上两方面因素,哪个居于主要地位,则显示哪种情况;(3)由于外电场作用,偶极子发生取向极化,取向极化是一个松弛过程,电场使偶极子发生取向时,一部分电能消耗于克服介质内粘滞阻力上,转化为热能,发生松弛损耗,加入增塑剂后,使链段活动性增大,则内滞力减少,从而使ｔｇδ减小,但由于增塑剂大都是具有偶极的极性分子,又会使ｔｇδ增大。综上所述,增塑剂对ｔｇδ的影响较为复杂。因而在考虑增塑剂对ｔｇδ的影响时,不能绝对地说ＰＶＣ的ｔｇδ随增塑剂用量的增加而上升或下降。

5　结论(1)随增塑剂用量的增加,ＰＶＣ电缆料的电性能一般呈下降趋势;(2)不同增塑剂对ＰＶＣ电缆料电性能的影响程度不同;(3)相同增塑剂在不同用量范围内对ＰＶＣ电缆料电性能的影响不同;(4)增塑剂是ＰＶＣ电缆料不可缺少的助剂,因此在选用时,应注意选择品种及确定用量,同时应对增塑剂进行精制以免带入杂质,以期达到最佳效果。从本次实验可见:ＴＯＴＭ、ＴＣＰ电性能较优,且用量在3540份时较好。