挤塑工艺培训教材

挤塑工艺培训教材第一章概述第一节塑料电线电缆的种类一、分类主要品种有塑料电力电缆、塑料通信电缆、电气装备用塑料电线电缆。1.塑料电力电缆●用于传输电力和分配大功率电能等；●主要绝缘材料和产品：聚氯乙烯和聚烯烃塑料，产品有电力电缆、交联电缆（含硅烷交联电缆和辐照电缆）、架空绝缘电缆。●主要规格：针对中性点不同的接地方式，标准中规定的中低压电力电缆的电压等级系列是：0.6/1、1.8/3、3/3、3.6/6、6/6、6/10、8.7/10、8.7/15、12/20、18/20、18/30、21/35、26/35单位为千伏；常用电力电缆芯数为1、2、3、4、5芯。只有低压电力电缆采用4、5芯，低压电缆为用户网，须配中性线及直接接地线芯。电缆导体截面规格为：2.546101625355070951201501852403004005006308001000mm²2.塑料通信电缆●主要用于电话、电报、传真、电视及其它电讯信息的传递；●主要绝缘材料和产品：聚氯乙烯和聚烯烃塑料，产品有市话电缆、长途对称通信电缆、同轴通信电缆、海底通信电缆和广播电视用电线电缆。●导体主要用软铜线，个别用铝线导线标称直径0.32~0.9mm。●有星绞和对绞结构，对绞标称线对：10~3600对。3.电气装备用塑料电线电缆●用于电力系统的开关柜和用电设备或装置之间,做电源连接线，还作为电气装备内部的安装线、控制、信号、仪表用电线电缆●主要产品包括：塑料绝缘（软）电线、安装线、电梯电缆、控制电缆、信号电缆、船用电缆、矿用电缆、探测电缆高压直流软电缆、航天用电线电缆、汽车用电缆等●主要材料与电力电缆相似。二、塑料电线电缆的型号、名称和使用情况行业中对电线电缆产品名称的表达一般顺序导体/绝缘/内护套/铠装结构/外护套/附加特征/类别名称1.大多数采用汉语拼音字母大写来表示高分子材料以英文商品名称的字母表示举例:铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套控制电缆2.型号编制顺序:类别用途/导体/绝缘/内护套/铠装/外护套或派生3.型号编制原则之一省略原则非常重要.塑料电线电缆产品的导体以铜为主，所有铜芯电线电缆的型号中省去表示铜导体的拼音字母.4.电线电缆用小类、系列代号作为型号的首位：塑料电力电缆型号的首位是绝缘层代号，电气装备用塑料电线电缆以代表用途的小类或系列代号放在首位（如船用、矿用、软线、移动软电缆）5.外护层用阿拉伯数字表示举例:22钢带铠装聚氯乙烯护套23钢带铠装聚乙烯护套32细钢丝铠装聚氯乙烯护套43粗钢丝铠装聚乙烯护套6.附加型号的阻燃耐火类在GB/T19666-2005标准新规定举例:Z-ZA-ZB-ZC-ZD-ZAN-ZBN-ZCN-三、塑料电线电缆的发展趋势●塑料电线电缆向新、特、大、小、轻、薄、长、绿色、环保、安全方向发展。1.电气装备用塑料电线电缆领域：⑴提高长期允许工作温度，开发耐高温、耐低温、耐恶劣环境产品；⑵提高屏蔽性能，满足信息传输、自动化系统和计算机网络的需要；⑶开发阻燃、耐火产品，满足安全和环保更高要求；⑷结构小型化、轻量化（更细、更薄）、预制化（定长、带插接件、成束供应。2.塑料通信电缆领域：采用泡沫绝缘等新技术，满足高频、超高频、数字通信和超大对数话缆、宽带数字通信电缆的市场需求和航天、航海、军事的安全，产品向结构小、重量轻、防鼠、防蚊、阻燃、防火、低烟、低毒方向发展。3.塑料电力电缆领域：向高压、超高压、大长度和大容量方向发展，国外开展绝缘减薄的研究，加强耐热、耐老化、耐油、耐化学、耐火、无卤低烟阻燃、无毒电缆的开发。第二节塑料电线电缆的基本结构基本结构：导电线芯+绝缘层+保护层一、导电电芯1.基本概念●导体的最基本要求应有较高导电率，是传导电流的元件。在一定电压下，导体电阻越小越好。根据电阻定律，在一定温度下，有：R=ρ·L/S（ρ—电阻系数；L—导体长度；S—导体截面积；R—导体电阻。●塑料电线电缆规格是用导体标称截面或标称直径来表示。导体实际截面不一定等于导体的标称截面。但是某一规格下的导体电阻一定要符合标准（规定）要求。2.导电线芯的分类及用途●有实心和绞合之分；异形和圆形之分；规则绞合及非规则绞合之分。⑴实心导体主要是圆单线,用于塑料通讯电缆和电线,瓦形和扇形导体用于固定敷设电力电缆.⑵圆形导线正规绞合以绞线的中心线为轴，每层递增六根，相邻层绞向相反，最外层绞向均为左向。（也称同心层绞合）⑶非规则绞合又有束绞、同心复绞和特殊绞合。束绞是同方向、同节距扭绞，其特点是截面小，柔软性高。多用于电气装备用塑料电线电缆。特殊绞合指交替变换绞合方向,用于通信电缆。3.导电线芯绞合结构⑴紧压导线结构分为圆形和扇形对绞合后的线芯采取一次紧压和多层紧压,提高填充系数，缩小外径,表面光滑,改善电场分布，提高耐电水平,有利绝缘挤出质量。⑵塑力缆三芯电缆最常用结构:25~50㎜²6根(平行)+12根70~120㎜²7根+2根(平行)+16根150~240㎜²7根+2根(平行)+15根+21根二、绝缘层●塑力缆和装备用缆主要用实心绝缘。●塑料通信电缆则用实心绝缘、泡沫绝缘和带皮泡沫绝缘等形式。1.绝缘层越厚，耐电压越高；选料和绝缘层厚度设计先考虑电性能并有安全裕度，也要考虑机械性和加工性。2.电力电缆目前有标准GB/T12706.1~12706.4-2002代替了GB12706-91，规定一般绝缘最薄厚度不小于标称厚度的90％-0.1㎜。3.市内通信电缆的泡沫塑料绝缘层是空气与塑料的组合体，要考虑电性能，也要考虑介质的均匀性对电容的影响。三、保护层●作用：提高电缆机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水和抗外界电磁干扰的屏蔽能力。●分类：护层分为内护层和外护层；●内护层分金属护套（铅、铝、皱纹钢管）、非金属护套（PE、PVC等）、综合护套外护层分内衬层（沥青+包带、挤包PVC）；铠装层的钢带铠装（镀锌钢带、涂柒钢带）和钢丝铠装（镀锌钢丝、涂塑钢丝）；外护层的纤维麻被型（沥青+纤维）和塑料外护套（PE、PVC）●钢带承受径向压力；钢丝承受纵向拉力。●装铠前直径越大，钢带与钢丝规格应越大●铠装材料选择主要考虑机械性能、同时要考虑敷设环境长期老化、透湿性、腐蚀性的影响。第二章材料和半制品一、塑料基本性能的含义举例1.体积电阻系数ρv：该系数越高，绝缘性能越好。2.击穿场强：击穿电压与塑料厚度之比。3.介电常数ε:表示塑料极性大小的指标。该常数越小,塑料在电场的作用下极化强度越小,其介质损耗也越好。4介质损耗角正切tgδ：该值越小，说明介质损耗越小，电缆绝缘性能越好。5熔融指数：在一定温度和压力下，熔融树脂在10分钟内从一定孔穴中被压出的克数。用MI表示，单位g/min6.抗拉强度：在拉力机上，材料被拉断时单位截面上所承受的拉力。二、聚氯乙烯（PVC）是聚氯乙烯树脂为基本成份，添加各种配合剂，在一定条件下混合而成的。分子表达式为（C2H3CI）n●普通PVC绝缘料主要技术要求：体积电阻系数：≥1×10的14次方；击穿场强：≥20kV/mm拉伸强度：≥170N/mm²软化温度：170-190℃●PVC普通护套料主要技术性能：体积电阻系数：≥1×10的10次方；击穿场强：≥18kV/mm拉伸强度：≥150N/mm²软化温度：165-180℃●屏蔽用半导电PVC料主要技术性能：体积电阻系数：≤1×10的5次方；拉断延伸率：≥100％抗拉强度：≥100N/mm²200℃热稳定时间：≥60min●环保型防白蚁、防鼠护套料已经不允许用氯丹等有毒添加剂。●低烟低卤阻燃护套料已经大量使用。三、聚乙烯1.聚乙烯种类⑴低密度聚乙烯（LDPE）也叫高压聚乙烯，密度为0.915-0.930；⑵中密度聚乙烯（MDPE）也叫中压聚乙烯，密度为0.931-0.940；⑶高密度聚乙烯（HDPE）也叫低压聚乙烯，密度为0.941-0.965；2.聚乙烯结构分子式表达式为（CH2-CH2）n或（C2H4）n●高压聚乙烯分子构型呈树枝状,其密度低,柔软性好,结晶度低●低压聚乙烯分子构型呈线型,密度高,刚性好结晶度高3.聚乙烯特性聚乙烯乳白色，呈蜡装，半透明。⑴优异的电气性能，绝缘电阻和耐电强度高，介电常数和介损小，基本不受频率变化影响，是理想的通信电缆绝缘材料。⑵机械性能较好⑶耐老化性能、耐寒性、及耐化学稳定性⑷吸湿性极低，浸水后绝缘电阻一般不下降⑸透气性在各塑料中最优良⑹比重小于1，高压聚乙烯约0.92；低压聚乙烯约0.94⑺加工工艺性良好⑻用它制作的电线电缆重量轻、使用、敷设方便、接头容易●缺点：软化温度低、易燃烧、易龟裂。●低密度聚乙烯性能举例密度：0.91-0.93；抗拉强度：80-160×0.1MPa脆化温度：＜-70℃体积电阻系数：≥10的14次方击穿场强：18-40kV/mm各种频率下介质损失角正切：＜0.0005各种频率下介电常数：2.25-2.35熔融指数：＜2.0（高速加工常用0.3以下）●聚乙烯料种类⑴一般聚乙烯绝缘料；⑵耐候聚乙烯料⑶耐环境龟裂聚乙烯料⑷高电压聚乙烯绝缘料⑸半导电聚乙烯塑料⑹热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料⑺10kV耐候性高密度聚乙烯架空绝缘料四、交联聚乙烯聚乙烯在高能射线或交联剂的作用下，能使线形分子结构变成立体网状分子结构，使热塑性材料变成热固性材料，优良的电性能不变其他性能提高和增强。长期工作温度提高到90℃，瞬时短路温度170-250℃。⑴物理交联聚乙烯⑵化学交联聚乙烯五、泡沫聚乙烯在聚乙烯里加了发泡剂，市话电缆中的绝缘的发泡度要求为20-25％六、氟塑料分子中含有氟原子的塑料叫氟塑料。●常用有聚四氟乙烯（F4俗称塑料王），耐化学性极好，可在-190~260℃长期使用，加工难度大；●聚全氟乙丙烯（F46）可在-85~200℃长期使用，耐化学性极好，可在普通挤出机上挤出。七、聚丙烯八、聚酰胺（俗称尼龙）九、聚酯塑料（PET绝缘带）●几种常用的添加剂：添加剂有防老剂（含抗氧剂、稳定剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂）、增塑剂、填充剂、交联剂、润滑剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂、防霉剂、驱避剂等第二节导体导体主要有：电工圆铜线、电工圆铝线、电力电缆用铜和铝导电线芯、电气装备用铜和铝导电线芯。一、电工圆铜线(密度8.89)型号名称规格TRTYTYT软圆铜线硬圆铜线特硬圆铜线0.020-14.000.020-14.001.50-5.00标称直径0.020~0.0250.025~0.1250.126~0.4000.401~14.00偏差（mm）±0.002.±0.003±0.004±1％d圆铜线外观质量要求圆铜线应圆整（尺寸在偏差范围内）、表面光洁、无油污、毛刺、裂纹、扭结、夹杂物、机械损伤、氧化和腐蚀斑点型号电阻率不大于电阻温度系数（1/℃）Φ2.00mm以下Φ2.00mm以上TR0.0172410.0172410.00393TYTYT0.017960.0177770.003770.00381二、电工圆铝线（密度2.7）1.型号和规格型号状态代号名称直径范围mmLRLY4LY6LY8LY9OH4H6H8H9软圆铝线H4状态硬软圆铝线H6状态硬软圆铝线H8状态硬软圆铝线H9状态硬软圆铝线0.30-10.000.30-6.000.30-10.000.30-5.001.25-5.00标称直径mm0.300-0.9000.910-2.4902.50及以上偏差mm±0.013±0.025±1％d2.外观质量要求圆铝线应圆整,直径尺寸在偏差范围内,表面光洁,无三角口、毛刺、裂口、起皮、夹杂物、麻坑、斑疤、扭结、波纹、蛇形、拉模道子和腐蚀斑点等与合格产品不相符的缺陷。3.电阻率20℃时软圆铝线为0.0280；硬态圆铝线为0.028264三、塑料电线电缆用导电线芯1.电力电缆用铜和铝导电线芯⑴适用范围使用在固定敷设电力电缆的导电线芯有圆形、半圆形、扇形和瓦形的结构形式。又有实心导体和绞合导体（或紧压）之分。⑵绞线为同心式绞合，各相邻层绞向相反，最外层为左向，绞合导体的节距比：内层不大于40d，外层不大于20d（d为紧压前各层导体外径。2.电气装备用电线电缆用铜、铝导体⑴适用范