CN102183539A - 一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特点是通过热分级方法检测交联聚乙烯电缆料的结晶度、晶片厚度及其分布，通过动态力学方法检测交联聚乙烯电缆料在高温条件下的弹性模量和缠结密度，综合这两种方法提供一种简单、有效的检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法。采用本发明方法为改进聚乙烯基料的聚合工艺和调整聚乙烯电缆绝缘料配方提供理论依据。本发明实验过程简便，结果灵敏、准确，重复性好。

Description

一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法

技术领域

本发明涉及一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，属于聚合物结构表征领域。

背景技术

超洁净交联聚乙烯绝缘电缆与充油电缆相比具有结构简单、生产工序少、生产速度快、制造周期短、电缆重量轻、安装使用方便、利于大规模生产等优点，完全克服了充油电缆难以解决的高落差敷设问题，特别是没有因漏油而引发重大火灾的危险。交联聚乙烯绝缘电缆的工作温度可达90℃，同样载流量导体截面可减小一至二级，可节约导体20％～30％，成本也低。因此，随着材料工业及相关产业的不断发展，近年交联聚乙烯电缆在各个电压等级均可取代传统充油绝缘电力电缆，成为市场主导。为了提高电能的输送效率，减少电能损失，高压、超高压输电是必然趋势，这对以聚乙烯为主体的绝缘料提出了更高的要求。

交联聚乙烯绝缘料用基础树脂主要为低密度聚乙烯。其作为绝缘料虽具有优良的电气性能，但热变形温度较低，大约为70℃左右，因此，当电缆通过较大的电流时，绝缘层就会熔融变形。如果加入交联剂使直链状的聚乙烯分子交联形成三维网络结构，就可以改善聚乙烯的耐热变形性能、耐老化性能和机械性能，而又几乎不损坏原有的电气性能，因此对聚乙烯交联技术的研究具有特别重要的意义。一般地，聚乙烯分子的短支链含量越高，交联剂含量越高，聚乙烯交联度就越高，其高温抗变形能力越好。但是当加入交联剂过多时，残留在电缆料中的交联剂会分解，其产物可造成交联聚乙烯结构松软，同时交联度过高也会使抑制聚乙烯分子结晶，从而晶片变薄，结晶度降低，此外短支链含量过高也会降低结晶度，这些都会影响其常温下的机械性能。此外，引入过多的杂质将严重影响其电性能。因此，采用一种能及时、简便且有效地表征交联聚乙烯电缆绝缘料结晶结构和交联度的方法，对于控制聚乙烯基料的分子结构，调整交联剂和抗氧剂的种类和复配方式，制备综合性能良好的聚乙烯电缆绝缘料都具有极其重要的意义。目前针对交联聚乙烯电缆绝缘料结晶结构和交联度的表征方法比较少，主要包括X-射线衍射方法、差示扫描量热法、通过测量凝胶含量或溶胀比间接研究产品的交联度。

李光等利用X-射线衍射方法研究了熔融辐照交联结晶聚乙烯的晶胞结构变化规律。并得到了垂直(110)晶面方向微晶尺寸随辐射照剂量变化的关系。结果表明晶格尺寸和缺陷随交联度增加而增长。而这一规律对聚乙烯基料聚合工艺以及对电缆绝缘料设计的实际意义有待进一步研究。此外朱爱荣等也采用X射线衍射方法研究了110kV交联聚乙烯电缆绝缘层的结晶结构。首先将绝缘料、导体屏蔽料、绝缘屏蔽料在95～120℃的熔融温度下同心圆式挤包到导体上，然后进入350℃左右高温、1MPa以上压力、有氮气保护的交联管道内完成交联，最后冷却接近室温时收线。结果表明电缆工艺中的热历史会造成超高压交联电缆绝缘层各部分结晶形态分布不均，中层聚集态结构均匀性较好，内层外层结晶程度低于中层。然而在结晶程度相近的情况下，微观的晶片厚度及其分布也可能存在很大的差别，这些都会影响交联聚乙烯的机械性能，有必要通过其他方法对其微观结晶结构进一步表征分析。

陈大俊等通过差示扫描量热法研究了交联聚乙烯的结晶行为及其非等温结晶动力学。结果表明，过氧化二异丙苯(DCP)的交联作用对聚乙烯的结晶行为影响较大，与纯聚乙烯相比，在DCP用量较低时，交联聚乙烯的结晶峰向低温方向移动，结晶温度随着DCP用量的增加而降低，但继续增加DCP的用量，结晶温度反而会增加。目前这种现象对聚乙烯的实际交联过程的指导意义有待深入研究。

龚方红等人分别采用硅烷交联法和过氧化物交联法制备了交联聚乙烯试样，通过测定凝胶含量和平衡溶胀等间接表征了两种试样的交联程度。结果表明凝胶含量基本相同的硅烷交联聚乙烯和过氧化物交联聚乙烯的性能存在着很大的差异，而且二者的结晶行为和结晶度也有很大的差异。可见单一的方法很难真实、准确地表征产品的结构，方法之间综合分析非常重要。上述测量聚乙烯交联度的方法都是间接的表征方法，有必要应用一种更直接的方法表征产品的交联度。此外在进行平衡溶胀测量时，往往都采用易挥发性的有机溶剂，因此测量结果的重复性较差。

综上所述，现有表征技术虽然可以一定程度地反映出交联聚乙烯电缆料的结晶结构和交联度，但是还存在着表征方法不直接，方法之间的结合不够，实验周期长，重复性差等诸多缺点。

发明内容

本发明是针对上述现有技术存在的不足而提供的一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法。其特点是通过多步热处理热分级法测试具有不同配方的交联聚乙烯电缆料的结晶度、晶片厚度及其分布，然后通过动态力学方法测试具有不同配方的交联聚乙烯在高温条件下(晶体完全熔融)的弹性模量和缠结密度，在190℃时交联聚乙烯的晶区完全熔融，在此条件下的弹性模量和缠结密度完全是交联作用的贡献。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法包括以下步骤：

1、热分析

(1)差示量热扫描仪分析

称取5～6mg交联聚乙烯电缆料预混料，在温度187～192℃恒温4～10min消除热历史，以7～12℃/min的速率降温至25～33℃，恒温1～5min，以7～12℃/min的速率升温至187～192℃，记录降温结晶和升温熔融曲线；

(2)多步热处理热分级法分析

将样品采用相同的热分级方法：第一个热处理温度T_s1＝128～135℃，ΔT＝4～8℃，在每个热处理温度T_s下停留时间8～12min，热分级程序中升温或降温速率都是7～12℃/min，当样品在最后一个热处理温度T_s＝50～56℃下停留8～12min后，降温至28～33℃，恒温1～5min，以7～12℃/min的速率升温至187～192℃；

(3)理论计算

使用Thomson-Gibbs方程(1)和统计学公式(2)-(4)，对热分级实验结果进行进一步计算，得到样品的晶片厚度分布曲线、数均晶片厚度L_n、重均晶片厚度L_w、晶片分布系数I，

$L=\frac{2\mathrm{\σ}}{\mathrm{\Δ}{H}_0}*\frac{{T_m}^0}{{T_m}^0-T_m}---\left(1\right)$

其中，平衡熔点T_m ⁰＝415K，熔融焓ΔH₀＝300J/m³，表面自由能σ＝0.093J/m²，

式(2)-(4)是晶片厚度分布的数学计算，

$L_n=\frac{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,K,+n_j{L}_j}{n_1+n_2+n_3+n_4+,...,+n_j}=\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i---\left(2\right)$

$L_w=\frac{n_1{L_1}^2+n_2{L_2}^2+n_3{L_3}^2+n_4{L_4}^2+,K,+n_j{L_j}^2}{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,...,+n_j{L}_j}=\frac{\mathrm{\Σ}{f}_i{L_i}^2}{\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i}---\left(3\right)$

$I=\frac{L_w}{L_n}---\left(4\right)$

其中，L₁，L₂...L_j是熔融峰的晶片厚度，n₁，n₂...n_j是熔融峰面积的相对百分含量；

2、动态力学分析：

(1)称取9～11g交联聚乙烯电缆料预混料在硫化机中于温度145～175℃，热压0～10min，压成1.0～1.4mm厚的片材，最后制成尺寸为5.0×8.8×1.2mm的试样；

(2)动态力学分析测试条件为：温度140～210℃，升温速率1～4℃/min，在空气气氛下，拉伸模式：频率1～4Hz，应变0.1～0.4％；

(3)根据橡胶平台的储能模量，由公式(6)和(7)计算得到样品在温度190℃时的缠结分子量(M_e)和缠结密度(v_e)；

M_e＝3ρRT/E′                (6)

v_e＝ρ/M_e                    (7)

式(6)和(7)中ρ为密度，R为气体常数，T为绝对温度，E’为橡胶平台的储能模量；

3、凝胶含量分析：

将9～11g交联聚乙烯电缆料预混料在硫化机中于温度145～175℃，交联1～10min，将交联后的样品精确称量W₁，用中速滤纸包好再次精确称量W₂，将样品放在沸腾二甲苯中溶解20～28h，取出样品，在温度75～83℃，真空度0.8～0.9MPa干燥至恒重，精确重量W₃，最后以下式计算凝胶含量：

$C=\frac{W_2-W_3}{W_1}\×100\%---\left(8\right)$

其中，交联聚乙烯电缆绝缘料由以下组分组成，按重量计为：

聚乙烯                        94.7～100份

抗氧剂                        0.3～0份

交联剂                        5.0～0份

其中，聚乙烯为市售低密度聚乙烯

抗氧剂为4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚或甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的任一种。

交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物或2，5-二甲基-2，5叔丁基过氧化己烷中的任一种。

并按下述工艺步骤及工艺参数制备交联聚乙烯电缆料：

将94.7～100份聚乙烯、0.3～0份抗氧剂、5.0～0份交联剂置于密炼机中，于温度110～118℃，30～50转/分，共混6～9min后出料，获得交联聚乙烯电缆预混料。

性能测试

实施例1-3和对比例1-6的测试结果表明：

在聚乙烯PE1030中，加入2.3％的交联剂后，其结晶度为26.9％，结晶温度为85.9℃，熔点为102.5℃，数均晶片厚度为5.71，重均晶片厚度为5.44。而在聚乙烯PE0209中，加入相同含量的交联剂后，其结晶度为33.7％，结晶温度为108.9℃，熔点为95.9℃，数均晶片厚度为5.80，重均晶片厚度为6.10。可见在相同的交联反应条件下，PE0209的结晶程度好于PE1030。但是PE1030的储能模量(0.887MPa)和交联密度(77mol/m³)都好于PE0209的储能模量(0.527MPa)和交联密度(46mol/m³)，同时也高于PED4的对应指标。此外，在相同的交联反应条件下，凝胶含量按以下顺序递减：PE1030＞PED4＞PE0209。由于交联剂通过在聚乙烯主链的短支链所在碳原子上进行交联反应，短支链含量高不但能提高交联密度，也会抑制聚乙烯分子结晶行为。综合热分级方法、动态力学方法和凝胶含量表征结果表明PE1030的短支链含量相对于PE0209较高，这与PE1030的聚合温度较高完全符合。提高聚合温度，增加了分子间的链转移反应，因而PE1030的短支链含量高。可见采用本发明所述方法可以准确地表征交联聚乙烯的结晶结构和交联行为。

在聚乙烯PE1030中，当交联剂的含量从0.5％增加至5.0％，交联后PE1030的结晶度从30.9％降低至23.3％，结晶温度从90.2℃降低至82.2℃，熔点从106.6℃降低至96.7℃，数均晶片厚度从6.16降低至5.10，重均晶片厚度从5.83降低至4.93。此外，110kV聚乙烯电缆料PED4的结晶度(31.6％)、数均晶片厚度(6.58)、重均晶片厚度(6.13)都高于PE1030在其交联剂含量范围为0.5％～5.0％时的对应指标。当PE1030中交联剂含量高于3.0％时，其在190℃下储能模量(1.174MPa)和交联密度(102mol/m³)均高于PED4的储能模量(0.606MPa)和交联密度(52mol/m³)。PE1030和PED4的结晶行为和交联密度的差异主要是由于前者的短支链含量过高引起的，可见采用本发明方法可以为改进产品质量提供一定理论依据。

本发明具有如下优点：

(1)本发明所用的实验装置易实施，实验过程简便，实验结果灵敏、准确，周期短，重复性好，尤其适用于工业生产，具有较好的推广前景。

(2)本发明表征方法直接，而且通过对不同表征手段得到的结果进行交叉分析，可避免单一方法的片面性。

附图说明

图1a交联剂含量对晶片厚度及分布的影响

图1b交联剂含量对晶片厚度及分布的影响

图2实施例和对比例样品的储能模量

图3凝胶含量随交联时间的变化

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。

实施例1

将96.7g聚乙烯PE1030、0.3g甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯和3.0g过氧化二异丙苯置于密炼机，于温度110℃，30转/分，共混6分钟后出料，获得预混料。将10g预混料在硫化机中于温度175℃，交联10分钟，获得交联聚乙烯。

将上述交联聚乙烯进行热分级分析，用Thomson-Gibbs方程(1)和统计学公式(2)-(4)，对热分级实验结果进行进一步计算，得到样品的晶片厚度分布曲线、数均晶片厚度L_n、重均晶片厚度L_w、晶片分布系数I，结果详见表1～4和图1所示。

$L=\frac{2\mathrm{\σ}}{\mathrm{\Δ}{H}_0}*\frac{{T_m}^0}{{T_m}^0-T_m}---\left(1\right)$

其中，平衡熔点T_m ⁰＝415K，熔融焓ΔH₀＝300J/m³，表面自由能σ＝0.093J/m²，

式(2)-(4)是晶片厚度分布的数学计算，

$L_n=\frac{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,K,+n_j{L}_j}{n_1+n_2+n_3+n_4+,...,+n_j}=\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i---\left(2\right)$

$L_w=\frac{n_1{L_1}^2+n_2{L_2}^2+n_3{L_3}^2+n_4{L_4}^2+,K,+n_j{L_j}^2}{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,...,+n_j{L}_j}=\frac{\mathrm{\Σ}{f}_i{L_i}^2}{\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i}---\left(3\right)$

$I=\frac{L_w}{L_n}---\left(4\right)$

其中，L₁，L₂...L_j是熔融峰的晶片厚度，n₁，n₂...n_j是熔融峰面积的相对百分含量；

将上述交联聚乙烯进行动态力学分析，测量其储能模量，由公式(6)和(7)计算得到样品在温度190℃时的缠结分子量(M_e)和缠结密度(v_e)；结果详见表5、6和图2所示。

M_e＝3ρRT/E′                    (6)

v_e＝ρ/M_e                        (7)

式(6)和(7)中ρ为密度，R为气体常数，T为绝对温度，E’为橡胶平台的储能模量；

以下式计算凝胶含量：

$C=\frac{W_2-W_3}{W_1}\×100\%---\left(8\right)$

其中，W₁是交联后的样品的质量，W₂是中速滤纸包好后样品的质量，W₃是烘干至恒重样品的重量。

实施例2

将97.8g聚乙烯PE1030、0.2g 2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚和2.0g 2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷置于密炼机，于118℃，50转/分，共混9分钟后出料，获得预混料。将10g预混料在硫化机中于170℃，交联15分钟，获得交联聚乙烯。

将上述交联聚乙烯进行热分级分析，使用Thomson-Gibbs方程(1)和统计学公式(2)-(4)，对热分级实验结果进行进一步计算，得到样品的晶片厚度分布曲线、数均晶片厚度L_n、重均晶片厚度L_w、晶片分布系数I，结果详见表1～4和图1所示。

$L=\frac{2\mathrm{\σ}}{\mathrm{\Δ}{H}_0}*\frac{{T_m}^0}{{T_m}^0-T_m}---\left(1\right)$

其中，平衡熔点T_m ⁰＝415K，熔融焓ΔH₀＝300J/m³，表面自由能σ＝0.093J/m²，

式(2)-(4)是晶片厚度分布的数学计算，

$L_n=\frac{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,K,+n_j{L}_j}{n_1+n_2+n_3+n_4+,...,+n_j}=\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i---\left(2\right)$

$L_w=\frac{n_1{L_1}^2+n_2{L_2}^2+n_3{L_3}^2+n_4{L_4}^2+,K,+n_j{L_j}^2}{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,...,+n_j{L}_j}=\frac{\mathrm{\Σ}{f}_i{L_i}^2}{\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i}---\left(3\right)$

$I=\frac{L_w}{L_n}---\left(4\right)$

其中，L₁，L₂...L_j是熔融峰的晶片厚度，n₁，n₂...n_j是熔融峰面积的相对百分含量；

将上述交联聚乙烯进行动态力学分析，测量其储能模量，由公式(6)和(7)计算得到样品在温度190℃时的缠结分子量(M_e)和缠结密度(v_e)；结果详见表5、6和图2所示。

M_e＝3ρRT/E′                        (6)

v_e＝ρ/M_e                            (7)

式(6)和(7)中ρ为密度，R为气体常数，T为绝对温度，E’为橡胶平台的储能模量；

将上述交联聚乙烯进行凝胶含量测量，以下式计算凝胶含量：

$C=\frac{W_2-W_3}{W_1}\×100\%---\left(8\right)$

其中，W₁是交联后的样品的质量，W₂是中速滤纸包好后样品的质量，W₃是烘干至恒重样品的重量，最后结果详见图3所示。

实施例3

将100.0g聚乙烯PED4置于密炼机，于115℃，40转/分，共混7分钟后出料，获得预混料。将10g预混料在硫化机中于175℃，交联10分钟，获得交联聚乙烯。

将上述交联聚乙烯进行热分级分析，使用Thomson-Gibbs方程(1)和统计学公式(2)-(4)，对热分级实验结果进行进一步计算，得到样品的晶片厚度分布曲线、数均晶片厚度L_n、重均晶片厚度L_w、晶片分布系数I。

$L=\frac{2\mathrm{\σ}}{\mathrm{\Δ}{H}_0}*\frac{{T_m}^0}{{T_m}^0-T_m}---\left(1\right)$

其中，平衡熔点T_m ⁰＝415K，熔融焓ΔH₀＝300J/m³，表面自由能σ＝0.093J/m²，

式(2)-(4)是晶片厚度分布的数学计算，

$L_n=\frac{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,K,+n_j{L}_j}{n_1+n_2+n_3+n_4+,...,+n_j}=\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i---\left(2\right)$

$L_w=\frac{n_1{L_1}^2+n_2{L_2}^2+n_3{L_3}^2+n_4{L_4}^2+,K,+n_j{L_j}^2}{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,...,+n_j{L}_j}=\frac{\mathrm{\Σ}{f}_i{L_i}^2}{\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i}---\left(3\right)$

$I=\frac{L_w}{L_n}---\left(4\right)$

其中，L₁，L₂...L_j是熔融峰的晶片厚度，n₁，n₂...n_j是熔融峰面积的相对百分含量；

由公式(6)和(7)计算得到样品在温度190℃时的缠结分子量(M_e)和缠结密度(v_e)；

M_e＝3ρRT/E′                        (6)

v_e＝ρ/M_e                            (7)

式(6)和(7)中ρ为密度，R为气体常数，T为绝对温度，E’为橡胶平台的储能模量；

以下式计算凝胶含量：

$C=\frac{W_2-W_3}{W_1}\×100\%---\left(8\right)$

其中，W₁是交联后的样品的质量，W₂是中速滤纸包好后样品的质量，W₃是烘干至恒重样品的重量，以上实验结果详见表1～4和图1～3所示。

对比例1

聚乙烯PE1030和过氧化二异丙苯的含量分别为99.2g和0.5g，配方中其余组分和操作条件同实施例1。结果详见表1～6和图1、2所示。

对比例2

聚乙烯PE1030和过氧化二异丙苯的含量分别为98.7g和1.0g，配方中其余组分和操作条件同实施例1。结果详见表1～6和图1、2所示。

对比例3

聚乙烯PE1030和过氧化二异丙苯的含量分别为94.7g和5.0g，配方中其余组分和操作条件同实施例1。结果详见表1～6和图1、2所示。

对比例4

聚乙烯PE1030、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚和2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷的含量分别为100.0g、0.0g和0.0g，配方中其余组分和操作条件同实施例2。结果详见表1～6和图1～3所示。

对比例5

聚乙烯PE0209、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚和2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷的含量分别为100.0g、0.0g和0.0g，配方中其余组分和操作条件同实施例2。结果详见表1～6和图1～3所示。

对比例6

聚乙烯PE0209、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚和2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷的含量分别为97.5g、0.2g和2.3g，配方中其余组分和操作条件同实施例2。结果详见表1～6和图1～3所示。

表1  各实施例样品的结晶和熔融行为参数

表2  各对比例样品的结晶和熔融行为参数

表3  各实施例样品的晶片厚度分布参数

表4  各对比例样品的晶片厚度分布参数

表5  各实施例样品的储能模量和交联密度

表6  各对比例样品的的储能模量和交联密度

Claims (5)

1.一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)热分析

(1)差示量热扫描仪分析

称取5～6mg交联聚乙烯电缆料预混料，在温度187～192℃恒温4～10min消除热历史，以7～12℃/min的速率降温至25～33℃，恒温1～5min，以7～12℃/min的速率升温至187～192℃，记录降温结晶和升温熔融曲线；

(2)多步热处理热分级法分析

将样品采用相同的热分级方法：第一个热处理温度T_s1＝128～135℃，ΔT＝4～8℃，在每个热处理温度T_s下停留时间8～12min，热分级程序中升温或降温速率都是7～12℃/min，当样品在最后一个热处理温度T_s＝50～56℃下停留8～12min后，降温至28～33℃，恒温1～5min，以7～12℃/min的速率升温至187～192℃；

(3)理论计算

使用Thomson-Gibbs方程(1)和统计学公式(2)-(4)，对热分级实验结果进行进一步计算，得到样品的晶片厚度分布曲线、数均晶片厚度L_n、重均晶片厚度L_w、晶片分布系数I，

$L=\frac{2\mathrm{\σ}}{\mathrm{\Δ}{H}_0}*\frac{{T_m}^0}{{T_m}^0-T_m}---\left(1\right)$

其中，平衡熔点T_m ⁰＝415K，熔融焓ΔH₀＝300J/m³，表面自由能σ＝0.093J/m²，

式(2)-(4)是晶片厚度分布的数学计算，

$L_n=\frac{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,K,+n_j{L}_j}{n_1+n_2+n_3+n_4+,...,+n_j}=\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i---\left(2\right)$

$L_w=\frac{n_1{L_1}^2+n_2{L_2}^2+n_3{L_3}^2+n_4{L_4}^2+,K,+n_j{L_j}^2}{n_1{L}_1+n_2{L}_2+n_3{L}_3+n_4{L}_4+,...,+n_j{L}_j}=\frac{\mathrm{\Σ}{f}_i{L_i}^2}{\mathrm{\Σ}{f}_i{L}_i}---\left(3\right)$

$I=\frac{L_w}{L_n}---\left(4\right)$

其中，L₁，L₂...L_j是熔融峰的晶片厚度，n₁，n₂...n_j是熔融峰面积的相对百分含量；

2)动态力学分析：

(1)称取9～11g交联聚乙烯电缆料预混料在硫化机中于温度145～175℃，热压0～10min，压成1.0～1.4mm厚的片材，最后制成尺寸为5.0×8.8×1.2mm的试样；

(2)动态力学分析测试条件为：温度140～210℃，升温速率1～4℃/min，在空气气氛下，拉伸模式：频率1～4Hz，应变0.1～0.4％；

(3)根据橡胶平台的储能模量，由公式(6)和(7)计算得到样品在温度190℃时的缠结分子量(M_e)和缠结密度(v_e)；

M_e＝3ρRT/E′                            (6)

v_e＝ρ/M_e                                (7)

式(6)和(7)中ρ为密度，R为气体常数，T为绝对温度，E’为橡胶平台的储能模量；

3)凝胶含量分析：

将9～11g交联聚乙烯电缆料预混料在硫化机中于温度145～175℃，交联1～10min，将交联后的样品精确称量W₁，用中速滤纸包好再次精确称量W₂，将样品放在沸腾二甲苯中溶解20～28h，取出样品，在温度75～83℃，真空度0.8～0.9MPa干燥至恒重，精确重量W₃，最后以下式计算凝胶含量：

$C=\frac{W_2-W_3}{W_1}\×100\%---\left(8\right)$

2.如权利要求1所述快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特征在于交联聚乙烯电缆料由以下组分组成，按重量计为：

聚乙烯                    94.7～100份

抗氧剂                    0.3～0份

交联剂                    5.0～0份

其中，聚乙烯为市售低密度聚乙烯

3.如权利要求2所述述快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特征在于抗氧剂为4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚或甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的任一种。

4.如权利要求2所述快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特征在于交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物或2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷中的任一种。

5.如权利要求2～4之一所述快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法，其特征在于交联聚乙烯电缆料的制备方法包括以下步骤：

将94.7～100份聚乙烯、0.3～0份抗氧剂、5.0～0份交联剂置于密炼机中，于温度110～118℃，30～50转/分，共混6～9min后出料，获得交联聚乙烯电缆预混料。

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