CN115219634A - 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 - Google Patents
电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115219634A CN115219634A CN202211031408.6A CN202211031408A CN115219634A CN 115219634 A CN115219634 A CN 115219634A CN 202211031408 A CN202211031408 A CN 202211031408A CN 115219634 A CN115219634 A CN 115219634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crosslinkable polyethylene
- molecular weight
- average molecular
- number average
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 153
- -1 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 151
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 151
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 21
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 26
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 14
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 5
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical group C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/06—Preparation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N2030/042—Standards
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本申请提供一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，包括：获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，其中，目标参数值包括数均分子量实测值；基于数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，其中，预设参数值包括数均分子量预设值和多分散系数预设值；基于第一对比结果，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。本申请提供的电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法能够在一定程度上避免可交联聚乙烯绝缘料生产过程中的预交联现象的发生，提高生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及电缆技术领域，特别是涉及一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法。
背景技术
交联聚乙烯绝缘材料由于优异的电气性能而作为交、直流陆地电缆和海底电缆绝缘层绝缘材料被广泛应用。交联聚乙烯的制备方法通常为利用交联剂分解产生的活性自由基将具有线性分子链的可交联聚乙烯绝缘料连接为具有网状结构的、优异电气性能的交联聚乙烯绝缘材料。在交联聚乙烯绝缘材料的生产过程中，可交联聚乙烯绝缘料在加工成型环节中的抗烧焦性能是确保其质量及生产稳定性的关键环节。但在生产过程中，可交联聚乙烯绝缘料通常不可避免地会产生预交联现象，而且通过预交联所产生的焦烧物质会堆积于挤出设备的过滤网处，造成绝缘挤出压力增大、出胶量减小，久而久之造成设备停机，影响生产效率。
发明内容
基于此，本申请提供一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，旨在减少生产过程中可交联聚乙烯绝缘料的预交联现象的产生，提高生产效率。
本申请提供了一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，包括：
获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，其中，所述目标参数值包括数均分子量实测值；
基于所述数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，其中，所述预设参数值包括数均分子量预设值和多分散系数预设值；
基于所述第一对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
根据本申请的任一实施方式，获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，包括：
对所述可交联聚乙烯绝缘料进行凝胶色谱测试，获取所述目标参数值，其中，所述目标参数值还包括多分散系数实测值。
根据本申请的任一实施方式，基于所述数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，包括：
对比所述数均分子量实测值与所述数均分子量预设值，获得所述数均分子量实测值与所述数均分子量预设值的相对大小。
根据本申请的任一实施方式，基于所述第一对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括：
当所述数均分子量实测值高于所述数均分子量预设值时，确定所述可交联聚乙烯料的抗烧焦性满足第一要求；或者
当所述数均分子量实测值低于所述数均分子量预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足第一要求。
根据本申请的任一实施方式，所述第一要求为所述可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于70％。
根据本申请的任一实施方式，在所述确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足要求后，还包括：
基于所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获取第二对比结果；
基于所述第二对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
根据本申请的任一实施方式，基于所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获取第二对比结果，包括：
对比所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获得所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值的相对大小。
根据本申请的任一实施方式，基于所述第二对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括：
当所述多分散系数实测值高于所述多分散系数预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足第二要求；或者
当所述多分散系数实测值低于所述多分散系数预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性满足第二要求。
根据本申请的任一实施方式，所述第二要求为所述可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于60％。
根据本申请的任一实施方式，所述数均分子量预设值为2.8×104。
根据本申请的任一实施方式，所述多分散系数预设值为6。
本申请提供的电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，通过对比不同的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值与预设参数值，并根据对比结果评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，能够实现在生产之前就评估并筛选出抗烧焦性较好的可交联聚乙烯绝缘料，从而可在一定程度上避免后续生产过程中由于可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性差而导致的预交联现象的发生，减少由此造成的凝胶产物的生成，提高生产效率。此外，凝胶产物的减少还能降低交联聚乙烯绝缘材料的局部缺陷的生成，有利于提升绝缘材料内部结构的均匀性，从而提升电缆的电气绝缘性能。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法的流程示意图。
图2为本申请实施例1～3中的可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性能测试图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。需要说明的是，除非另有说明，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
电缆用可交联聚乙烯绝缘料的耐烧焦性是指抑制其挤出过程中过早交联、生成凝胶现象的能力。可交联聚乙烯绝缘料耐烧焦意味着其在挤出过程中允许温度波动程度更大，高温加工时间更长，加工窗口更宽，可加工性更好。此外，可交联聚乙烯绝缘料耐烧焦可降低生产过程中的凝胶含量，这样一方面可避免凝胶产物堵塞挤出滤网，增加电缆挤出长度，提升电缆生产效率；另一方面，残留在电缆主绝缘中的凝胶少，局部缺陷就会比较少，有利于提升绝缘介质内部结构的均匀性，改善电缆的电气绝缘性能。
发明人在研究过程中发现，在交联聚乙烯绝缘材料的生产过程中，可交联聚乙烯绝缘料的相对分子质量与分布会对抗烧焦性能产生较大的影响，同时也与交联聚乙烯绝缘材料的电气绝缘性能密切相关。基于发明人的这一发现，本申请提出了以下的技术方案，即在生产之前就通过对比不同可交联聚乙烯绝缘料的相对分子质量与分布的差异来评估其抗烧焦性能的强弱，以此筛选出抗烧焦性较强的可交联聚乙烯绝缘料，从而可于早期在一定程度上避免生产过程中预交联现象的发生，减少由此造成的凝胶产物的生成，提高生产效率。
本申请的实施方式提供了一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，包括如下步骤：
S10、获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，其中，目标参数值包括数均分子量实测值；
S20、基于数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，其中，预设参数值包括数均分子量预设值和多分散系数预设值；
S30、基于第一对比结果，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
本申请提供的电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，通过对比不同的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值与预设参数值，并根据对比结果评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，能够实现在生产之前就评估并筛选出抗烧焦性较好的可交联聚乙烯绝缘料，从而可在一定程度上避免后续生产过程中由于可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性差而导致的预交联现象的发生，减少由此造成的凝胶产物的生成，提高生产效率。此外，凝胶产物的减少还能降低交联聚乙烯绝缘材料的局部缺陷的生成，有利于提升绝缘材料内部结构的均匀性，从而提升电缆的电气绝缘性能。
需要说明的是，由于抗氧剂的加入量会影响可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性的评估结果，所以本申请中的可交联聚乙烯绝缘料在进行评估时均需具有相同的抗氧剂含量。
在一些实施方式中，步骤S10获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，包括如下步骤：
S100、对可交联聚乙烯绝缘料进行凝胶色谱测试，获取目标参数值，其中，目标参数值还包括多分散系数实测值。
在一些实施例中，目标参数值还可以包括重均分子量实测值，多分散系数实测值(PD)可通过重均分子量实测值/数均分子量实测值而获得。
在一些实施例中，步骤S100中的凝胶色谱测试为本领域已知的含义，可采用本领域常规的仪器或设备进行测试。例如，可采用AgilentPL-GPC220型高温凝胶色谱仪进行测试。
具体地，步骤S100中，通过对可交联聚乙烯绝缘料进行凝胶色谱测试，可以获得可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值和重均分子量实测值，通过重均分子量实测值/数均分子量实测值，可以获得多分散系数实测值(PD)。
需要说明的是，通常情况下，电缆用可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量范围为2.5×104～5×104，重均分子量范围为20×104～30×104，通常认为在上述范围内的电缆用可交联聚乙烯绝缘料可以满足生产条件。而本申请通过在上述范围内对可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量和重均分子量进行调控来提高可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性能和电气性能。
在一些实施方式中，步骤S20基于数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，包括如下步骤：
S200、对比数均分子量实测值与数均分子量预设值，获得数均分子量实测值与数均分子量预设值的相对大小。
在一些实施例中，数均分子量预设值为预设的数均分子量参数值，预设的数均分子量参数值为2.8×104。
需要说明的是，本申请中数均分子量预设值为2.8×104，该数值的获得是发明人在发现了可交联聚乙烯绝缘料的相对分子质量与分布会对其抗烧焦性能产生较大影响的规律的基础上，经过大量的重复实验研究而获得的。
具体地，步骤S200中，可以对比可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值与数均分子量预设值之间的相对大小。
在一些实施方式中，步骤S30基于第一对比结果，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括如下步骤：
S300、根据数均分子量实测值与数均分子量预设值的相对大小，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
具体地，步骤S300中，可以根据可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值与数均分子量预设值之间的相对大小，来评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
在一些实施例中，步骤S300包括如下步骤：
S3000、当数均分子量实测值高于数均分子量预设值时，评估可交联聚乙烯料的抗烧焦性，并确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性满足第一要求。
具体地，步骤S3000中，当可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值高于数均分子量预设值，即数均分子量实测值高于2.8×104时，则可确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性满足第一要求。
在一些实施例中，第一要求为可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于70％。进一步的，当可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于70％时，则可判定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性较好。
S3100、当数均分子量实测值低于数均分子量预设值时，评估可交联聚乙烯料的抗烧焦性，并确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性不满足第一要求。
具体地，步骤S3100中，当可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值低于数均分子量预设值，即数均分子量实测值低于2.8×104时，则可确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性不满足第一要求。
在一些实施例中，第一要求为可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于70％。进一步的，当可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量不小于70％时，则可判定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性较差。
本申请实施例中，通过将可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值与数均分子量预设值进行对比，可评估得到可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。其中，当预交联料聚乙烯料的数均分子量实测值低于数均分子量预设值时，说明预交联料聚乙烯料中含有较多的短分子链，由于短分子链难以引入交联体系中，因此会降低获得高凝胶含量的可能性，导致其抗烧焦性较差。
进一步地，可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值越小，相对的可交联聚乙烯绝缘料中小分子聚合物就越多，在交联过程中就需要更多的交联剂，而预交联的产生就来自于过氧化二异丙苯(DCP)交联剂受热分解产生的过氧化物自由基夺取聚合物分子链的氢原子形成聚合物自由基，促进分子链交联网络结构的形成，产生焦烧物质。由此，可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值越低，需要的交联剂就越多，预交联现象就更易发生，其抗烧焦性就越差。反之，则说明可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性较好。
在一些实施方式中，在步骤S3100确定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足要求后，还包括如下步骤：
S3200、基于多分散系数实测值与多分散系数预设值，获取第二对比结果；
S3300、基于第二对比结果，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
具体地，步骤S3200中，当可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量实测值低于数均分子量预设值，即数均数均分子量实测值低于2.8×104时，则继续对比多分散系数实测值与多分散系数预设值，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
在一些实施例中，步骤S3200基于多分散系数实测值与多分散系数预设值，获取第二对比结果，包括如下步骤：
S3210、对比多分散系数实测值与多分散系数预设值，获得多分散系数实测值与多分散系数预设值的相对大小。
具体地，步骤S3210中，可以对比多分散系数实测值(PD)与多分散系数预设值，得到二者的相对大小。
具体地，步骤S3220中，可以根据多分散系数实测值(PD)与多分散系数预设值的相对大小，来评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
在一些实施例中，步骤S3300基于第二对比结果，评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括如下步骤：
S3310、当多分散系数实测值高于多分散系数预设值时，确定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足第二要求。
在一些实施例中，多分散系数预设值为预设的多分散系数参数值，预设的多分散系数参数值为6。
需要说明的是，本申请中多分散系数预设值为6，该数值的获得是发明人在发现了可交联聚乙烯绝缘料的相对分子质量与分布会对其抗烧焦性能产生较大影响的规律的基础上，经过大量的重复实验研究而获得的。
具体地，步骤S3310中，当可交联聚乙烯绝缘料的多分散系数实测值(PD)高于多分散系数预设值，即多分散系数实测值(PD)高于6时，则可确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性不满足第二要求。
在一些实施例中，第二要求为可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于60％。进一步的，当可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量不小于60％时，则可判定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性较差，同时也可在一定程度上评估得到其电气性能也较差。
S3320、当多分散系数实测值低于多分散系数预设值时，确定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性满足第二要求。
具体地，步骤S3320中，当可交联聚乙烯绝缘料的多分散系数实测值(PD)低于多分散系数预设值，即多分散系数实测值(PD)低于6时，则可确定可交联聚乙烯料的抗烧焦性满足第二要求。
在一些实施例中，第二要求为可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于60％。进一步的，当可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于60％时，则可判定可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性较好，同时也可在一定程度上评估得到其电气性能也较好。
本申请实施例中，通过将可交联聚乙烯绝缘料的多分散系数实测值(PD)与预设的多分散系数预设值进行对比，可在数均分子量的评估基础上，进一步评估得到可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。其中，当预交联料聚乙烯料的多分散系数实测值(PD)高于多分散系数预设值时，说明可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量较低，而重均分子量较高。数均分子量较低，说明可交联聚乙烯绝缘料中含有较多的短分子链，由于短分子链难以引入交联体系中，因此会降低获得高凝胶含量的可能性，导致其抗烧焦性变差。而重均分子量较高，说明可交联聚乙烯绝缘料中含有的质量较大、长链支化度高的分子链较多，这些分子链会增加交联网络结构中的束缚与缠结，而且由于长链支化度高的分子链线团占据体积小，更倾向于在线团内部发生交联反应，形成分子内交联点，对有效交联网络并没有贡献，会削弱交联聚合物的网络，因此会添加更多的DCP。较高的DCP含量使得其更容易产生焦烧物质，导致可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性变差。
此外，多分散系数实测值较低(PD)的可交联聚乙烯绝缘料，其分子内部的晶点较少，意味着其内部杂质含量低，洁净度较高，具有较高的结晶度；而较高的结晶度，意味着其拥有较高的熔融热焓及较高的击穿场强，说明其具有更稳定的电性能。
实施例
以下为具体实施例，下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
(1)取20mg抗氧剂含量为0.2％的可交联聚乙烯绝缘料，对其进行凝胶色谱测试，获得数均分子量和多分散系数；
(2)将步骤(1)获得的数均分子量与数均分子量预设值进行对比；
(3)根据步骤(2)中的对比结果评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性和电气性；
(4)对可交联聚乙烯绝缘料进行实际的性能测试，得到抗烧焦性和电气性的测试结果。
实施例2
(1)取20mg抗氧剂含量为0.2％的可交联聚乙烯绝缘料，对其进行凝胶色谱测试，获得数均分子量和多分散系数；
(2)将步骤(1)获得的数均分子量和多分散系数分别与数均分子量预设值和多分散系数预设值进行对比；
(3)根据步骤(2)中的对比结果评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性和电气性；
(4)对可交联聚乙烯绝缘料进行实际的性能测试，得到抗烧焦性和电气性的测试结果。
实施例3
(1)取20mg抗氧剂含量为0.2％的可交联聚乙烯绝缘料，对其进行凝胶色谱测试，获得数均分子量和多分散系数；
(2)将步骤(1)获得的数均分子量和多分散系数分别与数均分子量预设值和多分散系数预设值进行对比；
(3)根据步骤(2)中的对比结果评估可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性和电气性；
(4)对可交联聚乙烯绝缘料进行实际的性能测试，得到抗烧焦性和电气性的测试结果。
上述实施例1-3中可交联聚乙烯绝缘料的相关参数如下表1所示。
表1
将实施例1-3中的可交联聚乙烯绝缘料进行相关的性能测试，测试结果如下表2和附图2所示。
其中，各项性能测试项目的测试条件或测试标准如下：
(1)凝胶色谱测试
按照ASTMD6474-2012和SH/T1759-2007规定，采用AgilentPL-GPC220型高温凝胶色谱仪测定可交联聚乙烯绝缘料的数均分子量和多分散系数，溶剂为1，2，4三氯苯(TCB)，测量温度为150℃，流量为1.0mL/min。
(2)抗烧焦性测试
采用转矩流变仪测试绝缘料在140℃剪切作用下的扭矩和料温的变化。根据GB/T16584—1996测试，称取40g绝缘料试样放入扭矩流变仪模腔，在温度为150℃，转速为35r/min条件下对绝缘料进行流变测试，记录扭矩、料温与时间的关系。当绝缘料开始硫化交联，试样剪切模量增大，当流变仪记录的扭矩上升到最大值并趋于稳定时，得到扭矩与时间的关系曲线，如附图2所示。
(3)电气性能测试
采用国产HMTC-10kVA型电压击穿试验仪对XLPE试样进行工频击穿实验。升压速率同样选择为1kV/s，选用直径为20mm球-球电极，每种试样获得12次有效击穿场强，如下表2所示。
表2
| 形状参数 | 50％概率击穿场强 | |
| 实施例1 | 18.18330 | 98.94711 |
| 实施例2 | 32.59525 | 104.21154 |
| 实施例3 | 22.06887 | 104.55625 |
从附图2可知，在150℃下，三种可交联聚乙烯绝缘料中，实施例1(PE1)的扭矩变化率和平衡扭矩最大，实施例3(PE3)次之，实施例2(PE2)的扭矩变化率和平衡扭矩更小，说明实施例2中可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性最好，实施例3次之，实施例1的抗烧焦性最差，这与表1中通过本申请提供的评估方法评估得到的抗烧焦性结果相呼应。
从上表2可以看出，三种可交联聚乙烯绝缘料中，实施例1(PE1)的50％概率击穿场强均低于实施例2(PE2)和实施例3(PE3)，这说明实施例1在交流击穿强度测试值上逊色于实施例2和实施例3；同时，实施例3的50％概率击穿场强虽然与实施例2相近，但实施例2的击穿强度稳定性最好(形状参数最大)，产品一致性最好，实施例2的电气性能更优，这也与表1中通过本申请提供的评估方法评估得到的电气性能结果相呼应。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法，其特征在于，包括：
获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，其中，所述目标参数值包括数均分子量实测值；
基于所述数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，其中，所述预设参数值包括数均分子量预设值和多分散系数预设值；
基于所述第一对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述获取具有相同抗氧剂含量的可交联聚乙烯绝缘料的目标参数值，包括：
对所述可交联聚乙烯绝缘料进行凝胶色谱测试，获取所述目标参数值，其中，所述目标参数值还包括多分散系数实测值。
3.根据权利要求1或2所述的评估方法，其特征在于，所述基于所述数均分子量实测值与预设参数值，获取第一对比结果，包括：
对比所述数均分子量实测值与所述数均分子量预设值，获得所述数均分子量实测值与所述数均分子量预设值的相对大小。
4.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述基于所述第一对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括：
当所述数均分子量实测值高于所述数均分子量预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性满足第一要求；或者
当所述数均分子量实测值低于所述数均分子量预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足第一要求。
5.根据权利要求4所述的评估方法，其特征在于，所述第一要求为所述可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于70％。
6.根据权利要求4或5所述的评估方法，其特征在于，在所述确定所述可交联聚乙烯料的抗烧焦性不满足第一要求后，还包括：
基于所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获取第二对比结果；
基于所述第二对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性。
7.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于，所述基于所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获取第二对比结果，包括：
对比所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值，获得所述多分散系数实测值与所述多分散系数预设值的相对大小。
8.根据权利要求6或7所述的评估方法，其特征在于，所述基于所述第二对比结果，评估所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性，包括：
当所述多分散系数实测值高于所述多分散系数预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性不满足第二要求；或者
当所述多分散系数实测值低于所述多分散系数预设值时，确定所述可交联聚乙烯绝缘料的抗烧焦性满足第二要求。
9.根据权利要求8所述的评估方法，其特征在于，所述第二要求为所述可交联聚乙烯绝缘料发生预交联反应后生成的过早交联料块的凝胶含量小于60％。
10.根据权利要求2-9任一项所述的评估方法，其特征在于，所述评估方法满足如下条件中的至少一者：
(1)所述数均分子量预设值为2.8×104；
(2)所述多分散系数预设值为6。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211031408.6A CN115219634A (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 |
| PCT/CN2022/124512 WO2024040705A1 (zh) | 2022-08-26 | 2022-10-11 | 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211031408.6A CN115219634A (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115219634A true CN115219634A (zh) | 2022-10-21 |
Family
ID=83617297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211031408.6A Pending CN115219634A (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115219634A (zh) |
| WO (1) | WO2024040705A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024099001A1 (zh) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 高压电缆半导电屏蔽料的焦烧现象识别方法和装置 |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0554724A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-03-05 | Hitachi Cable Ltd | 耐熱性・可撓性に優れた電線 |
| US5225469A (en) * | 1990-08-03 | 1993-07-06 | Quantum Chemical Corporation | Flame retardant polymeric compositions |
| JPH11345519A (ja) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 直流電力ケーブル |
| JP2000226463A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-08-15 | Tosoh Corp | ポリエチレン系樹脂組成物および発泡体 |
| US20030045617A1 (en) * | 1998-06-16 | 2003-03-06 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation. | Water tree resistant cable |
| JP2004263019A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | 難燃性ゴム発泡体及びシール材 |
| TWI237049B (en) * | 1998-06-16 | 2005-08-01 | Union Carbide Chem Plastic | A crosslinkable high pressure low density polyethylene composition |
| CA2478431A1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-23 | Richard Pazur | Elastomeric compositions having improved mechanical properties and scorch resistance |
| MY133253A (en) * | 2001-04-10 | 2007-10-31 | Ciba Holding Inc | Stabilized medium and high voltage cable insulation composition |
| JP2008163327A (ja) * | 2007-12-07 | 2008-07-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 配管施工方法 |
| JP2009120846A (ja) * | 1998-04-22 | 2009-06-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 架橋ポリエチレン管 |
| KR20110020126A (ko) * | 2009-08-21 | 2011-03-02 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 전력케이블 절연층용 가교 폴리에틸렌 조성물 |
| CN102183539A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-09-14 | 四川大学 | 一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法 |
| CN107828116A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-23 | 江苏德威新材料股份有限公司 | ±500kV直流电缆用抗焦烧绝缘材料及其制备方法 |
| WO2018097508A1 (ko) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 주식회사 엘지화학 | 폴리에틸렌 수지의 물성 평가 방법 |
| WO2019224169A1 (fr) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Electricite De France | Procédé de contrôle non-destructif de gaine isolante élastomère de câble, dispositif et programme |
| CN111999621A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-27 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于含水量和绝缘参数检测的交联聚乙烯电缆受潮程度评估方法 |
| CN113848154A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-28 | 深圳供电局有限公司 | 一种交联聚乙烯500kV电缆绝缘料交联性能一致性表征方法 |
| CN114031837A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-02-11 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种高压电缆用可交联聚乙烯绝缘材料、制备方法及其用途 |
| EP4023712A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-07-06 | Borealis AG | Highly track resistant polyethylene compositions for wire and cable applications |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100718022B1 (ko) * | 2006-04-25 | 2007-05-14 | 한화석유화학 주식회사 | 트리 내성 가교 폴리올레핀 조성물 |
| CN114656703A (zh) * | 2020-12-23 | 2022-06-24 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种高压直流电缆用的交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法 |
| CN113087993A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-09 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种具有抗焦烧性能的绝缘料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-08-26 CN CN202211031408.6A patent/CN115219634A/zh active Pending
- 2022-10-11 WO PCT/CN2022/124512 patent/WO2024040705A1/zh unknown
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225469A (en) * | 1990-08-03 | 1993-07-06 | Quantum Chemical Corporation | Flame retardant polymeric compositions |
| JPH0554724A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-03-05 | Hitachi Cable Ltd | 耐熱性・可撓性に優れた電線 |
| JP2009120846A (ja) * | 1998-04-22 | 2009-06-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 架橋ポリエチレン管 |
| JPH11345519A (ja) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 直流電力ケーブル |
| US20030045617A1 (en) * | 1998-06-16 | 2003-03-06 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation. | Water tree resistant cable |
| TWI237049B (en) * | 1998-06-16 | 2005-08-01 | Union Carbide Chem Plastic | A crosslinkable high pressure low density polyethylene composition |
| JP2000226463A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-08-15 | Tosoh Corp | ポリエチレン系樹脂組成物および発泡体 |
| MY133253A (en) * | 2001-04-10 | 2007-10-31 | Ciba Holding Inc | Stabilized medium and high voltage cable insulation composition |
| JP2004263019A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | 難燃性ゴム発泡体及びシール材 |
| CA2478431A1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-23 | Richard Pazur | Elastomeric compositions having improved mechanical properties and scorch resistance |
| JP2008163327A (ja) * | 2007-12-07 | 2008-07-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 配管施工方法 |
| KR20110020126A (ko) * | 2009-08-21 | 2011-03-02 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 전력케이블 절연층용 가교 폴리에틸렌 조성물 |
| CN102183539A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-09-14 | 四川大学 | 一种快速检测交联聚乙烯电缆绝缘料结构的方法 |
| WO2018097508A1 (ko) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 주식회사 엘지화학 | 폴리에틸렌 수지의 물성 평가 방법 |
| CN107828116A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-23 | 江苏德威新材料股份有限公司 | ±500kV直流电缆用抗焦烧绝缘材料及其制备方法 |
| WO2019224169A1 (fr) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Electricite De France | Procédé de contrôle non-destructif de gaine isolante élastomère de câble, dispositif et programme |
| CN111999621A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-27 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于含水量和绝缘参数检测的交联聚乙烯电缆受潮程度评估方法 |
| EP4023712A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-07-06 | Borealis AG | Highly track resistant polyethylene compositions for wire and cable applications |
| CN113848154A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-28 | 深圳供电局有限公司 | 一种交联聚乙烯500kV电缆绝缘料交联性能一致性表征方法 |
| CN114031837A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-02-11 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种高压电缆用可交联聚乙烯绝缘材料、制备方法及其用途 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 刘操: "交联聚乙烯交联点间分子量(M_c)的测定", 塑料科技, no. 02 * |
| 张建耀,刘少成: "交联电缆用低密度聚乙烯树脂QLT17的性能及应用", 绝缘材料, no. 04 * |
| 李延;刘海生;: "高温凝胶渗透色谱法测定聚丙烯的相对分子质量及分布", 理化检验(化学分册), no. 01 * |
| 李盛涛 等: "高压电缆交联聚乙烯绝缘的关键性能与基础问题", 《中国电机工程学报》 * |
| 李维康;祝文亲;张?;闫轰达;李文鹏;陈新;钟力生;: "高压直流电缆用低密度聚乙烯的结构与电气性能分析", 绝缘材料, no. 07, pages 1 * |
| 闫轰达 等: "高压电缆用交联聚乙烯抗焦烧与绝缘特性研究", 《绝缘材料》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024099001A1 (zh) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 高压电缆半导电屏蔽料的焦烧现象识别方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024040705A1 (zh) | 2024-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI361816B (en) | Cross-linkable polyolefin composition having the tree resistance | |
| KR102617008B1 (ko) | 관형 반응기에서 제조되고 그리고 선택적으로 분기제로 변형된 높은 용융 강도의 에틸렌계 폴리머를 사용하여 가교결합된 케이블 절연체를 제조하는 방법 | |
| JP6467415B2 (ja) | 可撓性電力ケーブル絶縁体 | |
| EA022217B1 (ru) | Полипропилен со специфическим содержанием стеарата кальция для специальных конденсаторов | |
| CN103483662B (zh) | 一种交联聚乙烯电缆绝缘材料 | |
| CN108508337B (zh) | 用于评估xlpe电缆绝缘老化状态的介电分析方法 | |
| US9920186B2 (en) | Crosslinked polyethylene resin composition | |
| MX2012005149A (es) | Composicion polimerica reticutable y cable con propiedades electricas ventajosas. | |
| CN115219634A (zh) | 电缆用可交联聚乙烯绝缘料抗烧焦性的评估方法 | |
| EA019563B1 (ru) | Слой кабеля, содержащий гомополимер пропилена, применение слоя кабеля в качестве изолирующего или полупроводящего слоя и кабель, содержащий такой слой | |
| CN111630105A (zh) | 用于电线绝缘的聚烯烃树脂组合物 | |
| JP2019073678A (ja) | 電力ケーブル絶縁体用ポリプロピレン樹脂 | |
| RU2262145C2 (ru) | Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции | |
| KR102466795B1 (ko) | 개선된 전기 특성을 갖는 케이블 | |
| CN109416956A (zh) | 具有有利的电性能的电缆 | |
| KR102470906B1 (ko) | 유리한 전기 특성을 갖는 케이블 | |
| JP2008130347A (ja) | シールド付ツイスト電線 | |
| Luo et al. | Thermal and mechanical properties analysis for EHV XLPE cables with different operating years | |
| Yamamoto et al. | Electrical properties and morphology of polyethylene produced with a novel catalyst | |
| CN113321891B (zh) | 一种高熔体强度聚丙烯电缆材料及其制备方法 | |
| Tantipattarakul et al. | On the effects of molecular composition, morphology and ageing on the electrical properties of polyethylene | |
| Azmi et al. | Thermal and Breakdown Properties of Polypropylene Homopolymer, Copolymer, and Blend | |
| Stevens et al. | Thermoplastic blend balanced property developments for sustainable high performance power cables | |
| Afeissa et al. | Mechanical Behavior of Crosslinkable Si-XLPE and p-XLPE HV Insulation under Cyclic Accelerated Weathering Aging | |
| KR102640840B1 (ko) | 에틸렌-메톡시 폴리 에스테르 글리콜 메타크릴레이트 공중합체 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |