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橡套電纜銅絲發(fā)黑是多種要素構(gòu)成的，不僅僅是橡皮的配方問(wèn)題，還與銅絲自身所在的狀況、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結(jié)構(gòu)、護(hù)套橡膠配方、出產(chǎn)環(huán)境等許多要素有關(guān)。
1、橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑的原因剖析
1.1 銅絲自身的原因
在20世紀(jì)50到60年代，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家均運(yùn)用一般銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，出產(chǎn)辦法都是銅錠加熱后經(jīng)多道壓拖延制得黑色銅桿，經(jīng)過(guò)大、中、小拉將銅桿制成比較細(xì)的銅絲。因?yàn)殂~自身不是無(wú)氧銅，在加工過(guò)程中銅絲外表不免呈現(xiàn)氧化。
到了20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)引入了無(wú)氧銅桿的先進(jìn)出產(chǎn)技術(shù)，以及國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的無(wú)氧銅桿出產(chǎn)技術(shù)，使整個(gè)電線電纜職業(yè)均用上了無(wú)氧銅桿，這無(wú)疑是改進(jìn)了銅絲的發(fā)黑問(wèn)題。但因?yàn)閷?duì)銅桿的加工，特別是韌煉工藝的把握以及加工好的銅線芯寄存的條件欠好，使銅線芯自身已有細(xì)微的氧化，這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。
1.2 橡膠配方的原因
20世紀(jì)50年代，橡膠絕緣均選用天然膠和丁苯膠并用配方。因?yàn)榻^緣橡皮直接與銅線觸摸，所以就不能直接運(yùn)用硫磺作硫化劑，即運(yùn)用很少的硫磺也會(huì)使銅線發(fā)黑。有必要運(yùn)用一些能夠分化出游離硫的化合物，如前面提到過(guò)的促進(jìn)劑TMTD 、硫化劑VA-7，一起還要合作一些硫化促進(jìn)劑來(lái)進(jìn)步硫化速度和硫化程度，保證絕緣橡皮的物理機(jī)械功能和電氣功能。但從絕緣橡皮的彈性、強(qiáng)力和永久變形看，都不如加有硫磺的橡皮（假如不考慮銅絲發(fā)黑的話）。幾十年的實(shí)踐現(xiàn)已證明TMTD 無(wú)法處理銅絲的發(fā)黑問(wèn)題。
別的，絕緣橡皮要有各種色彩，紅、藍(lán)、黃、綠、黑是根本色彩，這些色彩的呈現(xiàn)也會(huì)促進(jìn)橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的首要填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，因?yàn)閮r(jià)格的聯(lián)系，有些廠家為了下降成本，用價(jià)格特別廉價(jià)的碳酸鈣和滑石粉，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質(zhì)多，所以物理機(jī)械功能比較差，電功能欠好，還簡(jiǎn)單構(gòu)成銅絲發(fā)黑。
還有的廠用活性超細(xì)碳酸鈣來(lái)進(jìn)步絕緣橡皮的物理機(jī)械功能，而活性鈣多數(shù)是用硬脂酸來(lái)處理的，這種酸也是促進(jìn)銅絲發(fā)黑的原因。硫化劑VA-7的運(yùn)用，能夠改進(jìn)銅絲發(fā)黑，但因?yàn)榱蚧潭炔恍?，橡皮的永久變形大，?huì)構(gòu)成橡皮發(fā)粘。特別是參加促進(jìn)劑ZDC 今后，進(jìn)步了硫化速度，為了避免焦燒，還要參加促進(jìn)劑DM 來(lái)推遲焦燒時(shí)刻。
從促進(jìn)劑ZDC的結(jié)構(gòu)看，是在TETD 結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相連接的硫中心接上一個(gè)金屬鋅，結(jié)構(gòu)式為S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-Zn-S-C-N ＜ H5C2 H5C2 與TETD 結(jié)構(gòu)式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-S-C-N ＜ H5C2 H5C2 非常挨近，在配方中還無(wú)法避開(kāi)和秋蘭姆類(lèi)似的結(jié)構(gòu)銅絲發(fā)黑或許時(shí)刻略長(zhǎng)一點(diǎn)，但沒(méi)有從根本上處理。
2、從電線電纜結(jié)構(gòu)剖析
2.1 銅的催化老化是橡皮發(fā)粘的重要原因。
前蘇聯(lián)電纜科學(xué)研討院實(shí)驗(yàn)證明：硫化過(guò)程中銅從與橡膠觸摸處進(jìn)入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm 厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。眾所周知，微量銅對(duì)橡皮有極大的損壞效果，也便是咱們一般說(shuō)的重金屬對(duì)橡膠的催化老化。
在絕緣硫化過(guò)程中，秋蘭姆分出若干游離硫與銅反響，構(gòu)成活性含銅基團(tuán) CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時(shí)，較弱的-S-S-鍵開(kāi)裂，構(gòu)成活性含銅基：Cu-S-，它與橡膠效果，一起與氧效果，損壞橡膠的長(zhǎng)鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國(guó)橡膠研討院研討發(fā)粘重現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也指出：假如橡膠中含有有害的金屬，如銅、錳等重金屬鹽類(lèi)，那么不論促進(jìn)劑的品種，均會(huì)發(fā)作橡膠發(fā)粘現(xiàn)象。
2.2 橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線外表的搬遷
前蘇聯(lián)科學(xué)家使用放射性同位素證明了電纜護(hù)套橡膠中硫分散的或許性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的分散系數(shù)約為10-6cm²/s。接連硫化的出產(chǎn)廠，硫化護(hù)套橡膠時(shí)，溫度在185-200℃之間，這個(gè)分散的系數(shù)就更大。
因?yàn)橄鹛子坞x硫的分散，改動(dòng)了秋蘭姆橡膠的結(jié)構(gòu)，或許構(gòu)成多硫鍵。這些多硫化合物經(jīng)過(guò)化學(xué)分化和化合完成搬遷，即“ 化學(xué)擴(kuò)” 。因?yàn)榘徇w的成果，不僅可改動(dòng)絕緣橡皮的結(jié)構(gòu)，下降其耐熱性，并且硫與銅外表反響，構(gòu)成硫化銅和硫化亞銅，導(dǎo)致銅線發(fā)黑。反過(guò)來(lái)，硫化銅和硫化亞銅加快橡膠的老化，又導(dǎo)致發(fā)粘現(xiàn)象的發(fā)作。
