塑力纜基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、塑料性能塑料是總稱，高分子全成材料中凡性能上具有可塑性變化的材料統(tǒng)稱為塑料。塑料分類：熱塑性塑料；熱固性塑料電線電纜常用的塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯、氟塑料、尼龍及聚丙烯等。交聯(lián)聚乙烯以分化學(xué)交聯(lián)、硅烷交聯(lián)、輻照交聯(lián)塑料的組成：一、 合成樹(shù)脂（基料）：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯（PP）二、 配合劑：為了滿足加工、貯存和使用要求合成樹(shù)脂內(nèi)一般都添加各種配合劑。聚氯乙烯：為抑制聚氯乙烯受熱分解和變色需加穩(wěn)定劑；為改善樹(shù)脂柔軟性和耐寒性需加增塑劑。在普通塑料配方中需要生產(chǎn)時(shí)防止無(wú)機(jī)添加劑的分解。例如：AL（OH）3阻燃劑，因受熱失水溫度僅為210-320度，因此對(duì)加工溫度超過(guò)200度的樹(shù)脂，

2、不宜加入AL（OH）3作為阻燃劑，否則失水過(guò)多影響阻燃效果。聚乙烯、聚丙烯易氧化，需加抗氧劑。配合劑種類：防老劑（抗氧劑、穩(wěn)定劑）、增塑劑、交聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、填充劑、著色劑、驅(qū)避劑、阻燃劑。配方舉例：以碳酸鈣填充的通用電纜料為例絕緣級(jí)護(hù)套級(jí)PVC樹(shù)脂（K值68）10001000堿式碳酸鉛7050二堿式硬脂酸鉛（穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑）05-10硬脂酸鈣（穩(wěn)定劑）13鄰苯二甲酸二異辛酯（增塑劑）300520氯化石蠟（增塑劑）300320碳酸鈣（添加劑）700400配方說(shuō)明：1、由于絕緣料和護(hù)套料技術(shù)要求不同，配方中增塑劑和填充劑用量不同2、碳酸鈣用量是在不影響制品質(zhì)量前提下增大的，碳酸鈣用量太多會(huì)使強(qiáng)度和

3、伸長(zhǎng)率降低，脆化溫度增高3、堿式碳酸鉛由于價(jià)格低，仍用于較低等級(jí)的電線，二堿式硬脂酸鉛和硬脂酸鈣既是輔助穩(wěn)定劑也是潤(rùn)滑劑。在填充劑含量較高的電纜中，如外潤(rùn)滑劑不足，在電線包覆時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)擠出物表面粗糙。此時(shí)可添加適當(dāng)外潤(rùn)滑劑如聚乙烯石蠟、高熔點(diǎn)石蠟。擠出機(jī)一、 機(jī)頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1、 機(jī)頭內(nèi)腔要是流線型，不能急劇縮小，不能有死角、滯留區(qū)2、 足夠的壓縮比，消除結(jié)合縫3、 正確的斷面形狀4、 結(jié)構(gòu)緊湊，便于拆裝，傳熱均勻，不漏料5、 選材合理，耐腐蝕、耐摩擦、硬度高機(jī)頭的作用：1、 使擠出物料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)2、 使其成型產(chǎn)生壓力，保證制品密度3、 使物料進(jìn)一步塑化4、 使物料成為所需的斷面形

4、狀機(jī)頭分類：1、 按熔料流經(jīng)方向分：直通機(jī)頭、直角機(jī)頭、螺旋式機(jī)頭2、 按壓力大小分：低壓機(jī)頭（料流壓力小于4M帕）、中壓機(jī)頭（料流壓力4-10M帕）、高壓機(jī)頭（料流壓力大于10M帕）3、 按用途分：擠管材、擠電纜二、 擠出生產(chǎn)中塑料的物理變化（結(jié)晶、取向、纖維的成纖原理）1、 擠出過(guò)程中的結(jié)晶：結(jié)晶型塑料材料在擠出成型過(guò)程中必然出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶特點(diǎn)：結(jié)晶速度較慢，結(jié)晶具有不完全性和結(jié)晶型高分子材料沒(méi)有清晰的熔點(diǎn)1、 塑料材料的結(jié)晶能力結(jié)晶能力：指可否結(jié)晶、結(jié)晶的難易程度和可達(dá)到的最大結(jié)晶度影響結(jié)晶能力的因素：分子鏈的對(duì)稱性：對(duì)稱性好的分子鏈容易結(jié)晶，如聚乙烯分子鏈的規(guī)整性：等規(guī)度越高的塑料

5、材料結(jié)晶能力越強(qiáng)共聚結(jié)構(gòu)：普通共聚全既要破壞鏈的對(duì)稱性，又要破壞鏈的規(guī)整性，一般來(lái)說(shuō)，共聚物的結(jié)晶能力比均聚物要差分子鏈柔性和分子間相互作用：一般來(lái)說(shuō)，柔性好的高分子材料結(jié)晶能力強(qiáng)，正由于分間相互作用強(qiáng)，一旦結(jié)晶，則結(jié)晶結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。 高分子材料的使用對(duì)結(jié)晶能力的影響：一般說(shuō)，再生料比新料的結(jié)晶度要低，并且再生的次數(shù)越多，則結(jié)晶度越低2、 塑料材料球晶的形成與結(jié)晶速度塑料材料結(jié)晶速度與溫度的關(guān)系圖在均相成核的條件下，當(dāng)溫度很高時(shí)（TTm），分子熱運(yùn)動(dòng)的自由能顯著地大于內(nèi)聚能，難以形成有序結(jié)構(gòu)，不能結(jié)晶；當(dāng)溫度很低時(shí)（TTg），分子鏈的雙重運(yùn)動(dòng)處于凍結(jié)狀態(tài)，不能發(fā)生分子鏈重排運(yùn)動(dòng)，因而也不能形成

6、結(jié)晶結(jié)構(gòu)。塑料結(jié)晶過(guò)程只能在Tg TTm溫度范圍內(nèi)發(fā)生。Tg -Tm區(qū)間溫度對(duì)這兩個(gè)過(guò)程有不同影響：接近Tm，晶核不穩(wěn)定，成核數(shù)量少，時(shí)間長(zhǎng)速度慢；降溫則自由度降低，成核數(shù)量和成核速度均增加，所以成核速度最大時(shí)溫度偏向Tg一側(cè)。意義：對(duì)某一塑料材料，如果制品需要較高的結(jié)晶度，則在成型過(guò)程中冷卻時(shí)要在Tmax附近保溫一段時(shí)間（如聚乙烯）；如制品結(jié)晶要求盡可能地低，則冷卻時(shí)必須很快冷卻速度偏離Tmax3、 結(jié)晶參數(shù)（一次結(jié)晶、二次結(jié)晶、后結(jié)晶退火處理）二次結(jié)晶和后結(jié)晶會(huì)使制品性能及尺寸在使用和貯存過(guò)程中發(fā)生變化，影響制品正常使用。因此，常在Tg -Tm溫度范圍內(nèi)對(duì)制品進(jìn)行熱處理（即退火處理），以加

7、速高分子鏈的二次結(jié)晶或后結(jié)晶過(guò)程。退火：將試樣加熱到熔點(diǎn)以下某一溫度（熱變形度以下10-20度），使制品尺寸和形狀穩(wěn)定性得到提高，內(nèi)應(yīng)力降低。另一種熱處理：淬火淬火：指熔融狀態(tài)或半熔融結(jié)晶性聚合物在該溫度下保持一段時(shí)間后，快速冷卻是使其來(lái)及及結(jié)晶，以改善制品韌性三、 擠出生產(chǎn)中塑料的化學(xué)變化1、 擠出生產(chǎn)的降解反應(yīng)（熱降解、氧化降解、水降解、力降解）降解：由氣候、熱等作用引起的塑料分子鏈斷裂或化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生有害變化。熱降解：聚乙烯分子鏈兩側(cè)幾乎全部是C-H，不易降解 聚氯乙烯分子鏈兩側(cè)具有弱鍵結(jié)構(gòu)，易降解。2、 熱塑性塑料交聯(lián)反應(yīng)四、 擠出機(jī)分類：?jiǎn)温輻U擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)單螺桿擠出機(jī)由四部份組

8、成：擠出系統(tǒng)（塑化系統(tǒng)）、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)/冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。擠出系統(tǒng)：由螺桿和料筒組成傳動(dòng)系統(tǒng)：由電機(jī)、調(diào)整和傳動(dòng)裝置組成加熱/冷卻系統(tǒng)：由加熱器和冷卻裝置構(gòu)成控制系統(tǒng)由電氣控制組成螺桿：指裝在擠出機(jī)料筒內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)且?guī)в新莶鄣慕饘贄U。（不可能有萬(wàn)能桿）螺桿直徑D：指螺紋的外徑長(zhǎng)徑比：螺桿的有效長(zhǎng)度與直徑的比（隨塑料工業(yè)發(fā)展，長(zhǎng)徑比有增大的趨勢(shì)）長(zhǎng)徑比較大的螺桿能改善塑料的溫度分布，有利于塑料的混合與塑化，并減少漏流與逆流，提高擠出機(jī)生產(chǎn)能力。但是，長(zhǎng)徑比大使塑料受熱時(shí)間長(zhǎng)而降解，并易引起料筒和螺桿之間的磨擦。螺桿的分區(qū)：加熱段（加料段）：（L1）作用是壓實(shí)塑料并輸送固體塑料。長(zhǎng)度為（2-

9、10）D壓縮段（熔融段）：（L2）作用是熔化固體塑料 長(zhǎng)度為有效長(zhǎng)度的25%-50%計(jì)量段（均壓段）：（L3）作用使熔體進(jìn)一步塑化均勻，并使料流定量、定壓地從機(jī)頭流道均勻擠出長(zhǎng)度為（4-7）D。已熔化的塑料在熔體區(qū)的螺槽中，由復(fù)雜的流動(dòng)狀態(tài)分解成四種流動(dòng)狀態(tài)：正流、橫流、逆流、漏流壓縮比：壓縮段開(kāi)始處一個(gè)螺距螺槽的容積與計(jì)量段一處一個(gè)螺距螺槽的容積之比。不同塑料適應(yīng)不同幾何壓縮比不同塑料要求螺桿有不同的壓縮比壓縮比長(zhǎng)徑比PVC（粒）2.5(2-3)PVC（粒）16-20軟PVC3.2-3.5PE3-4XLPE18-20PP3.7(2.5-4)PP18-20影響擠出時(shí)的主要原因：一、 擠出量隨機(jī)

10、頭壓力增加的影響1、 擠出量隨機(jī)頭壓力的增加而直線下降2、 對(duì)螺槽深而螺桿短的螺桿，隨機(jī)頭壓力增加下降，但對(duì)淺螺槽的計(jì)量段擠出量幾乎不隨機(jī)頭壓力而變化3、 當(dāng)?？跍囟雀邥r(shí)，隨機(jī)頭壓力的增加，擠出量的增大，要大于口模溫度低時(shí)。4、 螺桿溫度高時(shí)，擠出量隨機(jī)頭壓力增大而下降的幅度要大于螺桿溫度低時(shí)5、 口模阻力高時(shí)（小口模），擠出時(shí)隨機(jī)頭壓力的增加而增大的比例大于口模阻力小（大口模）時(shí)6、 螺桿轉(zhuǎn)速高時(shí)，擠出量高，但擠出量隨機(jī)頭壓力的增加而減少是成比例的7、 螺桿長(zhǎng)徑越大，擠出量隨機(jī)頭壓力增加而減少的幅度越小8、 未冷卻的螺桿，其擠出量隨機(jī)頭壓力增加而下降的幅度遠(yuǎn)大于冷卻的螺桿9、 螺桿與料筒的間

11、隙越大，擠出量隨機(jī)頭壓力增加而下降的幅度越大。二、 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)擠出量的影響1、 隨螺桿轉(zhuǎn)速的提高，擠出量增大的幅度與物料有關(guān)；2、 熔融黏度低的塑料的擠出量隨螺桿轉(zhuǎn)速提高而增大，而增加的比例要大于熔融黏度高的塑料3、 熔融溫度高時(shí)，擠出量隨螺桿轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)速提高而增大，但熔融溫度低時(shí)，其增加極微小4、 未冷卻螺桿的擠出量隨螺桿轉(zhuǎn)速增加而增大的比例稍大于冷卻螺桿5、 口模阻力低，擠出量隨螺桿轉(zhuǎn)速增加而增大，但口模阻力主時(shí)，其增大比例很小。擠出工藝擠出過(guò)程中塑料將要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：1、 塑化階段：在機(jī)筒內(nèi)完成2、 成型階段：在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)機(jī)頭內(nèi)模具，使粘流體成型為所需各種尺寸及形狀3、 定型階段：冷

12、卻水槽電線電纜生產(chǎn)中使用模具主要形式：擠壓式、擠管式、半擠壓式擠壓式模具：靠壓力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品最后定型的，采用擠壓式模具，具有塑膠層質(zhì)量和擠出產(chǎn)量，其較擠管式產(chǎn)量要低。因此，除有密實(shí)要求和擠出塑料拉伸比過(guò)小者外，多采用擠管式或半擠管式。擠管式優(yōu)點(diǎn)：1、 充分利用塑料可拉伸特性，出線速度快；2、 其徑向厚度均勻性只由模套同心決定，而不會(huì)因線芯任何形式的彎曲而偏芯；3、 防止模芯磨擦，提高模具壽命；4、 模具通用性較大擠管式缺點(diǎn)：塑膠層致密性與線芯結(jié)合緊密性差克服辦法：增加拉伸比和采用抽真空半擠管式：在內(nèi)護(hù)套及要求嚴(yán)密的外護(hù)套中也有應(yīng)用。拉伸比：塑膠?？趫@坯面積S1與包覆電纜的園環(huán)面積S2之比擠出溫度加

13、料段熔融段均壓段機(jī)脖機(jī)頭模口聚氯乙烯150160180180170170-180聚乙烯140170220215185170硅烷交聯(lián)140-165170-180180-190200-220220-240加料段采用低溫：這段任務(wù)是產(chǎn)生足夠推力，溫度高為打滑，造成壓力波動(dòng)，并且因過(guò)早熔融而塑化不勻；熔融段：溫度提高保證塑化均壓段：進(jìn)一步塑化機(jī)脖：溫度稍低；機(jī)頭：塑料在此有固定的表層與機(jī)頭內(nèi)壁長(zhǎng)期接觸，溫度高易燒焦，?？冢簻囟雀弑砻婀饬?，但定型困難。交聯(lián)聚乙烯絕緣工藝交聯(lián)聚乙烯與普通聚乙烯相比，它具有卓越的電絕緣性能和機(jī)械性能，突出的耐磨性優(yōu)良的耐應(yīng)力開(kāi)裂性，耐蠕變性，耐高低溫、耐老化、耐老化、耐化學(xué)

14、藥品和其它綜合性能。一、 硅烷交聯(lián)化學(xué)步驟：形成自由基-乙烯基硅烷接枝到聚乙烯上-在水存在下接枝聚合物交聯(lián)硅烷交聯(lián)聚乙烯在擠出機(jī)停留100-400秒，完成的步驟：1、 被從25度加熱到200-240度；2、 被溫?zé)挒榫嗳垠w3、 被接枝4、 被擠出為絕緣材料擠出機(jī)溫度分布：溫度設(shè)定不合適區(qū)段溫度設(shè)置目的太高太低對(duì)絕緣的影響加料段140-165熔人粒料剪切過(guò)度喂料失常處徑波動(dòng)壓縮段170-180完成熔化和引發(fā)反應(yīng)剪切過(guò)度交聯(lián)不足預(yù)交聯(lián)表面粗糙計(jì)量段180-195混合、均化和接枝交聯(lián)不足預(yù)交聯(lián)表面呈桔皮狀機(jī)頸200-220完成接枝降低粘度交聯(lián)不足熔體破裂焦燒表面粗糙口模220-240完成接枝降低粘

15、度熔體破裂焦燒和變稀表面粗糙、包覆不勻長(zhǎng)徑比在22/1到24/1效果最佳；拉伸比2。0：1左右最好采用分步冷卻，分步冷卻使聚合物分子有時(shí)間松馳從而消除內(nèi)應(yīng)力二、 過(guò)氧化物交聯(lián)由于交聯(lián)劑過(guò)氧化物二異丙苯（DCP）在120度時(shí)開(kāi)始反應(yīng)，所以加生產(chǎn)過(guò)程中溫度嚴(yán)格控制在120度以內(nèi)交聯(lián)過(guò)程是在高溫高壓的硫化管內(nèi)完成配 模擠壓式：模芯：d+(0.050.15)mm-單線線芯 d+(0.10.25)mm-絞合線芯模套：d+2B+(0.050.15)mm（d+2B-(0.050.10)mmd-線芯直徑； B-絕緣厚度擠管式：模芯：絕緣-d+(0.52)mm 護(hù)套-d+(36)mm模套：絕緣-d+2A+2B+

16、(0.51)mm 護(hù)套-d+2A+2B+(25)mmd-線芯直徑； B-絕緣厚度； A-模芯壁厚模 具 設(shè) 計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及排除方法一、 硅烷交聯(lián)問(wèn)題問(wèn)題描述對(duì)電纜的影響解決方法熔體破裂連續(xù)出現(xiàn)絕緣表面粗糙（呈桔皮狀）絕緣內(nèi)層質(zhì)地良好表面光潔度差，粗糙1、 適當(dāng)降低機(jī)身各區(qū)段溫度；2、 降低螺桿轉(zhuǎn)速；3、 適當(dāng)提高模口溫度預(yù)交聯(lián)（接枝過(guò)充分）表面光滑但出現(xiàn)小顆粒（嚴(yán)重為硬塊狀）表面光潔度不可拉受1、 降低壓縮段和計(jì)量段溫度；2、 減少濾網(wǎng)數(shù)、或更換減少濾網(wǎng)目數(shù)；3、 適當(dāng)提高螺桿轉(zhuǎn)速；4、 采用等距不等深普通螺桿交聯(lián)度不足（接枝不充分）絕緣表面光滑絕緣仍為熱塑性熱延伸試驗(yàn)不合格1、 提高壓縮段和計(jì)

17、量段濕度；2、 增加濾網(wǎng)數(shù)或增大濾網(wǎng)目數(shù)3、 適當(dāng)降低螺桿轉(zhuǎn)速絕緣與導(dǎo)體粘附較差絕緣層與導(dǎo)體呈脫節(jié)現(xiàn)象影響粘合效果1、 合理配置模具，模具不易偏大；2、 采用擠壓式擠出；3、 若用擠管式，應(yīng)采用真空4、 適當(dāng)提高牽引速度凹點(diǎn)表面光滑但出現(xiàn)凹點(diǎn)表面光滑不可接受1、 降低計(jì)量段溫度2、 避免水槽中水泡粘附在絕緣表面?？诹飨芽谀１谟薪篃锪戏e累影響絕緣表面光亮度或絕緣表面呈凹凸?fàn)?、 改進(jìn)模口光潔度2、 適當(dāng)降低?？跍囟葰饪捉^緣層斷面有微氣孔絕緣質(zhì)量不可接受1、 降低計(jì)量度、機(jī)頭溫度2、 生產(chǎn)前應(yīng)徹底干燥碳黑或色母料脫膠絕緣破洞脫膠表面質(zhì)量不可接受1、 提高計(jì)量段、口模溫度2、 合理配置模具3、 適

18、當(dāng)降低牽引速度二、過(guò)氧化物交聯(lián)序號(hào)廢品種類廢品產(chǎn)生原因消除方法1熱延伸不合格硫化工藝不當(dāng)，如氣壓過(guò)低，線速過(guò)快，水位過(guò)高。首先查清原因，針對(duì)原因解決 。2絕緣厚度不合格線速度 快，擠出機(jī)出膠量小 模具選配不當(dāng)。降低線速度或擠出升速，調(diào)整模具尺寸。3偏芯模具沒(méi)有調(diào)整正或者是模具調(diào)好后懸度控制發(fā)生變化。調(diào)正模具或者開(kāi)車過(guò)程中盡量將懸垂角控制穩(wěn)定。4竹節(jié)電器、機(jī)械系統(tǒng)的原因造成牽引不穩(wěn)定，模太小 或者圓導(dǎo)體外徑不均勻。檢查電氣、機(jī)械系統(tǒng)，排除幫障，適當(dāng)調(diào)整模芯的大小，控制絞線外徑盡量均勻，超過(guò)工藝規(guī)定的絞線不能使用。5表面劃傷電纜在硫化管中碰上、下壁或異物模套外邊緣有焦燒物。調(diào)好垂度，盡量使線在交聯(lián)管中部移動(dòng)，如了現(xiàn)異物，及時(shí)消除。起車時(shí)將模套溫度控制好，防止過(guò)熱。發(fā)現(xiàn)焦燒，應(yīng)停車處理。6雜質(zhì)絕緣料和半導(dǎo)電料中的雜質(zhì)多數(shù)是在混 料時(shí)和擠出機(jī)加料過(guò)程中帶入的。操作者應(yīng)嚴(yán)格注意料的雜質(zhì)，防止外界雜質(zhì)混入。三、聚氯乙烯序號(hào)廢品種類產(chǎn)生原因消除方法1塑化不足、表面粗糙無(wú)光、有顆粒隱現(xiàn)溫度過(guò)低、原材料質(zhì)量差提高溫度、提高轉(zhuǎn)速、增大擠出壓力、更換護(hù)套料2塑料分解、燒焦、表面發(fā)毛、模套