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首要了解一下交聯(lián)的概念，交聯(lián)——經(jīng)過物理或化學辦法將線性聚乙烯分子轉(zhuǎn)變成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，然后進步其機械物理功能和耐熱功能。交聯(lián)絕緣首要有物理交聯(lián)和化學交聯(lián)兩大類。

物理交聯(lián)又稱為輻照交聯(lián)，一般適用于絕緣厚度較薄的低壓電纜。

化學交聯(lián)首要分為過氧化物交聯(lián)和硅烷接枝交聯(lián)兩種，其間：中壓、 (超)高壓電纜絕緣選用過氧化物交聯(lián)，慣例低壓交聯(lián)電纜一般選用硅烷接枝交聯(lián)。

輻照交聯(lián)工藝首要適用于特種低壓交聯(lián)電纜制作，如核級電纜、較高工作溫度電纜(長時刻工作溫度可達150℃)、交聯(lián)型低煙無鹵阻燃電線電纜等，受資料技能及y射線輻射穿透力等影響，輻照交聯(lián)工藝不合適中壓、(超)高壓電纜的制作。

紫外線交聯(lián)技能是繼化學交聯(lián)和輻照交聯(lián)之后開展起來的又一種新的交聯(lián)技能，是一項我國自主開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技能創(chuàng)新效果。紫外光交聯(lián)的原理是：以聚烯烴為首要原料參加適量的光引發(fā)劑，選用紫外光照耀，經(jīng)過光引發(fā)劑吸收特定波長的紫外光引發(fā)產(chǎn)生聚烯烴自由基，然后產(chǎn)生一系列快速聚合反響，生成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚烯烴，為交聯(lián)電纜出產(chǎn)開辟了一個新途徑，已投入低壓交聯(lián)電纜的制作。下面首要介紹化學交聯(lián)。

一、過氧化物交聯(lián)

過氧化物交聯(lián)法是經(jīng)過參加交聯(lián)劑而引發(fā)交聯(lián)的辦法。它首要合適于額外電壓10kV及以上電壓等級、各種截面積的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜制作。

(一)蒸汽交聯(lián)(SCP)

蒸汽交聯(lián)制作技能是以橡皮接連硫化技能為布景演化而來的一種最“陳舊”的交聯(lián)辦法。此辦法是以必定壓力、必定溫度的水蒸氣作為加熱和加壓的媒質(zhì)，使聚乙烯完結(jié)交聯(lián)。蒸汽交聯(lián)是美國GE公司于1957年研討成功的，日本住友電氣公司于1959年引進了這項技能，并于1960年投產(chǎn)。

在前期，選用飽滿蒸汽作為媒質(zhì)，交聯(lián)管內(nèi)的壓力和溫度有直接相關(guān)，如要進步蒸汽溫度，有必要一起增大蒸汽壓力，溫度每升高10℃，壓力行將增大約5kg，要想到達滿足高溫時就難以完結(jié)，且能耗也高；后來開展為可經(jīng)過交聯(lián)管管壁加熱來進步蒸汽溫度(稱之為過熱蒸汽，不需求經(jīng)過增加壓力來進步溫度)，首要用于橡皮硫化機組。因為水蒸汽在交聯(lián)管內(nèi)直接與熔融狀況的聚乙烯觸摸，水分會向絕緣內(nèi)部浸透分散，在電纜冷卻進程中，絕緣內(nèi)部的水蒸氣到達飽滿狀況而構(gòu)成微孔，投入運轉(zhuǎn)后繼而引發(fā)樹枝放電，這是此辦法的喪命缺陷。所以，二十世紀六十年代起，呈現(xiàn)了一些新的干式交聯(lián)工藝。

(二)紅外線交聯(lián)法(RCP)與干式交聯(lián)

紅外線交聯(lián)法也叫做熱輻射交聯(lián)法(RCP)，是日本住友電氣公司于1967年創(chuàng)造的一種干式交聯(lián)工藝。

用紅外線使聚合物交聯(lián)的辦法，早在1937年法國通用電氣公司(GE)就已取得了專利，用于橡膠制品硫化。1961年美國格雷(W.R.Grace)取得了用紅外線輻照法制作聚乙烯薄膜的專利。日本住友電氣公司從上述兩件專利遭到啟示，1966年6月申請了一件專利，在導體上擠包一層含有機過氧化物交聯(lián)劑的交聯(lián)聚乙烯，在2kg/cm²以上壓力的惰性氣體中輻射加熱，使聚乙烯產(chǎn)生交聯(lián)反響。1967年4月，住友電氣公司又申請了一份專利，提出整個交聯(lián)機組由輻射加熱部分、冷卻部分和水冷卻部分組成，輻射加熱部分分紅兩個區(qū)域，每個區(qū)域能各自獨立操控溫度。在長時刻交聯(lián)反響進程中，交聯(lián)管內(nèi)壁構(gòu)成了一層過氧化物堆積的黑色塵垢，這便是一層天然構(gòu)成的紅外線發(fā)射的黑體，經(jīng)過技能進步，RCP工藝逐漸被一般電加熱干式交聯(lián)工藝所替代?，F(xiàn)在，懸掛式交聯(lián)工藝技能、VCV立塔式交聯(lián)工藝技能得到廣泛使用。

加熱和預冷卻部分選用氮氣維護。在加熱交聯(lián)管內(nèi)，氮氣的首要效果是作為傳熱煤質(zhì)，并維護聚乙烯在較高溫度下外表不產(chǎn)生氧化降解，一起對絕緣施加滿足壓力，使絕緣在交聯(lián)進程中不產(chǎn)生或盡量少產(chǎn)氣憤隙，活動的氮氣還可帶走很多的由冷卻水蒸發(fā)出來的水分和交聯(lián)反響中過氧化物分化出來的水分及蒸發(fā)物。在預冷卻部分氮氣的首要效果是對電纜絕緣線芯外表進行預冷卻，使線芯外表在較低的溫度下進入水冷卻部分，然后避免線芯驟冷產(chǎn)生絕緣內(nèi)應力影響產(chǎn)質(zhì)量量。因為選用電加熱，故能夠用進步溫度的辦法進步出產(chǎn)速度。交聯(lián)聚乙烯絕緣中，干式交聯(lián)法含水量僅為0.018%，而蒸汽交聯(lián)法含水量達0.29%，試驗標明，干式交聯(lián)法絕緣的溝通擊穿強度和沖擊擊穿強度高于蒸汽交聯(lián)法。

干式交聯(lián)出產(chǎn)裝備首要有懸掛式交聯(lián)機組、立塔式交聯(lián)機組二種，VCV立塔式交聯(lián)機組選用了筆直擠出辦法，更利于大厚度絕緣的偏疼度操控。

(三)長承模(MDCV)交聯(lián)

長承模交聯(lián)是美國阿納康達電線電纜公司(Anaconda)于1959年創(chuàng)造的，同年便申請了專利，稱為MCP工藝。后來因為電線電纜職業(yè)競賽十分激烈，該公司退出了交聯(lián)聚乙烯電線電纜制作競賽，而使這種新工藝未能付諸有用。1971年大日本電線電纜公司和三菱石油化學公司協(xié)作，購買了阿納康達公司專利，使此法得以完結(jié)，稱為MDCVI藝。1973年大日日本電線電纜公司申請了MDCV的工藝專利。MDCV的原文意義是“三菱大日接連交聯(lián)法”，而技能上的意義是長承模交聯(lián)工藝法。

MDCV法選用水平式交聯(lián)管，此交聯(lián)管裝置在擠出機頭內(nèi)。擠出模子長達20米。擠出絕緣線芯時，向管內(nèi)充入潤滑劑，使聚乙烯在此模具內(nèi)產(chǎn)生交聯(lián)。

MDCV法的特色是設備出資少，占地面積小，能安穩(wěn)地制作大截面電纜，出產(chǎn)速度與CCV交聯(lián)機組適當，制作產(chǎn)質(zhì)量量安穩(wěn)牢靠，選用此工藝制作電纜的溝通擊穿場強比蒸汽交聯(lián)電纜高60%~70%。不過當需求出產(chǎn)不同標準的電纜時，要替換整個長承模，靈活性不強，因此未得到推行運用。

(四)加壓熔鹽交聯(lián)(PLCV)工藝

此辦法開端是由意大利卡萊羅公司(Careillo)創(chuàng)造。1976年8月，該公司與英國通用工程公司協(xié)作研討，使之用于制作交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。1977年英國通用工程公司的杰拉樂德·斯瑪特宣布了這項效果，并向英國BICC公司出售了第一臺設備。PLCV體系中所運用的鹽與橡皮硫化LCM法所用的鹽相同，熔鹽配方舉例：53%的硝酸鉀、40%的亞硝酸鈉和7%的硝酸鈉組成的無機鹽混合物，這種混合物在145℃~150℃時熔化，直到540℃時，功能依然安穩(wěn)。熔鹽交聯(lián)管是密封的，在電纜制作進程中，一般施加(3~4)大氣壓的壓力，熔鹽溫度200℃～250℃，冷卻段也選用加壓辦法。因為熔鹽混合物的比重較大，處理了大分量電纜拖管問題，歸納各方面要素，該工藝被橡套硫化出產(chǎn)線選用，特別合適大分量橡皮電纜制作。

(五)硅油交聯(lián)(FZCV)工藝

1979年日本藤倉電線公司的鹿間貞吉等人創(chuàng)造了硅油交聯(lián)工藝(FZCV)，此辦法用加壓硅油作為加熱和冷卻煤質(zhì)。在硅油的壓力效果下，電纜可懸浮在硅油中而不致擦管和偏疼。硅油可循環(huán)運用。藤倉電線公司于1979年開端用兩臺FZCV機組出產(chǎn)275kV交聯(lián)聚乙烯電纜，有用處理了大截面交聯(lián)聚乙烯電纜高壓技能難題。因為投入本錢較高級原因，未得到推行運用。

在以上化學交聯(lián)工藝中，歸納各方面要素，懸掛式交聯(lián)機組、立塔交聯(lián)機組在塑猜中壓、 (超)高壓電力電纜制作中得到最為廣泛的使用。在上述交聯(lián)辦法中，均為外部加熱交聯(lián)辦法，1975年西德的門奇(G.Menger)提出經(jīng)過導體加熱法來縮短交聯(lián)時刻，他用試驗證明，每1毫米厚的聚乙烯絕緣，交聯(lián)時刻約1分鐘，為此只要減慢出線速度或增大交聯(lián)管長度才行。若用1000安培的電流使導體溫度升高到200℃，則交聯(lián)時刻縮短20%?，F(xiàn)在不少交聯(lián)出產(chǎn)機組均選用了導體預熱技能，出產(chǎn)功率得到有用提高，一起有利于絕緣質(zhì)量。

二、硅烷交聯(lián)

硅烷交聯(lián)又稱溫水交聯(lián)，1960年英國道康寧公司(Dow-Corning)提出開發(fā)的，也稱為Sioplas法，即硅烷接枝交聯(lián)工藝，它是接枝和擠出分紅兩個工序進行，稱之為二步法硅烷交聯(lián)。第一步由絕緣料廠將硅烷交聯(lián)劑與基料在擠出機上接枝和擠出造粒，該料粒稱為A料(接枝料)，一起還供給催化劑和著色劑的母料，稱為B料。第二步是將A料及B料以必定份額混合(如：A料：B料為95:5)，在一般擠出機上擠包在電纜導體上，再放入80℃~95℃溫水交聯(lián)池或在蒸汽房中完結(jié)交聯(lián)。該工藝出資本錢低，可用一般的擠出機進行加工。資料價格適中，得到廣泛的使用。

但也存在以下缺陷：

 (1)接枝聚乙烯簡單與空氣中水分產(chǎn)生先期交聯(lián)，縮短了儲存時刻，一般儲存期為半年。

 (2)接枝聚乙烯與催化劑母料的混合物，儲存期一般不超越3h，所以需求邊混合邊擠塑。

(3)因為二步法經(jīng)過屢次的混合，簡單導致雜質(zhì)的混入，首要用于10kV以下電纜絕緣的制作。

為了戰(zhàn)勝Sioplas的局限性，1977年英國BICC和瑞士Maillefer公司協(xié)作，在道康寧公司創(chuàng)造的兩步法基礎上，又創(chuàng)造了一步法硅烷交聯(lián)工藝，也稱作Monosil工藝。它將聚乙烯基料、抗氧劑和液態(tài)硅烷一起計量、混合，行將接枝反響和增加催化劑進程兼并，并選用長徑比為30:1的擠出機將絕緣擠包在電纜導體上，將絕緣層的接枝和擠出由一個過程來完結(jié)，故稱為一步法。它的資料本錢最低，雜質(zhì)的污染時機削減，并且資料儲存期能夠大大增加?？墒沁@種工藝設備出資比二步法大，需求裝備一套液態(tài)硅烷的送料體系。

跟著資料技能的開展，關(guān)于一步法硅烷交聯(lián)技能的使用，也能夠經(jīng)過高速攪拌機將聚乙烯基料、抗氧劑和液態(tài)硅烷進行預先均勻混合，并在必定條件停放，使增加的抗氧劑和液態(tài)硅烷充沛浸透，然后選用一般擠塑機一次性完結(jié)接枝和擠出，擠出進程中應嚴格操控擠出進程中的料溫，料溫要求高，保證擠出進程中完結(jié)硅烷接枝，擠包后的絕緣線芯放入溫水交聯(lián)池或蒸汽房中完結(jié)交聯(lián)；假如擠塑進程中料溫過低未完結(jié)接枝時，擠包后的絕緣將無法交聯(lián)。

八十年代日本菱克隆公司在汲取兩步法和一步法的長處基礎上開發(fā)共聚法。共聚法也是硅烷共聚單體一乙烯基-三甲氧基硅烷，僅僅選用工藝不同。該工藝不是把有機硅烷接枝到聚合物鏈上，而是在聚合進程中導入可水解硅烷，然后產(chǎn)生一種易于加工的硅烷共聚物，其辦法是在高壓反響釜中，使乙烯與硅烷共聚單體產(chǎn)生共聚反響，這項工藝的關(guān)鍵是，所選用的共聚單體有必要是含有一種能夠與乙烯產(chǎn)生反響成聚合物鏈的不飽滿基團。乙烯硅烷共聚物與Sioplas接枝化合物結(jié)構(gòu)上根本相同。

因為硅烷共聚物的制作是在反響釜中進行的，所以它能夠保證高的清潔度，并且也避免了接枝時過氧化物殘渣的污染問題。硅烷共聚物更為首要的長處是，在聚合反響時因為硅烷共聚單體一次投入，完結(jié)了交聯(lián)晶格的有規(guī)矩散布，所以所需求的硅烷量要比硅烷接枝化合物需求的硅烷含量低。因為共聚法工藝的先進和共同，制得的硅烷交聯(lián)聚乙烯資料具有以下長處： 

(1)儲存安穩(wěn)性好，儲存時刻一般可超越一年，好于接枝資料。

(2)共聚法交聯(lián)聚乙烯加工進程中，混入的游離物及雜質(zhì)很少，因此進步了電纜絕緣功能。

(3)可在一般擠塑機進行擠出，制作工藝安穩(wěn)性好。

以后又相繼開發(fā)了固相一步法工藝和固化硅烷工藝。固相一步法工藝是將硅烷經(jīng)過白炭黑等載體滲吸到PE基猜中去。固化硅烷工藝是為了改善硅烷送料辦法，可將液態(tài)硅烷吸附在多孔性聚丙烯塑料或PE塑猜中，構(gòu)成固態(tài)硅烷，這兩種工藝均是一步法派生出來。

跟著資料技能進步，在二步法硅烷交聯(lián)技能的基礎上，推出了硅烷自交聯(lián)聚乙烯絕緣料(又稱為硅烷室溫交聯(lián)聚乙烯絕緣料)，其原理是對催化劑母粒(B料)進行了改善，增加了復合型產(chǎn)水劑和高效的催化劑，選用接枝料(A料)和催化料(B料)混合擠出后，一般情況下在室內(nèi)里放置(2~7)天后(如環(huán)境溫度高，放置時刻短)能夠完結(jié)交聯(lián)，不需求在溫水交聯(lián)池或蒸汽房進行交聯(lián)，資料本錢偏高，但因為方便了出產(chǎn)，也得到必定程度的使用。

歸納不同硅烷交聯(lián)工藝特色、資料本錢等要素，現(xiàn)在一步法硅烷交聯(lián)、二步法硅烷交聯(lián)得到了最為廣泛的使用，其間，二步法硅烷交聯(lián)工藝，因為A料已完結(jié)接枝反響，線芯絕緣擠出溫度要求低，利于換規(guī)出產(chǎn)。一步法硅烷交聯(lián)工藝，資料本錢低，接枝和擠出一次完結(jié)，擠出溫度要求高，料溫達不到要求無法完結(jié)接枝，擠塑機設置溫度高，如頻頻停機換規(guī)易呈現(xiàn)熟料，合適大長度電纜線芯出產(chǎn)。