橡(xiang)(xiang)(xiang)套電纜(lan)(lan)(lan)是一種柔軟可移動的線(xian)纜(lan)(lan)(lan)產品，由多(duo)股細銅絲作為導(dao)體，外包(bao)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠絕(jue)緣和橡(xiang)(xiang)(xiang)膠護套。通(tong)常(chang)地，橡(xiang)(xiang)(xiang)套電纜(lan)(lan)(lan)主(zhu)要包(bao)括(kuo)通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)套軟電纜(lan)(lan)(lan)、電焊(han)機電纜(lan)(lan)(lan)、潛水電機電纜(lan)(lan)(lan)、無線(xian)電裝(zhuang)置(zhi)電纜(lan)(lan)(lan)和攝(she)影光源電纜(lan)(lan)(lan)五類。

在使用一段時間后，橡套(tao)電纜(lan)銅(tong)絲(si)(si)顏色往(wang)往(wang)會發(fa)(fa)黑(hei)。究其原因發(fa)(fa)現：導致(zhi)橡套(tao)電纜(lan)銅(tong)絲(si)(si)發(fa)(fa)黑(hei)的原因有(you)很多，除了和(he)橡皮的材料配方有(you)關外，還與銅(tong)絲(si)(si)本身(shen)所(suo)處的狀態、橡膠加工工藝(yi)、橡膠硫(liu)化工藝(yi)、電纜(lan)的結構、護套(tao)橡膠配方以及生產環境(jing)等(deng)諸(zhu)多因素有(you)關。

二十世紀(ji)五六十年(nian)代，我國(guo)國(guo)內大多(duo)(duo)數(shu)廠家均使用普通(tong)銅桿(銅含量(liang)為99.99%，均為有氧(yang)銅桿)，生產方法(fa)都是銅錠加熱(re)后經多(duo)(duo)道壓延后制(zhi)得黑色銅桿，在(zai)大、中、小拉后將銅桿制(zhi)成比較細的銅絲。因為銅本身(shen)并非是無(wu)氧(yang)銅，在(zai)加工過程中銅絲表面難免會發生氧(yang)化。

二十(shi)世(shi)紀八十(shi)年代，我國引進(jin)的(de)先進(jin)無(wu)氧(yang)銅(tong)(tong)桿生產技(ji)術，以(yi)及國內自(zi)行研(yan)發的(de)無(wu)氧(yang)銅(tong)(tong)桿工藝，使(shi)整個(ge)電(dian)線(xian)電(dian)纜行業開始使(shi)用無(wu)氧(yang)銅(tong)(tong)桿，大大地改(gai)善了(le)銅(tong)(tong)絲(si)發黑的(de)問題。但由于對銅(tong)(tong)桿的(de)加工，特別(bie)是韌煉工藝的(de)掌握(wo)以(yi)及加工后銅(tong)(tong)線(xian)芯(xin)存放條件(jian)惡劣，使(shi)銅(tong)(tong)線(xian)芯(xin)表(biao)面發生輕(qing)微的(de)氧(yang)化。

二十世紀(ji)五十年代，橡(xiang)膠絕(jue)緣(yuan)均采用(yong)天然膠和丁苯膠并用(yong)配(pei)方。由于絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)直(zhi)接與銅(tong)線接觸，不(bu)能(neng)直(zhi)接使(shi)用(yong)硫(liu)磺(huang)作硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，即使(shi)使(shi)用(yong)很少(shao)的(de)(de)硫(liu)磺(huang)也會使(shi)銅(tong)線發黑，所以不(bu)得不(bu)使(shi)用(yong)一些能(neng)夠分解出游離硫(liu)的(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)，如促進(jin)劑(ji)(ji)TMTD、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)VA-7，同時還要配(pei)合硫(liu)化(hua)(hua)促進(jin)劑(ji)(ji)來提高硫(liu)化(hua)(hua)速度(du)和硫(liu)化(hua)(hua)程度(du)，確保絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)物(wu)理機械性能(neng)和電氣性能(neng)。但從(cong)絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)彈性、強力和永久(jiu)變(bian)形性能(neng)角度(du)來說，加有(you)硫(liu)磺(huang)的(de)(de)橡(xiang)皮(pi)是比(bi)較(jiao)好的(de)(de)(暫且(qie)不(bu)考慮銅(tong)絲(si)發黑)。

實(shi)踐證明：TMTD無法解決銅(tong)(tong)(tong)絲發(fa)(fa)黑問題(ti)。同時，絕緣橡(xiang)皮會(hui)有各種(zhong)顏(yan)色，其中的(de)(de)(de)紅(hong)、藍、黃、綠、黑是(shi)(shi)基本(ben)(ben)顏(yan)色，這(zhe)些顏(yan)色的(de)(de)(de)出現會(hui)促使(shi)橡(xiang)皮發(fa)(fa)粘和銅(tong)(tong)(tong)絲發(fa)(fa)黑。配方(fang)中的(de)(de)(de)主要(yao)填充劑(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)輕質(zhi)碳酸鈣(gai)和滑(hua)石粉，但受價格因素影響，一(yi)些廠家為了降低成本(ben)(ben)，使(shi)用的(de)(de)(de)是(shi)(shi)低價碳酸鈣(gai)和滑(hua)石粉。這(zhe)些填充劑(ji)(ji)(ji)粒(li)子粗、游離(li)堿的(de)(de)(de)含(han)量大(da)、雜質(zhi)多，所以(yi)物理(li)機(ji)(ji)械(xie)性能比較差，電性能不好，還容(rong)易造(zao)成銅(tong)(tong)(tong)絲發(fa)(fa)黑。一(yi)些廠商(shang)用活(huo)性超細碳酸鈣(gai)來提高(gao)絕緣橡(xiang)皮的(de)(de)(de)物理(li)機(ji)(ji)械(xie)性能，而活(huo)性鈣(gai)多數(shu)是(shi)(shi)用硬(ying)脂酸來處(chu)理(li)的(de)(de)(de)，這(zhe)種(zhong)酸也是(shi)(shi)促使(shi)銅(tong)(tong)(tong)絲發(fa)(fa)黑的(de)(de)(de)原(yuan)因。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)VA-7的(de)(de)(de)使(shi)用，可以(yi)改善銅(tong)(tong)(tong)絲發(fa)(fa)黑，但由于(yu)硫(liu)化(hua)(hua)程度不夠(gou)，橡(xiang)皮的(de)(de)(de)永久變(bian)形大(da)，會(hui)造(zao)成橡(xiang)皮發(fa)(fa)粘。特別是(shi)(shi)加(jia)入促進(jin)劑(ji)(ji)(ji)ZDC以(yi)后，提高(gao)了硫(liu)化(hua)(hua)速度，為了防(fang)止(zhi)焦燒，還要(yao)加(jia)入促進(jin)劑(ji)(ji)(ji)DM來延緩焦燒時間。從促進(jin)劑(ji)(ji)(ji)ZDC的(de)(de)(de)結構看，是(shi)(shi)在TETD結構中兩個相(xiang)連接的(de)(de)(de)硫(liu)中間接上一(yi)個金屬鋅(xin)。

銅(tong)的(de)(de)(de)催化、老化是橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)發(fa)(fa)粘的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)原因。前蘇(su)聯電纜科學研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)試驗證明：在(zai)硫化過程(cheng)中(zhong)，銅(tong)從與(yu)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)接觸處滲(shen)入到絕緣橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)，1.0-2.0mm厚度的(de)(de)(de)絕緣橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)含(han)銅(tong)0.009-0.0027%。眾(zhong)所周知，即使(shi)(shi)微量銅(tong)也會對(dui)橡(xiang)(xiang)(xiang)皮(pi)產生極大的(de)(de)(de)破壞(huai)作(zuo)(zuo)用(yong)，這就(jiu)是我們通常說的(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)屬(shu)對(dui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)催化、老化。在(zai)絕緣硫化過程(cheng)中(zhong)，秋蘭(lan)姆析出(chu)若干游離硫與(yu)銅(tong)反應，形成(cheng)活性含(han)銅(tong)基(ji)團。在(zai)老化時(shi)，較弱(ruo)的(de)(de)(de)-S-S-鍵斷裂，形成(cheng)活性含(han)銅(tong)基(ji)Cu-S-。這一(yi)低分(fen)子鏈(lian)的(de)(de)(de)組(zu)合與(yu)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)同時(shi)還與(yu)氧(yang)發(fa)(fa)生反應，破壞(huai)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)長鍵分(fen)子，使(shi)(shi)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)變軟變粘。法國橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)在(zai)研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)(fa)粘重(zhong)現問題時(shi)指出(chu)：如果橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)含(han)有有害的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)，如銅(tong)、錳等重(zhong)金(jin)屬(shu)鹽(yan)類，那么不管使(shi)(shi)用(yong)哪(na)一(yi)種促進劑(ji)，都會發(fa)(fa)生橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)發(fa)(fa)粘現象。

針對(dui)橡(xiang)(xiang)套電(dian)纜(lan)中(zhong)硫(liu)(liu)(liu)磺向絕緣橡(xiang)(xiang)皮和銅線表面滲(shen)透的原(yuan)因探討(tao)，前蘇(su)聯(lian)科學家曾應(ying)用放射性同(tong)位(wei)素(su)證(zheng)實了電(dian)纜(lan)護(hu)套橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)硫(liu)(liu)(liu)擴散(san)的可能性。以天然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)為(wei)基的硫(liu)(liu)(liu)化膠(jiao)(jiao)中(zhong)，在(zai)130-150℃的溫度(du)下，游離(li)硫(liu)(liu)(liu)的擴散(san)系(xi)數(shu)約(yue)為(wei)10-6cm2/s。而(er)在(zai)連續(xu)硫(liu)(liu)(liu)化的生(sheng)產車(che)間(jian)內，硫(liu)(liu)(liu)化護(hu)套橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)時溫度(du)保(bao)持(chi)在(zai)185-200℃之(zhi)間(jian)，使得硫(liu)(liu)(liu)擴散(san)系(xi)數(shu)更大。

橡套游離硫(liu)的擴散(san)(san)，改變(bian)了秋蘭(lan)姆橡膠的結構(gou)，可能形(xing)成(cheng)多(duo)硫(liu)鍵。這些(xie)多(duo)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)通過化(hua)(hua)(hua)學分解和化(hua)(hua)(hua)合實(shi)現遷移，即"化(hua)(hua)(hua)學擴散(san)(san)"，不僅改變(bian)了絕緣橡皮的結構(gou)，降低其(qi)耐熱性，而且與銅(tong)表面(mian)發生反應，形(xing)成(cheng)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)銅(tong)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)，導(dao)致(zhi)銅(tong)線發黑。同時，硫(liu)化(hua)(hua)(hua)銅(tong)和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)也加速了橡膠的老(lao)化(hua)(hua)(hua)，導(dao)致(zhi)橡膠發粘。

橡(xiang)(xiang)料(liao)加(jia)工工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)好壞(huai)，主要取決于天然膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和丁苯(ben)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)并用(yong)(yong)為基礎的(de)(de)(de)絕緣配方。其(qi)中，天然膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)需要通過塑(su)(su)煉(lian)來(lai)提(ti)高(gao)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)可(ke)塑(su)(su)性(xing)。有些(xie)(xie)上(shang)(shang)了(le)規模的(de)(de)(de)企業(ye)為了(le)保證(zheng)產量，在(zai)使用(yong)(yong)密煉(lian)機(ji)塑(su)(su)煉(lian)的(de)(de)(de)同時還會加(jia)入少量的(de)(de)(de)化學(xue)增塑(su)(su)劑(促進劑M)來(lai)提(ti)高(gao)塑(su)(su)性(xing)。但是(shi)(shi)如果沒有控制好塑(su)(su)煉(lian)溫(wen)度(du)(du)和生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)濾(lv)橡(xiang)(xiang)時的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)，出(chu)(chu)現140℃以上(shang)(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)情況時，當生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)在(zai)開煉(lian)機(ji)上(shang)(shang)緩慢通過滾(gun)筒，而上(shang)(shang)面(mian)的(de)(de)(de)積膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)由于受到熱氧和促進劑M的(de)(de)(de)同時作用(yong)(yong)，就會發(fa)現橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)表(biao)面(mian)好像涂了(le)一層油，實際上(shang)(shang)是(shi)(shi)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)子(zi)(zi)在(zai)化學(xue)增塑(su)(su)劑的(de)(de)(de)促進下嚴重斷鏈，從而產生比較軟(ruan)粘(zhan)的(de)(de)(de)較小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)些(xie)(xie)較小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)雖然在(zai)工藝(yi)(yi)后期會與(yu)丁苯(ben)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)并用(yong)(yong)混煉(lian)出(chu)(chu)絕緣橡(xiang)(xiang)料(liao)，均勻地分(fen)散在(zai)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)中。膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)擠包在(zai)銅(tong)(tong)(tong)絲上(shang)(shang)進行(xing)連續硫化后，肉眼無法看(kan)出(chu)(chu)任何問題，但已(yi)經為橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)銅(tong)(tong)(tong)絲埋下了(le)隱(yin)患，也就是(shi)(shi)說(shuo)，這(zhe)些(xie)(xie)小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)量橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)將首(shou)先出(chu)(chu)現局部粘(zhan)銅(tong)(tong)(tong)絲現象。

絕緣橡皮(pi)加硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)和促進劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)也十分重要(yao)。一些小作坊企業在開(kai)煉機(ji)上加硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)，就是將裝有硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)罐(guan)子倒(dao)入(ru)滾筒的(de)(de)(de)中部，這無疑(yi)地導(dao)致了硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)中間多(duo)，兩邊少。當硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)滲(shen)入(ru)橡皮(pi)中，翻三(san)角的(de)(de)(de)次數(shu)較少，會(hui)使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)在橡料中分布不(bu)均勻(yun)。這樣在擠包連續(xu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)時(shi)，含硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)比較多(duo)的(de)(de)(de)地方很容易出現(xian)銅絲(si)發黑(hei)現(xian)象。時(shi)間一長，在發黑(hei)的(de)(de)(de)地方還會(hui)出現(xian)橡皮(pi)粘銅絲(si)的(de)(de)(de)現(xian)象。

絕緣橡皮硫化(hua)原因分析

一些(xie)企業(ye)為了(le)(le)追求產量，連續硫(liu)化(hua)管只有(you)(you)(you)60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa，而硫(liu)化(hua)速度要開到120米/分，這樣(yang)絕(jue)緣橡(xiang)(xiang)膠在管中的(de)(de)停(ting)留時(shi)間只有(you)(you)(you)30秒。橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)本身是熱(re)的(de)(de)不良導體，絕(jue)緣線(xian)(xian)芯表面(mian)溫(wen)(wen)度大于190℃，當溫(wen)(wen)度傳熱(re)到與銅線(xian)(xian)接觸的(de)(de)里層(ceng)(ceng)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)時(shi)，又(you)被(bei)銅線(xian)(xian)吸熱(re)，銅線(xian)(xian)升溫(wen)(wen)到與里層(ceng)(ceng)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)溫(wen)(wen)度接近時(shi)，硫(liu)化(hua)的(de)(de)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)電線(xian)(xian)芯已經出硫(liu)化(hua)管了(le)(le)。這樣(yang)里層(ceng)(ceng)橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)溫(wen)(wen)度比較低(di)，大約為170℃，停(ting)留只有(you)(you)(you)幾秒鐘就(jiu)出硫(liu)化(hua)管，進(jin)(jin)入冷卻(que)和收線(xian)(xian)，絕(jue)緣橡(xiang)(xiang)皮(pi)(pi)(pi)就(jiu)會(hui)硫(liu)化(hua)不足(zu)。為了(le)(le)達(da)到足(zu)夠(gou)的(de)(de)硫(liu)化(hua)，促進(jin)(jin)劑TMTD的(de)(de)用量(作(zuo)硫(liu)化(hua)劑用)高達(da)3.4%。但(dan)過量的(de)(de)硫(liu)化(hua)劑在硫(liu)化(hua)過程中放出的(de)(de)游(you)離硫(liu)也多，除供交聯橡(xiang)(xiang)膠分子外，還有(you)(you)(you)多余的(de)(de)游(you)離硫(liu)，從(cong)而又(you)成為促使銅線(xian)(xian)表面(mian)發黑的(de)(de)間接原因。

總之，解決銅(tong)(tong)線發黑的(de)(de)問題難度很大，從(cong)銅(tong)(tong)絲到橡皮(pi)的(de)(de)每一道(dao)工序都要(yao)認真對待，才能取得較好的(de)(de)效果。尤其是要(yao)注重膠種(zhong)選擇(ze)和硫化體(ti)系的(de)(de)采用。