电线电缆用热塑性弹性体.doc

电线电缆用热塑性弹性体刘江滨1，陆根生2（1安庆电线厂，安徽安庆246005；2信息产业部电子第二十三研究所，上海200437） 摘要本文介绍了用于电线电缆的几种热塑性弹性体的性能及特点。关键词热塑性弹性体；电线；电缆1前言在许多应用场合，往往要求电线电缆具有良好的柔软性。这时，人们常常用橡胶作电线电缆的绝缘及护套。橡胶有着优异的柔软性、良好的耐磨性及耐候性，但是橡胶的加工工艺比较复杂、设备投资大、占用厂房的面积多，所以，许多中小型厂家不具备加工橡胶线缆的能力。近几年来热塑性弹性体大量涌现，人们可以使用塑料电线电缆的加工设备，采用热塑性弹性体作线缆的绝缘、护套，制造出与橡胶线缆同样柔软的产品。所谓热塑性弹性体，顾名思义，是一种能用热塑性塑料的加工方法进行加工的弹性体。它既具有热塑性，能进行热塑加工，又能象橡胶一样，具有优异的回弹性及柔软性，同时具有良好的电性能、机械物理性能及耐候性，所以是制造电线电缆的优良材料。2电线电缆常用的热塑性弹性体热塑性弹性体的制备主要有两种途径：1）通过把分子溶解度指数相近的橡胶与热塑性塑料进行机械共混，采用动态交联技术，将两者结合起来。由橡胶分子段提供高弹性，塑料分子段形成动态交联点而构成热塑性弹性体。如Santoprene弹性体，其主体由乙丙橡胶与聚丙烯共混而成。2）利用两种不同性能的预聚体进行嵌段共聚，由其中一种聚合段（软段）提供弹性，另一种聚合段（硬段）提供交联结点而形成热塑性弹性体，如聚氨酯弹性体。下面介绍在电线电缆中较常用的几种热塑性弹性体。21乙丙热塑性弹性体乙丙热塑性弹性体是由美国Monsanto公司开发的，商品名为Santoprene。它是由乙丙橡胶与聚丙烯共混并采用动态交联技术而得到的。由于两种组分都具有良好的电性能，所以Santoprene的电气性能十分优异，其介电常数与聚乙烯相近，介质损耗也介于103104数量级，是一种性能较好的高频材料，可用于视频下。Santoprene还具有良好的耐热性及耐候性，其缺点是撕裂强度较差。此外，乙丙热塑性弹性体的熔体强度及熔体拉伸性能较差，所以在挤护套时拉伸比不宜过大。Santoprene的主要性能如表1。2.2 聚酯类热塑弹性体 聚酯弹性体以聚丁撑对苯二甲酸酯（PET）为硬段，以聚四甲撑醚二醇（PTMG）或以脂肪族聚酯（聚内酯）为软段，两者嵌段聚合而成。前者为聚酯聚醚型聚酯弹性体，以杜邦公司的Hytrel为代表；后者为聚酯聚酯型聚酯弹性体，以日本东洋纺公司的Pelplen为代表。聚酯类热塑性弹性体的特点是回弹性特别好、蠕变小、耐热性优良、抗低温曲绕性及抗弯曲疲劳性好、耐油；其缺点是耐水解、价格贵。由于聚酯类弹性体在熔点以上其粘度随温度的上升急剧降低，所以挤出时必须选择合适的加工温度，温度过高固然无法加工成线缆，温度过低则会造成挤出机设备的损坏。由于聚酯类弹性体有较高的吸水率，故挤出前必须烘干。 聚酯类弹性体的主要性能指标如表2。23聚氨酯热塑性弹性体 聚氨酯弹性体的柔段是由长链二醇与二异氰酸酯加聚而成，其硬段是由短链二醇与二氰酸酯加聚而成。硬软链段的交替组合构成了聚氨酯弹性体的大分子，两者的比例决定了弹性体的硬度。根据长链二醇主链是脂肪族类还是芳香醚类，聚氨酯可分为聚酯类与聚醚类两大种类。由于聚酯类聚氨酯不耐水解，所以电线电缆行业常用聚醚型聚氨酯。聚氨酯弹性体具有极好的耐磨性，其磨损是在包括橡胶在内的所有弹性体中最小的。同时，它还具有突出的耐臭氧性能。聚氨酯在3的臭氧浓度中，在20的拉伸状态下，500h后虽外观有变色，但其机械性能基本不变。此外聚氨酯的强度高，耐油性能极佳，耐弯曲疲劳，基本不长霉，所以在一些环境要求苛刻的应用场合，它是电缆护套的首选材料。现将美国古立德公司生产的商品名为ESTANE的聚氨酯（聚醚型）材料的性能列于表3，以供参考。24丁腈聚氯乙烯弹性体 丁腈聚氯乙烯弹性体是一种以特殊方法改性的NBRPVC为主体，引入离子交换技术而得到的高分子材料，其代表性的产品是日本的Elastar，其特点是具有橡胶的弹性、热塑加工、无需硫化、着色性好、高温变形小、有良好的耐油性。其主要性能指标如表4所示。25含氟热塑性弹性体 含氟热塑性弹性体以四氟乙烯乙烯共聚物或偏氟乙烯均聚物为硬段，以偏氟乙烯、六氟丙烯及四氟乙烯三聚物为软段。其特点是耐化学性好、透明度高、可重复使用、可辐照交联。其典