橡(xiang)套(tao)電纜(lan)是一種(zhong)柔軟可移動的(de)線纜(lan)產(chan)品，由多股細銅絲作為(wei)導體，外包(bao)橡(xiang)膠(jiao)絕緣和橡(xiang)膠(jiao)護套(tao)。通(tong)常地，橡(xiang)套(tao)電纜(lan)主要包(bao)括(kuo)通(tong)用橡(xiang)套(tao)軟電纜(lan)、電焊機電纜(lan)、潛(qian)水電機電纜(lan)、無(wu)線電裝置電纜(lan)和攝影光源電纜(lan)五類。

在使用(yong)一段時(shi)間后，橡(xiang)(xiang)(xiang)套(tao)電(dian)纜銅絲顏色往往會發(fa)(fa)黑。究(jiu)其原因(yin)發(fa)(fa)現(xian)：導致橡(xiang)(xiang)(xiang)套(tao)電(dian)纜銅絲發(fa)(fa)黑的(de)(de)原因(yin)有很多(duo)，除了和橡(xiang)(xiang)(xiang)皮的(de)(de)材料配方有關外，還(huan)與銅絲本(ben)身所(suo)處的(de)(de)狀(zhuang)態、橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)加工(gong)工(gong)藝、橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)硫(liu)化工(gong)藝、電(dian)纜的(de)(de)結構、護套(tao)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)配方以及(ji)生(sheng)產環境等諸(zhu)多(duo)因(yin)素有關。

二(er)十(shi)世紀(ji)五六十(shi)年代(dai)，我(wo)國國內大多(duo)數廠家(jia)均使用(yong)普(pu)通銅(tong)(tong)(tong)(tong)桿(銅(tong)(tong)(tong)(tong)含量為(wei)99.99%，均為(wei)有氧銅(tong)(tong)(tong)(tong)桿)，生產(chan)方法都是銅(tong)(tong)(tong)(tong)錠加熱后(hou)(hou)經多(duo)道壓延后(hou)(hou)制(zhi)得(de)黑色(se)銅(tong)(tong)(tong)(tong)桿，在(zai)大、中(zhong)、小(xiao)拉后(hou)(hou)將銅(tong)(tong)(tong)(tong)桿制(zhi)成比較細的銅(tong)(tong)(tong)(tong)絲。因(yin)為(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)本身并非是無(wu)氧銅(tong)(tong)(tong)(tong)，在(zai)加工過程中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)絲表面難免會(hui)發(fa)生氧化。

二十世紀八十年(nian)代，我國引進的(de)(de)先進無(wu)氧銅桿(gan)(gan)生產技(ji)術，以及(ji)國內自行研發(fa)的(de)(de)無(wu)氧銅桿(gan)(gan)工藝(yi)，使(shi)整個電線電纜行業開始使(shi)用無(wu)氧銅桿(gan)(gan)，大大地改善了(le)銅絲發(fa)黑的(de)(de)問題(ti)。但由(you)于(yu)對(dui)銅桿(gan)(gan)的(de)(de)加工，特(te)別(bie)是韌煉工藝(yi)的(de)(de)掌握以及(ji)加工后(hou)銅線芯(xin)存(cun)放(fang)條件惡劣，使(shi)銅線芯(xin)表面發(fa)生輕微的(de)(de)氧化。

二十(shi)世紀五十(shi)年代，橡膠(jiao)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)均采用天然膠(jiao)和(he)(he)(he)丁苯膠(jiao)并用配(pei)方。由(you)于絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)橡皮直接(jie)與銅(tong)線(xian)接(jie)觸(chu)，不(bu)能直接(jie)使(shi)用硫(liu)(liu)磺(huang)(huang)作(zuo)硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)，即(ji)使(shi)使(shi)用很少的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)磺(huang)(huang)也會使(shi)銅(tong)線(xian)發黑(hei)，所以不(bu)得(de)不(bu)使(shi)用一些能夠分解(jie)出游離硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)，如促進劑(ji)TMTD、硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)VA-7，同時還(huan)要配(pei)合硫(liu)(liu)化(hua)促進劑(ji)來提高硫(liu)(liu)化(hua)速度和(he)(he)(he)硫(liu)(liu)化(hua)程度，確保絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)橡皮的(de)(de)(de)物(wu)理(li)機械性(xing)能和(he)(he)(he)電氣性(xing)能。但從(cong)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)橡皮的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)、強力和(he)(he)(he)永久變形性(xing)能角度來說，加有硫(liu)(liu)磺(huang)(huang)的(de)(de)(de)橡皮是(shi)比(bi)較好的(de)(de)(de)(暫(zan)且不(bu)考慮銅(tong)絲發黑(hei))。

實踐證(zheng)明(ming)：TMTD無法解決(jue)銅絲(si)發(fa)(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)問題。同時，絕緣橡(xiang)皮(pi)會(hui)(hui)有各(ge)種顏色，其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)、藍(lan)、黃(huang)、綠、黑(hei)(hei)是(shi)基本顏色，這些(xie)顏色的(de)(de)(de)(de)出現(xian)會(hui)(hui)促使(shi)(shi)橡(xiang)皮(pi)發(fa)(fa)(fa)(fa)粘和銅絲(si)發(fa)(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)。配方中(zhong)的(de)(de)(de)(de)主要填充(chong)(chong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)輕質(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)和滑石(shi)粉，但(dan)(dan)受價(jia)格因(yin)素(su)影響(xiang)，一些(xie)廠(chang)家為了降(jiang)低(di)成(cheng)(cheng)(cheng)本，使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)低(di)價(jia)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)和滑石(shi)粉。這些(xie)填充(chong)(chong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)粒子粗、游離(li)堿的(de)(de)(de)(de)含量大、雜質(zhi)多，所以(yi)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)比較差，電性(xing)(xing)能(neng)不好，還容易造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)銅絲(si)發(fa)(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)。一些(xie)廠(chang)商用(yong)(yong)(yong)活性(xing)(xing)超細碳酸(suan)(suan)鈣(gai)來(lai)(lai)提高絕緣橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)(de)(de)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)，而活性(xing)(xing)鈣(gai)多數是(shi)用(yong)(yong)(yong)硬(ying)脂酸(suan)(suan)來(lai)(lai)處理(li)的(de)(de)(de)(de)，這種酸(suan)(suan)也是(shi)促使(shi)(shi)銅絲(si)發(fa)(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)VA-7的(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)，可以(yi)改(gai)善銅絲(si)發(fa)(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)，但(dan)(dan)由(you)于硫(liu)化(hua)(hua)程度(du)(du)不夠，橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)(de)(de)永久(jiu)變形大，會(hui)(hui)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)皮(pi)發(fa)(fa)(fa)(fa)粘。特別(bie)是(shi)加入(ru)促進劑(ji)(ji)(ji)(ji)ZDC以(yi)后，提高了硫(liu)化(hua)(hua)速度(du)(du)，為了防止焦(jiao)燒，還要加入(ru)促進劑(ji)(ji)(ji)(ji)DM來(lai)(lai)延緩(huan)焦(jiao)燒時間。從促進劑(ji)(ji)(ji)(ji)ZDC的(de)(de)(de)(de)結構看，是(shi)在(zai)TETD結構中(zhong)兩個相連接(jie)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)中(zhong)間接(jie)上(shang)一個金屬鋅。

銅(tong)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)、老(lao)化(hua)(hua)是(shi)橡(xiang)(xiang)皮發(fa)粘的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)原因。前蘇聯電纜科學研究院試驗證明：在(zai)硫(liu)化(hua)(hua)過(guo)程中，銅(tong)從與橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)接(jie)觸處滲入(ru)到絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中，1.0-2.0mm厚度(du)的(de)(de)(de)絕緣(yuan)(yuan)橡(xiang)(xiang)皮含銅(tong)0.009-0.0027%。眾所周知，即使微(wei)量銅(tong)也會對(dui)橡(xiang)(xiang)皮產生極大的(de)(de)(de)破壞(huai)作(zuo)用，這(zhe)就是(shi)我們通常說的(de)(de)(de)重(zhong)金屬對(dui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)、老(lao)化(hua)(hua)。在(zai)絕緣(yuan)(yuan)硫(liu)化(hua)(hua)過(guo)程中，秋(qiu)蘭姆析出若干游離(li)硫(liu)與銅(tong)反應(ying)(ying)，形成(cheng)活性含銅(tong)基團(tuan)。在(zai)老(lao)化(hua)(hua)時(shi)，較弱的(de)(de)(de)-S-S-鍵(jian)斷(duan)裂，形成(cheng)活性含銅(tong)基Cu-S-。這(zhe)一低分子鏈的(de)(de)(de)組合與橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)作(zuo)用的(de)(de)(de)同時(shi)還與氧(yang)發(fa)生反應(ying)(ying)，破壞(huai)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)長鍵(jian)分子，使橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)變(bian)軟(ruan)變(bian)粘。法國橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研究院在(zai)研究發(fa)粘重(zhong)現問(wen)題時(shi)指出：如果橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中含有有害的(de)(de)(de)金屬，如銅(tong)、錳等(deng)重(zhong)金屬鹽(yan)類，那(nei)么(me)不(bu)管(guan)使用哪一種(zhong)促進(jin)劑，都會發(fa)生橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)發(fa)粘現象(xiang)。

針對橡(xiang)(xiang)(xiang)套電纜中(zhong)硫(liu)(liu)磺向絕(jue)緣橡(xiang)(xiang)(xiang)皮和銅線表面滲透的原因探(tan)討，前蘇(su)聯科學(xue)家曾應(ying)用放射性(xing)同位素證實了電纜護套橡(xiang)(xiang)(xiang)膠中(zhong)硫(liu)(liu)擴散的可能性(xing)。以天然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠為基的硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠中(zhong)，在(zai)(zai)130-150℃的溫度下，游離(li)硫(liu)(liu)的擴散系(xi)數(shu)約(yue)為10-6cm2/s。而在(zai)(zai)連續硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的生(sheng)產車間內，硫(liu)(liu)化(hua)(hua)護套橡(xiang)(xiang)(xiang)膠時溫度保持在(zai)(zai)185-200℃之間，使得硫(liu)(liu)擴散系(xi)數(shu)更(geng)大(da)。

橡套游離硫(liu)(liu)(liu)的擴散，改變(bian)了(le)秋蘭姆(mu)橡膠的結構，可(ke)能形成多硫(liu)(liu)(liu)鍵。這些(xie)多硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)合物(wu)通(tong)過(guo)化(hua)(hua)學分解和(he)化(hua)(hua)合實現遷移，即(ji)"化(hua)(hua)學擴散"，不僅(jin)改變(bian)了(le)絕(jue)緣橡皮的結構，降低其耐熱性，而(er)且與銅(tong)(tong)表(biao)面(mian)發生(sheng)反應，形成硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)銅(tong)(tong)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(tong)，導(dao)致(zhi)銅(tong)(tong)線發黑。同時，硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)銅(tong)(tong)和(he)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)亞(ya)銅(tong)(tong)也加(jia)速了(le)橡膠的老化(hua)(hua)，導(dao)致(zhi)橡膠發粘。

橡(xiang)(xiang)料加工工藝的(de)(de)好(hao)壞，主要取決于天(tian)然(ran)(ran)膠(jiao)(jiao)(jiao)和丁苯膠(jiao)(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)為基礎的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)配方(fang)。其中(zhong)，天(tian)然(ran)(ran)膠(jiao)(jiao)(jiao)需(xu)要通過塑(su)(su)煉來提高橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)可(ke)塑(su)(su)性。有些(xie)上(shang)了規模的(de)(de)企業為了保證產量(liang)，在(zai)使用(yong)密煉機(ji)塑(su)(su)煉的(de)(de)同時(shi)還會(hui)加入少量(liang)的(de)(de)化(hua)學增(zeng)(zeng)塑(su)(su)劑(ji)(促(cu)(cu)進(jin)劑(ji)M)來提高塑(su)(su)性。但(dan)是如果(guo)沒(mei)有控制好(hao)塑(su)(su)煉溫度(du)和生(sheng)(sheng)膠(jiao)(jiao)(jiao)濾橡(xiang)(xiang)時(shi)的(de)(de)溫度(du)，出(chu)(chu)現140℃以上(shang)的(de)(de)高溫情況時(shi)，當(dang)生(sheng)(sheng)膠(jiao)(jiao)(jiao)在(zai)開煉機(ji)上(shang)緩慢(man)通過滾(gun)筒，而上(shang)面(mian)的(de)(de)積膠(jiao)(jiao)(jiao)由于受到熱氧和促(cu)(cu)進(jin)劑(ji)M的(de)(de)同時(shi)作用(yong)，就(jiu)會(hui)發(fa)現橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)表面(mian)好(hao)像涂了一層油，實際上(shang)是橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)子在(zai)化(hua)學增(zeng)(zeng)塑(su)(su)劑(ji)的(de)(de)促(cu)(cu)進(jin)下嚴重斷(duan)鏈，從而產生(sheng)(sheng)比(bi)較軟(ruan)粘(zhan)的(de)(de)較小分(fen)子量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這些(xie)較小分(fen)子量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)雖然(ran)(ran)在(zai)工藝后(hou)期會(hui)與丁苯膠(jiao)(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)混煉出(chu)(chu)絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)(xiang)料，均勻地分(fen)散在(zai)膠(jiao)(jiao)(jiao)料中(zhong)。膠(jiao)(jiao)(jiao)料擠包在(zai)銅(tong)絲(si)上(shang)進(jin)行連續硫(liu)化(hua)后(hou)，肉眼無法看出(chu)(chu)任何(he)問(wen)題(ti)，但(dan)已經為橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)銅(tong)絲(si)埋下了隱(yin)患，也就(jiu)是說，這些(xie)小分(fen)子量(liang)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)將首先出(chu)(chu)現局部(bu)粘(zhan)銅(tong)絲(si)現象。

絕緣橡皮(pi)加(jia)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)和促進劑(ji)的(de)工藝也十分(fen)重要(yao)。一(yi)些小作坊企(qi)業在(zai)開煉機上加(jia)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)，就是將裝有硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)罐子倒入滾筒(tong)的(de)中(zhong)部(bu)，這無疑(yi)地導(dao)致了硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)間多，兩邊少。當硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)滲入橡皮(pi)中(zhong)，翻三角(jiao)的(de)次數較少，會使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)在(zai)橡料中(zhong)分(fen)布不均(jun)勻(yun)。這樣在(zai)擠包連續硫(liu)(liu)化(hua)(hua)時，含硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)比較多的(de)地方很容易出現銅(tong)絲(si)(si)發黑(hei)現象(xiang)。時間一(yi)長(chang)，在(zai)發黑(hei)的(de)地方還會出現橡皮(pi)粘銅(tong)絲(si)(si)的(de)現象(xiang)。

絕緣橡皮硫化原因(yin)分析

一些(xie)企業(ye)為(wei)(wei)(wei)了追求產量(liang)，連(lian)續硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)管(guan)(guan)只(zhi)有60米(mi)(mi)長，蒸(zheng)汽壓力是1.3Mpa，而硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)速度(du)(du)要開(kai)到(dao)120米(mi)(mi)/分，這(zhe)(zhe)樣(yang)絕緣橡(xiang)(xiang)膠(jiao)在(zai)(zai)管(guan)(guan)中(zhong)的停留時(shi)間只(zhi)有30秒。橡(xiang)(xiang)皮(pi)本身是熱的不良導(dao)體，絕緣線(xian)(xian)(xian)芯(xin)表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)大于190℃，當溫(wen)(wen)度(du)(du)傳熱到(dao)與(yu)銅線(xian)(xian)(xian)接(jie)觸的里(li)(li)層橡(xiang)(xiang)皮(pi)時(shi)，又(you)被銅線(xian)(xian)(xian)吸(xi)熱，銅線(xian)(xian)(xian)升溫(wen)(wen)到(dao)與(yu)里(li)(li)層橡(xiang)(xiang)皮(pi)溫(wen)(wen)度(du)(du)接(jie)近時(shi)，硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)的橡(xiang)(xiang)皮(pi)電(dian)線(xian)(xian)(xian)芯(xin)已經出硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)管(guan)(guan)了。這(zhe)(zhe)樣(yang)里(li)(li)層橡(xiang)(xiang)皮(pi)溫(wen)(wen)度(du)(du)比較低，大約為(wei)(wei)(wei)170℃，停留只(zhi)有幾秒鐘就出硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)管(guan)(guan)，進入(ru)冷(leng)卻(que)和收線(xian)(xian)(xian)，絕緣橡(xiang)(xiang)皮(pi)就會硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)不足。為(wei)(wei)(wei)了達到(dao)足夠的硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)，促進劑(ji)TMTD的用量(liang)(作(zuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)用)高達3.4%。但過量(liang)的硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)在(zai)(zai)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)放出的游離(li)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)也多，除(chu)供交聯橡(xiang)(xiang)膠(jiao)分子外，還有多余的游離(li)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，從而又(you)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)促使銅線(xian)(xian)(xian)表(biao)面發黑的間接(jie)原因(yin)。

總之，解決(jue)銅線發黑的(de)問題(ti)難度(du)很(hen)大，從銅絲到(dao)橡皮(pi)的(de)每一道工序都(dou)要認真(zhen)對(dui)待，才能取得(de)較好的(de)效果。尤其是要注(zhu)重膠種選擇和硫化(hua)體系(xi)的(de)采(cai)用。