廣東冠纜電纜集團(tuán)有限公司

銅絲發(fā)黑的原因是多種要素構(gòu)成的，不僅僅是橡皮的配方問題，還與銅絲自身所在的狀況、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結(jié)構(gòu)、護(hù)套橡膠配方、出產(chǎn)環(huán)境等許多要素有關(guān)。

1橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑的原因剖析

　　1.1銅絲自身的原因在廿世紀(jì)五十到六十年代，國內(nèi)大多數(shù)廠家均運(yùn)用一般銅桿，銅含量為99.99%，均為有氧銅桿，出產(chǎn)辦法都是銅錠加熱后經(jīng)多道壓拖延制得黑色銅桿，經(jīng)過大、中、小拉將銅桿制成比較細(xì)的銅絲。因?yàn)殂~自身不是無氧銅，在加工過程中銅絲外表難免呈現(xiàn)氧化。到了廿世紀(jì)八十年代，國內(nèi)引進(jìn)了無氧銅桿的先進(jìn)出產(chǎn)技術(shù)，以及國內(nèi)自行開發(fā)的無氧銅桿出產(chǎn)技術(shù)，使整個(gè)電線電纜職業(yè)均用上了無氧銅桿，這無疑是改進(jìn)了銅絲的發(fā)黑問題。但因?yàn)閷?duì)銅桿的加工，特別是韌煉工藝的把握以及加工好的銅線芯存放的條件欠好，使銅線芯自身已有細(xì)微的氧化，這也是銅絲發(fā)黑的原因之一。

　　1.2橡膠配方的原因廿世紀(jì)五十年代，橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠并用配方。因?yàn)榻^緣橡皮直接與銅線觸摸，所以就不能直接運(yùn)用硫磺作硫化劑，即運(yùn)用很少的硫磺也會(huì)使銅線發(fā)黑。有必要運(yùn)用一些能夠分解出游離硫的化合物，如前面提到過的促進(jìn)劑TMTD、硫化劑VA-7，一起還要配合一些硫化促進(jìn)劑來進(jìn)步硫化速度和硫化程度，確保絕緣橡皮的物理機(jī)械功能和電氣功能。但從絕緣橡皮的彈性、強(qiáng)力和永久變形看，都不如加有硫磺的橡皮（假如不考慮銅絲發(fā)黑的話）。幾十年的實(shí)踐已經(jīng)證明TMTD無法處理銅絲的發(fā)黑問題。另外，絕緣橡皮要有各種色彩，紅、藍(lán)、黃、綠、黑是根本色彩，這些色彩的呈現(xiàn)也會(huì)促進(jìn)橡皮發(fā)粘和銅絲發(fā)黑。配方中的首要填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，因?yàn)閮r(jià)格的聯(lián)系，有些廠家為了下降成本，用價(jià)格特別便宜的碳酸鈣和滑石粉，這些填充劑粒子粗、游離堿的含量大、雜質(zhì)多，所以物理機(jī)械功能比較差，電功能欠好，還容易構(gòu)成銅絲發(fā)黑。還有的廠用活性超細(xì)碳酸鈣來進(jìn)步絕緣橡皮的物理機(jī)械功能，而活性鈣多數(shù)是用硬脂酸來處理的，這種酸也是促進(jìn)銅絲發(fā)黑的原因。硫化劑VA-7的運(yùn)用，能夠改進(jìn)銅絲發(fā)黑，但因?yàn)榱蚧潭炔粔颍鹌さ挠谰米冃未螅瑫?huì)構(gòu)成橡皮發(fā)粘。特別是參加促進(jìn)劑ZDC以后，進(jìn)步了硫化速度，為了防止焦燒，還要參加促進(jìn)劑DM來推遲焦燒時(shí)刻。從促進(jìn)劑ZDC的結(jié)構(gòu)看，是在TETD結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相連接的硫中間接上一個(gè)金屬鋅，結(jié)構(gòu)式為： S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-Zn-S-C-N＜ H5C2 H5C2 與TETD結(jié)構(gòu)式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 ＞N-C-S-S-C-N＜ H5C2 H5C2 十分挨近，在配方中還無法避開和秋蘭姆類似的結(jié)構(gòu)銅絲發(fā)黑或許時(shí)刻略長一點(diǎn)，但沒有從根本上處理。廣東錦繡珠江電纜有限公司

　　2從電線電纜結(jié)構(gòu)剖析

　　2.1銅的催化老化是橡皮發(fā)粘的重要原因前蘇聯(lián)電纜科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)證明：硫化過程中銅從與橡膠觸摸處滲入到絕緣橡膠中，1.0-2.0mm厚度的絕緣橡皮含銅0.009-0.0027%。眾所周知，微量銅對(duì)橡皮有極大的損壞效果，也便是我們一般說的重金屬對(duì)橡膠的催化老化。在絕緣硫化過程中，秋蘭姆分出若干游離硫與銅反響，構(gòu)成活性含銅基團(tuán)： CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化時(shí)，較弱的-S-S-鍵開裂，構(gòu)成活性含銅基：Cu-S-，它與橡膠效果，一起與氧效果，損壞橡膠的長鍵分子，使橡膠變軟變粘，是低分子鏈的組合。法國橡膠研究院研究發(fā)粘重現(xiàn)問題時(shí)也指出：假如橡膠中含有有害的金屬，如：銅、錳等重金屬鹽類，那么不論促進(jìn)劑的種類，均會(huì)發(fā)生橡膠發(fā)粘現(xiàn)象。

　　2.2橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線外表的搬遷前蘇聯(lián)科學(xué)家使用放射性同位素證明了電纜護(hù)套橡膠中硫擴(kuò)散的或許性。以天然橡膠為基的硫化膠中，在130-150℃的溫度下，游離硫的擴(kuò)散系數(shù)約為10-6cm2/s。接連硫化的出產(chǎn)廠，硫化護(hù)套橡膠時(shí)，溫度在185-200℃之間，這個(gè)擴(kuò)散的系數(shù)就更大。因?yàn)橄鹛子坞x硫的擴(kuò)散，改變了秋蘭姆橡膠的結(jié)構(gòu)，或許構(gòu)成多硫鍵。這些多硫化合物經(jīng)過化學(xué)分解和化合完成搬遷，即"化學(xué)擴(kuò)"。因?yàn)榘徇w的結(jié)果，不僅可改變絕緣橡皮的結(jié)構(gòu)，下降其耐熱性，而且硫與銅外表反響，構(gòu)成硫化銅和硫化亞銅，導(dǎo)致銅線發(fā)黑。反過來，硫化銅和硫化亞銅加快橡膠的老化，又導(dǎo)致發(fā)粘現(xiàn)象的發(fā)生。

　　3加工工藝方面的原因

　　3.1橡料加工方面的原因在以天然膠和丁苯膠并用為根底的絕緣配方中，天然膠需要經(jīng)過塑煉來進(jìn)步橡膠的可塑性。有些大廠為了產(chǎn)值，用密煉機(jī)塑煉，還要參加少數(shù)的化學(xué)增塑劑--促進(jìn)劑M來進(jìn)步塑性。假如塑煉溫度和生膠濾橡時(shí)的溫度操控欠好，呈現(xiàn)140℃以上的高溫，當(dāng)生膠放到開煉機(jī)上緩慢經(jīng)過滾筒，而上面的積膠因?yàn)槭艿綗嵫鹾痛龠M(jìn)劑M的一起效果，會(huì)發(fā)現(xiàn)橡膠外表好象涂了一層油，實(shí)際上是橡膠分子在化學(xué)增塑劑的促進(jìn)下斷鏈比較嚴(yán)重，產(chǎn)生了比較柔和粘的較小分子量橡膠。雖然后來與丁苯膠并用混煉出絕緣橡料，這些小分子量的天然膠被均勻地渙散在膠猜中，這些膠料擠包在銅絲上進(jìn)行接連硫化后，其時(shí)或許看不出什么問題，但已經(jīng)為橡膠粘銅絲埋下了一個(gè)危險(xiǎn)，也便是說，這些小分子量的天然膠將首先呈現(xiàn)局部粘銅絲現(xiàn)象。絕緣橡皮加硫化劑和促進(jìn)劑的工藝也十分重要。有些小廠在開煉機(jī)上加硫化劑，便是將裝有硫化劑的罐子，在滾筒的中部倒入，中間很多，而兩頭較少。當(dāng)硫化劑吃入橡皮中，翻三角的次數(shù)較少，會(huì)使硫化劑在橡猜中分布不均勻。這樣在擠包接連硫化時(shí)，含硫化劑比較多的當(dāng)?shù)睾苋菀壮尸F(xiàn)銅絲發(fā)黑現(xiàn)象，在發(fā)黑的當(dāng)?shù)貢r(shí)刻一長，還會(huì)呈現(xiàn)橡皮粘銅絲的現(xiàn)象。

　　3.2絕緣橡皮硫化方面的原因有些企業(yè)為了尋求產(chǎn)值，接連硫化管只要60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa,而硫化速度要開到120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的逗留時(shí)刻只要30秒。橡皮自身是熱的不良導(dǎo)體，絕緣線芯外表溫度大于190℃，當(dāng)溫度傳熱到與銅線觸摸的里層橡皮時(shí)，又被銅線吸熱，銅線升溫到與里層橡皮溫度挨近時(shí)，硫化的橡皮電線芯已經(jīng)出硫化管了。這樣里層橡皮溫度比較低，大約為170℃，逗留只要幾秒鐘就出硫化管，進(jìn)入冷卻和收線，絕緣橡皮就會(huì)硫化缺乏。為了到達(dá)足夠的硫化。促進(jìn)劑TMTD的用量（作硫化劑用）高達(dá)3.4%，過量的硫化劑，在硫化過程中放出的游離硫也多，除供交聯(lián)橡膠分子外，還有多余的游離硫。這是促進(jìn)銅線外表發(fā)黑的原因。

　　總之，處理銅線發(fā)黑的問題，難度仍然較大，從銅絲到橡皮的每一道工序都要認(rèn)真對(duì)待，才能取得較好的效果。膠種選擇和硫化體系的采用仍是問題的關(guān)鍵所在。這個(gè)問題的處理需要經(jīng)歷時(shí)刻的考驗(yàn)。