橡(xiang)(xiang)套(tao)電纜(lan)(lan)是(shi)一種柔軟可(ke)移(yi)動的(de)線(xian)纜(lan)(lan)產(chan)品，由多股細(xi)銅絲(si)作為導體(ti)，外包橡(xiang)(xiang)膠絕(jue)緣和橡(xiang)(xiang)膠護套(tao)。通(tong)常地，橡(xiang)(xiang)套(tao)電纜(lan)(lan)主要包括通(tong)用橡(xiang)(xiang)套(tao)軟電纜(lan)(lan)、電焊機電纜(lan)(lan)、潛水電機電纜(lan)(lan)、無線(xian)電裝置(zhi)電纜(lan)(lan)和攝(she)影光源(yuan)電纜(lan)(lan)五(wu)類。

在使(shi)用一(yi)段(duan)時(shi)間后，橡(xiang)(xiang)(xiang)套電(dian)纜銅(tong)絲顏色往往會發(fa)黑。究(jiu)其原因發(fa)現：導(dao)致橡(xiang)(xiang)(xiang)套電(dian)纜銅(tong)絲發(fa)黑的(de)原因有很(hen)多，除了和橡(xiang)(xiang)(xiang)皮的(de)材料配方(fang)有關(guan)外，還與銅(tong)絲本身所(suo)處的(de)狀態、橡(xiang)(xiang)(xiang)膠加工(gong)工(gong)藝、橡(xiang)(xiang)(xiang)膠硫化工(gong)藝、電(dian)纜的(de)結構、護套橡(xiang)(xiang)(xiang)膠配方(fang)以及生(sheng)產(chan)環境等諸多因素有關(guan)。

二十(shi)世紀五六(liu)十(shi)年(nian)代，我國國內大多數廠家均使(shi)用普(pu)通(tong)銅(tong)(tong)桿(gan)(銅(tong)(tong)含量(liang)為99.99%，均為有氧銅(tong)(tong)桿(gan))，生產方(fang)法都是銅(tong)(tong)錠(ding)加熱后經多道(dao)壓延后制得黑色(se)銅(tong)(tong)桿(gan)，在大、中、小(xiao)拉后將(jiang)銅(tong)(tong)桿(gan)制成(cheng)比較細的(de)銅(tong)(tong)絲(si)。因為銅(tong)(tong)本(ben)身并非是無氧銅(tong)(tong)，在加工過程中銅(tong)(tong)絲(si)表面難免會發生氧化。

二十世紀八十年代，我國(guo)引進(jin)的(de)先進(jin)無氧(yang)(yang)銅(tong)(tong)桿生(sheng)產技術(shu)，以及國(guo)內自行研(yan)發(fa)的(de)無氧(yang)(yang)銅(tong)(tong)桿工藝(yi)，使整個電線電纜行業(ye)開始使用無氧(yang)(yang)銅(tong)(tong)桿，大(da)大(da)地改(gai)善了(le)銅(tong)(tong)絲(si)發(fa)黑(hei)的(de)問題。但由于對銅(tong)(tong)桿的(de)加工，特(te)別是韌煉工藝(yi)的(de)掌握以及加工后銅(tong)(tong)線芯存放(fang)條件惡劣(lie)，使銅(tong)(tong)線芯表面發(fa)生(sheng)輕微的(de)氧(yang)(yang)化。

二十(shi)世紀五十(shi)年代，橡(xiang)膠(jiao)絕(jue)緣(yuan)均采用(yong)天然膠(jiao)和丁苯膠(jiao)并用(yong)配方(fang)。由于絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)直(zhi)接(jie)與(yu)銅(tong)線接(jie)觸，不能(neng)直(zhi)接(jie)使(shi)用(yong)硫(liu)磺(huang)作硫(liu)化(hua)劑(ji)，即(ji)使(shi)使(shi)用(yong)很少的(de)(de)硫(liu)磺(huang)也會使(shi)銅(tong)線發(fa)黑(hei)(hei)，所以(yi)不得不使(shi)用(yong)一(yi)些能(neng)夠(gou)分(fen)解出(chu)游離硫(liu)的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)，如促進劑(ji)TMTD、硫(liu)化(hua)劑(ji)VA-7，同時還要配合(he)硫(liu)化(hua)促進劑(ji)來提高硫(liu)化(hua)速度(du)(du)和硫(liu)化(hua)程度(du)(du)，確保絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)能(neng)和電氣性(xing)(xing)能(neng)。但從絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)皮(pi)的(de)(de)彈性(xing)(xing)、強力和永久變(bian)形性(xing)(xing)能(neng)角(jiao)度(du)(du)來說，加有硫(liu)磺(huang)的(de)(de)橡(xiang)皮(pi)是(shi)比較好的(de)(de)(暫且不考慮銅(tong)絲發(fa)黑(hei)(hei))。

實踐證明：TMTD無(wu)法解決銅絲發(fa)黑(hei)問題。同時(shi)，絕緣橡(xiang)皮會(hui)(hui)有各種顏(yan)色，其中(zhong)(zhong)的(de)紅、藍(lan)、黃(huang)、綠、黑(hei)是(shi)基(ji)本顏(yan)色，這(zhe)些顏(yan)色的(de)出現(xian)會(hui)(hui)促(cu)(cu)(cu)(cu)使(shi)(shi)橡(xiang)皮發(fa)粘(zhan)和銅絲發(fa)黑(hei)。配方中(zhong)(zhong)的(de)主要填充(chong)劑(ji)是(shi)輕質碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和滑石粉，但受價(jia)格因素影(ying)響，一(yi)些廠家為(wei)了降低成(cheng)本，使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)是(shi)低價(jia)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和滑石粉。這(zhe)些填充(chong)劑(ji)粒子粗、游離堿(jian)的(de)含量大、雜質多(duo)，所以物(wu)(wu)理(li)機械性(xing)能比較差，電(dian)性(xing)能不好，還容(rong)易造成(cheng)銅絲發(fa)黑(hei)。一(yi)些廠商用(yong)(yong)活性(xing)超(chao)細碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)來提(ti)(ti)高絕緣橡(xiang)皮的(de)物(wu)(wu)理(li)機械性(xing)能，而活性(xing)鈣(gai)(gai)多(duo)數是(shi)用(yong)(yong)硬脂(zhi)酸(suan)(suan)來處理(li)的(de)，這(zhe)種酸(suan)(suan)也是(shi)促(cu)(cu)(cu)(cu)使(shi)(shi)銅絲發(fa)黑(hei)的(de)原(yuan)因。硫化劑(ji)VA-7的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)，可(ke)以改(gai)善銅絲發(fa)黑(hei)，但由于(yu)硫化程度(du)(du)不夠(gou)，橡(xiang)皮的(de)永久變形大，會(hui)(hui)造成(cheng)橡(xiang)皮發(fa)粘(zhan)。特(te)別是(shi)加入(ru)促(cu)(cu)(cu)(cu)進劑(ji)ZDC以后，提(ti)(ti)高了硫化速度(du)(du)，為(wei)了防止(zhi)焦燒，還要加入(ru)促(cu)(cu)(cu)(cu)進劑(ji)DM來延(yan)緩焦燒時(shi)間。從(cong)促(cu)(cu)(cu)(cu)進劑(ji)ZDC的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)看，是(shi)在TETD結(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)(zhong)兩個相連接(jie)的(de)硫中(zhong)(zhong)間接(jie)上一(yi)個金屬鋅。

銅的(de)(de)(de)(de)催化、老化是橡(xiang)(xiang)皮發(fa)粘(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要原因。前蘇聯電纜科(ke)學(xue)研究院試驗證明：在(zai)硫化過程中(zhong)(zhong)，銅從與(yu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)接觸(chu)處滲入到絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中(zhong)(zhong)，1.0-2.0mm厚度(du)的(de)(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)橡(xiang)(xiang)皮含(han)銅0.009-0.0027%。眾所周知，即使微量銅也會(hui)對(dui)(dui)橡(xiang)(xiang)皮產生極大的(de)(de)(de)(de)破壞(huai)作用，這就(jiu)是我們通常說(shuo)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)(shu)對(dui)(dui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)催化、老化。在(zai)絕(jue)緣(yuan)硫化過程中(zhong)(zhong)，秋蘭(lan)姆析出若干游離硫與(yu)銅反(fan)應，形成活性含(han)銅基(ji)團。在(zai)老化時(shi)，較弱的(de)(de)(de)(de)-S-S-鍵斷裂，形成活性含(han)銅基(ji)Cu-S-。這一低分(fen)子(zi)鏈的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)與(yu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)作用的(de)(de)(de)(de)同時(shi)還(huan)與(yu)氧發(fa)生反(fan)應，破壞(huai)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)長鍵分(fen)子(zi)，使橡(xiang)(xiang)膠(jiao)變軟變粘(zhan)(zhan)。法國(guo)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)研究院在(zai)研究發(fa)粘(zhan)(zhan)重(zhong)現問題時(shi)指出：如果(guo)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中(zhong)(zhong)含(han)有有害的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)，如銅、錳等(deng)重(zhong)金屬(shu)(shu)鹽類(lei)，那么不管使用哪一種(zhong)促進劑，都會(hui)發(fa)生橡(xiang)(xiang)膠(jiao)發(fa)粘(zhan)(zhan)現象。

針對(dui)橡(xiang)(xiang)套電纜中硫(liu)磺(huang)向絕緣橡(xiang)(xiang)皮和(he)銅線表面(mian)滲透的(de)原因探討，前蘇聯科(ke)學家曾(ceng)應用放射性同(tong)位素證實了電纜護套橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中硫(liu)擴(kuo)(kuo)散(san)的(de)可能性。以(yi)天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)為基的(de)硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)中，在130-150℃的(de)溫(wen)度下，游離硫(liu)的(de)擴(kuo)(kuo)散(san)系數(shu)約(yue)為10-6cm2/s。而在連續硫(liu)化(hua)(hua)的(de)生產車間(jian)內，硫(liu)化(hua)(hua)護套橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)時溫(wen)度保持在185-200℃之間(jian)，使得硫(liu)擴(kuo)(kuo)散(san)系數(shu)更大。

橡套游離硫(liu)(liu)的(de)擴散(san)，改(gai)變(bian)了秋蘭姆橡膠(jiao)(jiao)的(de)結構，可能形成多(duo)硫(liu)(liu)鍵。這些多(duo)硫(liu)(liu)化(hua)合物通過化(hua)學分解(jie)和化(hua)合實(shi)現(xian)遷移，即"化(hua)學擴散(san)"，不僅改(gai)變(bian)了絕緣(yuan)橡皮的(de)結構，降低其耐(nai)熱(re)性，而且(qie)與銅表面發生反應，形成硫(liu)(liu)化(hua)銅、硫(liu)(liu)化(hua)亞銅，導(dao)致(zhi)銅線發黑。同時，硫(liu)(liu)化(hua)銅和硫(liu)(liu)化(hua)亞銅也加速了橡膠(jiao)(jiao)的(de)老化(hua)，導(dao)致(zhi)橡膠(jiao)(jiao)發粘。

橡(xiang)料(liao)(liao)加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝的好壞，主要(yao)取決于天然膠(jiao)(jiao)(jiao)和丁苯(ben)膠(jiao)(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)為基礎的絕緣(yuan)配(pei)方。其中，天然膠(jiao)(jiao)(jiao)需要(yao)通過(guo)(guo)塑(su)煉(lian)來提高(gao)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的可塑(su)性(xing)。有(you)些上(shang)(shang)了規模的企業為了保證產量，在使用(yong)密(mi)煉(lian)機塑(su)煉(lian)的同(tong)時(shi)還(huan)會(hui)加(jia)(jia)入少量的化(hua)學增塑(su)劑(ji)(ji)(促(cu)進(jin)(jin)劑(ji)(ji)M)來提高(gao)塑(su)性(xing)。但(dan)是如果(guo)沒有(you)控制好塑(su)煉(lian)溫度和生膠(jiao)(jiao)(jiao)濾橡(xiang)時(shi)的溫度，出現(xian)140℃以上(shang)(shang)的高(gao)溫情(qing)況(kuang)時(shi)，當生膠(jiao)(jiao)(jiao)在開煉(lian)機上(shang)(shang)緩慢通過(guo)(guo)滾筒，而上(shang)(shang)面的積膠(jiao)(jiao)(jiao)由于受到熱氧(yang)和促(cu)進(jin)(jin)劑(ji)(ji)M的同(tong)時(shi)作(zuo)用(yong)，就會(hui)發現(xian)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)表面好像涂了一層油，實際上(shang)(shang)是橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)子(zi)在化(hua)學增塑(su)劑(ji)(ji)的促(cu)進(jin)(jin)下(xia)嚴重斷(duan)鏈，從而產生比較軟粘(zhan)的較小(xiao)分(fen)子(zi)量橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這些較小(xiao)分(fen)子(zi)量橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)雖然在工(gong)藝后期會(hui)與丁苯(ben)膠(jiao)(jiao)(jiao)并(bing)用(yong)混煉(lian)出絕緣(yuan)橡(xiang)料(liao)(liao)，均勻地分(fen)散(san)在膠(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)(liao)中。膠(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)(liao)擠包(bao)在銅絲上(shang)(shang)進(jin)(jin)行(xing)連續(xu)硫化(hua)后，肉(rou)眼無法看出任何問題，但(dan)已經為橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)銅絲埋下(xia)了隱患，也(ye)就是說，這些小(xiao)分(fen)子(zi)量橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)將首先出現(xian)局部(bu)粘(zhan)銅絲現(xian)象。

絕緣橡皮加硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)和促進劑(ji)的(de)(de)工藝(yi)也十分重要。一些小作坊企(qi)業在開煉機(ji)上加硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，就是將裝有(you)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)罐子倒入(ru)滾筒的(de)(de)中(zhong)部，這無疑地(di)導致了硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)間多，兩邊少。當硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)滲入(ru)橡皮中(zhong)，翻三角(jiao)的(de)(de)次數較(jiao)少，會使(shi)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)在橡料中(zhong)分布不均勻。這樣(yang)在擠(ji)包連續硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)時，含硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)比較(jiao)多的(de)(de)地(di)方(fang)(fang)很容易出(chu)現(xian)銅(tong)(tong)絲(si)(si)發黑現(xian)象(xiang)。時間一長，在發黑的(de)(de)地(di)方(fang)(fang)還會出(chu)現(xian)橡皮粘銅(tong)(tong)絲(si)(si)的(de)(de)現(xian)象(xiang)。

絕緣橡皮硫(liu)化原因分析

一些(xie)企業為了追求產量，連續(xu)硫(liu)化(hua)(hua)管只(zhi)有(you)60米長，蒸汽壓力是1.3Mpa，而硫(liu)化(hua)(hua)速度要(yao)開(kai)到(dao)120米/分，這樣絕緣橡膠在管中的(de)(de)(de)(de)停留時間只(zhi)有(you)30秒(miao)。橡皮(pi)(pi)本身(shen)是熱的(de)(de)(de)(de)不良導體(ti)，絕緣線(xian)芯(xin)表面(mian)溫度大于(yu)190℃，當溫度傳熱到(dao)與銅線(xian)接觸的(de)(de)(de)(de)里層(ceng)(ceng)橡皮(pi)(pi)時，又(you)被銅線(xian)吸熱，銅線(xian)升溫到(dao)與里層(ceng)(ceng)橡皮(pi)(pi)溫度接近(jin)時，硫(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)橡皮(pi)(pi)電線(xian)芯(xin)已經出(chu)(chu)硫(liu)化(hua)(hua)管了。這樣里層(ceng)(ceng)橡皮(pi)(pi)溫度比較低，大約為170℃，停留只(zhi)有(you)幾(ji)秒(miao)鐘就(jiu)出(chu)(chu)硫(liu)化(hua)(hua)管，進入冷卻和收線(xian)，絕緣橡皮(pi)(pi)就(jiu)會硫(liu)化(hua)(hua)不足。為了達到(dao)足夠的(de)(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)，促進劑(ji)TMTD的(de)(de)(de)(de)用量(作硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)用)高達3.4%。但過(guo)量的(de)(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)在硫(liu)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中放(fang)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)游離(li)硫(liu)也多(duo)，除供(gong)交聯橡膠分子外，還(huan)有(you)多(duo)余的(de)(de)(de)(de)游離(li)硫(liu)，從而又(you)成為促使銅線(xian)表面(mian)發黑(hei)的(de)(de)(de)(de)間接原因。

總之，解決銅(tong)線(xian)發黑的(de)(de)問題難(nan)度很大(da)，從銅(tong)絲到(dao)橡皮的(de)(de)每一道工(gong)序都要認真對待(dai)，才能(neng)取(qu)得較好(hao)的(de)(de)效果。尤(you)其是(shi)要注重膠種選擇和硫化體系的(de)(de)采用(yong)。