高壓電纜XLPE絕緣材料通常是通過向低密度聚乙烯中加入交聯(lián)劑和抗氧劑等添加劑后，再經(jīng)歷熔融、擠出、交聯(lián)和脫氣等過程制得，故其主要的添加劑是交聯(lián)劑和抗氧劑。而添加劑對XLPE絕緣材料的加工性、力學性能、熱學性能以及電學性能均有顯著的影響。
文章概要
本文采用液體交聯(lián)劑(2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷，DHBP)和液體抗氧劑(α-生育酚和山梨醇)作為XLPE絕緣材料的添加劑，分別測試二者對XLPE材料抗焦燒性能、凝膠含量、脫氣特性、力學性能、耐老化性和介電性能等的影響，進而探討其作用機理。
結(jié)果表明：液體交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷具有較高分解溫度和參與交聯(lián)的長鏈烷基，可同時提升交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的抗焦燒性能和凝膠含量，并降低交聯(lián)副產(chǎn)物含量。而液體抗氧劑α-生育酚和山梨醇具有良好的相容性，二者可形成具有溫度依賴性的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可以在保證材料凝膠含量的前提下提升材料的抗焦燒性能。此外，液體交聯(lián)劑和抗氧劑能夠提升交聯(lián)聚乙烯絕緣的擊穿性能，同時保證熱力學性能。
圖文解讀
圖1 XLPE絕緣材料的加工性能
圖2 XLPE絕緣材料的熱力學性能和介電性能
實驗結(jié)論
（一） 液體交聯(lián)劑DHBP具有較高分解溫度，有利于提升XLPE絕緣材料的抗焦燒性能，而DHBP的長鏈烷基參與交聯(lián)反應(yīng)且在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中充當橋梁，可提升XLPE交聯(lián)密度并降低交聯(lián)副產(chǎn)物含量。
（二）液體抗氧劑α-生育酚和山梨醇具有更高的相容性，二者在較低溫度下形成有效的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而在高溫下該反應(yīng)被抑制，因此可在保證凝膠含量的同時提升XLPE絕緣材料的抗焦燒性能。
（三）液體添加劑能否保證XLPE絕緣材料的熱力學性能并提升擊穿特性，取決于交聯(lián)密度的提升、交聯(lián)副產(chǎn)物的降低以及液體抗氧劑的穩(wěn)定性與相容性。
作 者 |張耀東、任 想
來 源 |《絕緣材料》
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