江苏省产品质量监督检验研究院 江苏南京 210007
摘要：文章将不同聚合度的PVC看作基体，分析研究了制品的加工性能、玻璃化转变温度以及力学性能等在高聚合度PVC的影响下会发生哪些改变，最后结合多年的工作经验，对其应用在电线电缆中的具体情况进行了研究。
关键词：高聚合度PVC树脂 特性与应用 电线电缆
一、分析试验
（一）原材料
聚乙烯蜡（上海和氏璧化工企业）、硬钙（石家庄佳拓科技化工企业）、PVC，S-650/1000/2500(中国石油化工企业)、硼酸锌（山东秀诚化工企业）、三盐基硫酸盐（新乡市科峰化工企业）、炭黑（天津利华进化工企业）等。
（二）制备
配方：TOMO（50份）、PVC变量、硬脂酸铅(1份)、碳酸钙（20份）、二盐基硫酸盐（4份）、聚乙烯蜡（0.5份）以及三盐基硫酸盐（5份）。
首先是准备好各种原材料，依次加入到高速搅拌机里，持续搅拌10分钟，随后将已经搅拌完全的物料放入双辊塑炼机（160毫米的直径）上进行塑炼，随后再进行必要的压片与裁样处理。
（三）仪器与设备
差示扫描量热仪（德国NETZSCH公司）、双辊塑炼机（中国上海橡胶设备厂）、热老化试验箱（天津天宇实验仪器设备制造企业）、平板压片机（铁岭橡胶设备厂）、CMT4101 型万能试验机和电子拉力试验机（深圳SANA计量技术公司）等。
（四）性能测试的方式
热老化试验，根据GB /T 7141—2008有关法律规范开始测试操作，即135 ℃ ×168 h；断裂伸长率与拉伸强度，根据GB /T 1040相关的法律章程实施测试操作，其中拉伸的速度控制在1分钟250毫米，测试的温度控制在23 ℃；玻璃化转变温度，根据GB / T 19466． 2—2004实施测试操作，此过程需要将升温速度控制在每分钟5 ℃。
二、分析结果和讨论
（一）分析热性能
如下图所示，玻璃化转变温度受PVC聚合度的影响情况（如：图一）。
（图一）
从上图中我们得知，PVC树脂玻璃化的转变温度会随着PVC树脂的聚合度上升而不断增大。这主要是因为高分子本身会在聚合度上升的情况下，分子质量不断增大，且分子链段活动的能力在此阶段要比中间部分大很多。我们从自由体积的角度出发进行讨论，得知每一个链段的自由体积要比链中间部分的大，这便说明含链末端聚合物较多的想要与含链末端聚合物较少的保持同样的自由体积，则需要控制好温度，即在低温度下进行。
（二）分析力学性能
（图二）
从图二中我们得知，试样断裂伸长率以及拉伸强度均会随着PVC树脂聚合度的不断提升而增大。PVC本身具有一定的结晶能力，并且这一结晶能力会随着PVC聚合度不断的提升而逐渐强化，随后便会产出很多的物理交联部分，紧接着分子间存在的范德华力便会增强。与此同时，聚合物的性能受PVC交联结构以及结晶含量的影响较大。
（三）分析加工温度
（图三）
从上图中我们得知，高聚合度PVC的加工温度达到了192℃，且熔体黏度、结晶度、塑化时间以及分子间作用力均会随着PVC聚合度增加而不断增强。随后PVC树脂熔融因素会逐渐缩小，相应的加工难度会逐渐增大。按照Gibbs － Helmhole方程式进行计算，T = ΔH / ΔS，这便意味着分子间存在的范德华力会随着聚合度增加而增加，尤其是当ΔH增加到一定程度时，高聚合度PVC树脂熔融的温度最高。值得一提的是，随着聚合度的不同，PVC的光降解机制之间也有很大的差别存在。
（四）分析增塑剂的吸收能力
首先我们需要对PVC聚合度受老化性能影像程度有所了解（如：表一所示）。
（表一）
从上表中我们能够看出，PVC实际的耐热老化性能会随着聚合度的增加而不断增强，这主要是因为高聚合度PVC涉及到的分子本身的分布范围十分狭窄，且分散性能要比低聚合度pvc小，由此可见在高聚合度PVC中包含着的碳氯键较多。此外增塑剂中包含着的酯基键较多，且碳氯键、酯基键均属于极性官能团，随后根据两者所表现出的相似相融定理，我们发现包含碳氯键较多的那部分高聚合度PVC更能够将增塑剂等一类小型分子吸收到固定场所，即链段之中，以此发挥出增塑作用。通常情况下，高聚合度PVC对增塑剂所起到的吸收能力较强，据不完全统计至少能够吸收100份以上，如此一来便能够制作成同橡胶相似的高聚合度PVC弹性体。
三、具体应用
众所周知，普通PVC除了应用在电线电缆中，还应用在105℃的电线电缆生产制造环节，但其与高聚合度PVC进行比较，无论在产品表面粗糙度、增塑剂挥发、低温性能方面，还是在热老化质量损失、拉伸强度变化等方面均不具备竞争优势。此外，我们将高聚合度PVC应用到105℃以及120℃等高耐热性能的电线电缆生产制作中，完全符合国家规定的PVC电线电缆制造标准。
首先选择PVC － 2500用于生产制造105℃的耐热型电缆料，并确定出各种辅助剂（填料、增塑剂等）的最佳配比，最终保障生产出的电线电缆符合GB /T 8815—2008生产要求。最佳配比：碳黑（0.5份）、三盐（5份）、硼酸锌（3.5份）、硬铅（0.5份）、PE蜡（0.2份）、陶土（5份）、硬钙（1份）以及DOP（30份）等（如：表二所示，105℃电线电缆力学性能）。
（表二）
从上表中反映的情况我们得知，高聚合度PVC的耐热等级较高，将其应用在电线电缆领域中，不仅能够发挥出很多重要价值，而且在应用过程中人们总结经验，还能够不断对其应用领域进行拓展。
四、总结
综上所述，所谓高聚合度PVC实质上是指其平均聚合度大于或等于1700，要明显高于普通型PVC，而文章主要是以试验验证的方式对高聚合度PVC的各种特性进行分析，随后结合多年的工作实践，阐述了高聚合度PVC应用在电线电缆中的具体情况。正因为高聚合度PVC具有回弹性好、强度高、压缩形变小以及耐热性好等优点，应用其能够被广泛的应用在电线电缆领域，并且随着科学技术不断的发展，其应用的范围会逐步扩增。
参考文献：
[1]罗文龙,苑会林. 高聚合度PVC树脂的特性及其在电线电缆中的应用[J]. 聚氯乙烯,2016,12:30-33.
[2]吴梅. 高聚合度PVC树脂在电缆料中的应用[J]. 电线电缆,2011,01:23-26.
论文作者:孔凯
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/19
标签：电线电缆论文; 增塑剂论文; 树脂论文; 温度论文; 用在论文; 性能论文; 耐热论文; 《防护工程》2017年第16期论文;