电线电缆若干新绝缘材料的应用

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简介: 摘 要:全球工业化的发展,自然环境不断受到灾害的侵蚀,资源问题成为各行各业发展的头等难题。电线电缆的生产,对绝缘材料的应用也提出新的要求,循环经济和低能耗产品等环保型理念,注入到电线电缆绝缘新材料的 ...
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 摘 要:全球工业化的发展,自然环境不断受到灾害的侵蚀,资源问题成为各行各业发展的头等难题。电线电缆的生产,对绝缘材料的应用也提出新的要求,循环经济和低能耗产品等环保型理念,注入到电线电缆绝缘新材料的应用当中,从侧面反映出可持续经济发展在该行业当中的重要性。为了提高绝缘新材料在电线电缆生产中的应用水平,文章将在分析电线电缆绝缘材料对人类影响的基础上,对如何应用新绝缘材料,展开深入探讨。
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  关键词:电线电缆;绝缘材料;应用
  1 电线电缆绝缘材料对人类的影响
  电线电缆的绝缘材料在使用过程中,或者废弃,其材料组成的化学物质,都有可能危害自然环境和人类的生命健康。
  1.1 绝缘材料具有毒害人体的化学物质。电线电缆在长期的使用过程中,原本无毒的物质,经过潜移默化的化学反应,可能会产生有毒的物质,譬如多氯联苯液体电解质,具有致癌的作用。很多国家已经开始收回具有产生这种物质的电线电缆,另外石棉短纤维对人体健康也具有负面影响,SF6在使用过程中,由于电弧放电的高温作用,会产生S2F10等有毒分解产物,国外已有多起中毒致死事故,已经被命令禁止。
  1.2 电线电缆的绝缘水平不足,在使用时引起火灾。绝缘材料对阻燃性具有较高的要求,也是电线电缆生产设计的决定性指标,但由于生产流程不规范,存在不符合阻燃性评定标准和试验方法的现象,遗留下火灾的隐患。
  1.3 污染大气的可能性。绝缘材料中含有不同成分的有机溶剂,这种溶剂具有化学组分挥发性的可能性,是大气污染的致命硬伤。电线电缆对含有有机化合物绝缘材料要求,具有限制性指标,某些国家也通过相关法律条款的制定,限制或者禁止这种绝缘材料的应用。
  1.4 其他污染性影响。绝缘材料应用不当,还有可能造成温室效应、破坏臭氧层、形成酸雨等。电线电缆应用绝缘材料,应该综合考虑材料化学成分的稳定性,譬如控制PFC和HFC材料的用量,以及回收具有环境污染影响的绝缘材料,是目前电线电缆生产对绝缘材料应用的有效做法。
  2 电线电缆绝缘新材料的应用建议
  鉴于电线电缆绝缘材料存在污染性和危害性的物质,因此需要在综合考虑绝缘材料环保性问题的基础上,对新材料的应用,提出新的要求。
  2.1 可降解绝缘材料的应用
  可降解材料,也被称之为绿色生态材料,这种材料在微生物分泌酶作用下,可以分解成小分子物质,成为碳循环的一部分。聚乳酸就是一种典型的可降解材料,这种材料具有良好可降解能力,已经被广泛应用到各个生产领域当中,随着聚乳酸受到各个领域研究人员的关注,在电线电缆生产中,也被纳入绝缘材料应用的优先范围。聚乳酸的光学异构体分为L-聚乳酸和D-聚乳酸,前者具有较高的结晶度,大约需要2年左右才能够完全降解,被应用到电线电缆绝缘材料当中。聚乳酸的降解性能在电线电缆绝缘材料应用中的优势,主要体现在电线电缆废弃之后,可以放置在特殊的环境当中,经过充分降解,形成自然界中无污染的物质。电线电缆对可降解绝缘材料的应用,可以利用差分扫描热量法,热学分析聚乳酸,改善电线电缆绝缘材料的可承受能力,同时提高变形的温度,开发绝缘水平更高的电线电缆。
  2.2 无污染绝缘漆的应用
  含有有机溶剂的绝缘材料,在使用过程中会出现挥发现象,会导致大量资源的浪费。而有机溶剂在排放过程中,还会污染环境和损害人体健康,因此含有有机溶剂的绝缘漆,应该少用或者不用。电线电缆需要应用无污染的绝缘漆,譬如环氧型无溶剂浸渍漆,其粉末涂料应用在电线电缆的绝缘材料,形成水溶性绝缘漆属于无污染绝缘漆,另外水溶性的丝包线漆和水溶性的浸渍漆,也可以加以应用,目前电线电缆的生产,对绝缘漆的涂抹要求越来越高,针对日益增加的能耗问题和污染问题,我们应该加大力度进行研发。
  2.3 无卤阻燃型绝缘材料的应用
  很多电线电缆的绝缘材料以卤化物作为阻燃剂,尽管具有良好的阻燃功效,但在阻燃过程中,容易产生卤化氢,对环境和身体等,都具有难以弥补的危害。现在很多国家已经明令禁止在电子产品生产中使用含卤的阻燃剂,从而划开无卤阻燃型绝缘材料的应用新局面。无卤阻燃型绝缘材料应用于电线电缆生产,主要是将氢氧化镁等添加到磷系的阻燃剂中,然后开发出具有自熄性能或含有有机填料的阻燃剂。譬如现在电线电缆生产中经常使用的环氧封装塑料、多层板用半固化片等,都是无卤阻燃绝缘材料应用的例子,而随着电线电缆绝缘要求的提高,无卤阻燃绝缘材料也应该加大研发的力度,以便在满足阻燃性能的基础上,实现环境的零污染和人体健康的零危害。
  2.4 易回收型绝缘材料的应用
  电线电缆具有一定的寿命,在应用一段时间之后,需要废弃处理,而难降解、易污染的绝缘材料,会造成环境的污染,进而危害人类的身体健康。因此在废弃电线电缆的同时,需要进一步完善电线电缆绝缘材料的回收系统,采用绝缘材料的回收再生技术,控制绝缘材料物质的污染扩散范围,譬如液体电解质再生技术,这种技术应用于具有热塑性绝缘材料的回收生产当中,可以有效分离绝缘材料中的有毒物质,将通过化学反应的手段,转变成无毒物质,而其中某些无毒无害物质,可加以回收利用,重新投入到电线电缆绝缘材料的应用当中,形成可循环的的应用模式。
  2.5 其他环境协调型绝缘材料的应用
  除了以上几种类型的绝缘材料,电线电缆还需要进一步开发与应用其他环境协调型的绝缘材料,譬如具有较大溶胀作用的绝缘材料、能够与酯类润滑油配合使用的绝缘材料、耐老化性能较佳的绝缘材料等。电线电缆绝缘材料的回收,要考虑到材料的应用场合,类似于尼龙-6、玻璃纤维增强尼龙、液晶树脂等热塑性塑料,这些材料牵涉面广,但目前在生产规模和适用范围方面,与其他先进国家仍然具有一定的差距,尤其是高电压和耐热性的品种。笔者认为,电工企业应该将资源和环保融入到电线电缆的制造当中,加快环境协调型电线电缆产品的开发,加强电线电缆绝缘材料的化学物质管理水平,譬如加强ISO14000环境管理体系认证,以便提高市场竞争力。在回收方面,要求进行集中处理和再生利用,结合以上材料回收系统的思路,将环保理念也囊括其中。
  3 结束语
  综上所述,电线电缆的绝缘材料在使用过程中,或者废弃,其材料组成的化学物质,都有可能危害自然环境和人类的生命健康,譬如电线电缆在长期的使用过程中,原本无毒的物质,经过潜移默化的化学反应,可能会产生有毒的物质,譬如多氯联苯液体电解质,具有致癌的作用。鉴于电线电缆绝缘材料存在污染性和危害性的物质,因此需要在综合考虑绝缘材料环保性问题的基础上,对新材料的应用,提出新的要求。笔者认为需要应用可降解绝缘材料、无污染绝缘漆、无卤阻燃型绝缘材料、易回收型绝缘材料、其他环境协调型绝缘材料,应该综合考虑材料化学成分的稳定性,譬如控制PFC和HFC材料的用量,以及回收具有环境污染影响的绝缘材料,是目前电线电缆生产对绝缘材料应用的有效做法。

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