張英男

摘 要 熱塑性材料在電線電纜中的應(yīng)用符合環(huán)保高效節(jié)能等潮流，對于促進電線電纜行業(yè)發(fā)展有積極意義，有利于環(huán)保型電線電纜在各個領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。本文分析了熱塑性彈性體材料特性，對電線電纜中熱塑性彈性體材料的應(yīng)用進行了探討，希望能為行業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞 熱塑性彈性體材料；電線電纜；風(fēng)能電纜；應(yīng)用

中圖分類號 TQ334 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0088-02

電線電纜制造業(yè)作為支撐國民經(jīng)濟發(fā)展、社會民生的重要行業(yè)，是目前電工電器行業(yè)中產(chǎn)值比重最大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是產(chǎn)品種類都多且大，電線電纜產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟發(fā)展、社會民生的各個部門，是現(xiàn)代經(jīng)濟和社會正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障。近些年電線電纜行業(yè)出于環(huán)保、高效、節(jié)能、經(jīng)濟等因素考慮，積極探索諸多高分子材料在電線電纜中的應(yīng)用，熱塑性彈性材料作為備受重視的電纜工業(yè)材料，以出眾的加工性能、力學(xué)性能以及良好的電能性與耐受性得到了廣泛應(yīng)用，下面對熱塑性彈性體材料在電線電纜中的應(yīng)用加以探討。

1 熱塑性彈性體材料特性

熱塑性彈性體（Thermoplastic elastomer，簡稱TPE）也稱熱塑性橡膠，是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性，在常溫顯示橡膠高彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，是繼天然橡膠、合成橡膠之后的第三代橡膠。熱塑性彈性體材料的結(jié)構(gòu)主要由硬段部分的樹脂與軟段部分的橡膠構(gòu)成，硬段部分作用力形成物理交聯(lián)作用，軟段部分則具有高彈性，兩種結(jié)構(gòu)互相交錯以合理的形式連接可具備高塑性與可逆性，通過兩種結(jié)構(gòu)在常溫與高溫下的變化呈現(xiàn)較高的加工特性。

利用熱塑性彈性體材料進行加工有利于迅速成型，不同于傳統(tǒng)橡膠需要進行硫化，減少加工工序、降低加工成本且能耗低，極大的提升了應(yīng)用價值、削減了加工成本，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用，同時加工過程中的各類邊角廢料也能夠進行回收利用，實現(xiàn)了節(jié)能降耗與環(huán)境保護。但是由于熱塑性彈性體材料對于溫度變化較為敏感，因此在使用溫度上有一定限制。熱塑性彈性體材料的特性決定了其本身的應(yīng)用領(lǐng)域，目前廣泛應(yīng)用于電線電纜、粘合劑、摻合劑、涂料、汽車配件、食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生等多個領(lǐng)域，常用特殊性彈性體材料主要以苯乙烯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、乙烯共聚物熱塑性彈性體等為主。

2 電線電纜中熱塑性彈性體材料的應(yīng)用

2.1 電線電纜生產(chǎn)中熱塑性彈性體材料的應(yīng)用

熱塑性彈性體材料是電線電纜外層主要起保護作用的部件，主要包括金屬類、塑料類與彈性體類，塑料類最為常見，彈性體類是當(dāng)前熱點，根據(jù)電纜特性有低煙低鹵型、阻燃型、低煙無鹵型之分。近年來出于對環(huán)保、節(jié)能、健康等特性的重視，電線電纜行業(yè)中傳統(tǒng)PVC材料的應(yīng)用逐漸受到限制，熱塑性彈性體材料作為全新的高分子合成材料成為應(yīng)用熱點，由于其本身的高耐候性、熱穩(wěn)定性、方便加工及節(jié)能經(jīng)濟等特點開始逐步獲得推廣，尤其是新型的電線電纜專用TPE材料具有柔曲度優(yōu)秀、質(zhì)感高檔、絕緣性好、有無鹵阻燃級，符合WEEE、ROHS、UL標準、安全環(huán)保的特點。

研究表明，熱塑性彈性體的加工性能、理學(xué)性能以及電性能都比較的優(yōu)越，生產(chǎn)工藝難度較小，有較高的生產(chǎn)效率，因此，如今被廣泛運用到電線電纜領(lǐng)域內(nèi)，特別是近些年不斷發(fā)展，還有巨大的應(yīng)用空間。國外一些西方發(fā)達國家，熱塑性彈性體被廣泛用作船舶、礦山、鉆井平臺、核電及其他設(shè)施的電線電纜的絕緣層及護套，我國開發(fā)熱塑性彈性體較晚，但是發(fā)展十分迅速。隨著對電線電纜質(zhì)量要求的提高，采用熱塑性彈性體，采用擠塑工藝生產(chǎn)電纜，可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，簡化生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率。熱塑性彈性體材料既具備傳統(tǒng)交聯(lián)硫化橡膠的高彈性、耐老化、耐油性各項優(yōu)異性能，同時又具備普通塑料加工方便、加工方式廣的特點，可采用注塑、擠出、吹塑等加工方式生產(chǎn)，水口邊角粉碎后100%直接二次使用，既簡化加工過程，又降低加工成本，因此熱塑性彈性體TPE/TPR材料已成為取代傳統(tǒng)橡膠的最新材料，其環(huán)保無毒性、美觀價值成為行業(yè)首選。

熱塑性彈性體電纜料作為應(yīng)用熱點之一，主要以聚丙烯、乙丙橡膠和聚氯乙烯、丁腈橡膠為主要原料，加入各種助劑配合動態(tài)交聯(lián)技術(shù)，經(jīng)過先進工藝，混合、動態(tài)交聯(lián)、造粒制得的電線電纜用塑料，具有優(yōu)異的耐熱、耐候、耐臭氧、耐紫外線等性能，更有良好的電氣性能和極好的耐低溫性能，另外TPE還具有良好的機械物理性能和類似于通用塑料的加工性能，這意味著其用作電線電纜加工與生產(chǎn)極為便利，且保有橡膠電線外觀的同時無需硫化，節(jié)約了生產(chǎn)成本，各種邊角料的回收利用還有助于實現(xiàn)環(huán)境保護、提升生產(chǎn)效益。

以熱塑性彈性體材料為主的復(fù)合材料開發(fā)是目前電線電纜生產(chǎn)中的重要研究、實踐方向，利用TPE生產(chǎn)的電線電纜類線材成品具有很好的柔軟性和表面平滑性，并可通過老化、抗張強度、伸長率、電氣性質(zhì)等相關(guān)測試，目前已廣泛應(yīng)用在電源線、插頭、插頭線、1394線、USB線、游戲機線材、音箱耳機線、喇叭線、手機充電線、耳機線等多種電子電器線材。電線電纜線材類TPE有透明、半透明、本色不透明與配色等系列，TPE硬度范圍在shoreA55-110之間，一般通用級的使用溫度在-40℃至80℃；高性能級使用溫度在-50℃至95℃；超高性能級使用溫度在-50℃至130℃。比如全新無鹵阻燃TPE的研發(fā)不僅使得電纜絕緣和包覆材料物理性能、環(huán)保性能出眾，同時還減少了材料使用與重量，有利于促進電纜電線服務(wù)其他行業(yè)發(fā)展。

2.2 風(fēng)能電纜中熱塑性彈性體材料的應(yīng)用

近年來我國積極發(fā)展新能源與清潔能源，風(fēng)力發(fā)電作為重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，使得風(fēng)能電纜與光伏電纜獲得了較快發(fā)展。風(fēng)能電纜與普通電纜不同，本身使用環(huán)境、電纜性能都具有特殊性，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)通過對多種材料的研究發(fā)現(xiàn)，熱塑性彈性體材料是目前制備風(fēng)能電纜的最佳材料之一，這意味著風(fēng)能電纜的生產(chǎn)與應(yīng)用將會極大的促進國內(nèi)清潔能源行業(yè)的發(fā)展，同電纜電線行業(yè)生產(chǎn)中追求節(jié)能、高效、環(huán)保等目標保持一致，促進熱塑性彈性體材料在廣泛應(yīng)用。

風(fēng)能電纜本身由于是室外敷設(shè)，對于材料本身抗臭氧、抗紫外線、耐酸堿、耐高溫、耐嚴寒、耐凹痕、無鹵、阻燃等特性要求較高，還要具備與標準的接頭、連接系統(tǒng)的兼容性等特點，因此需要熱塑性彈性體復(fù)合材料發(fā)揮自身優(yōu)勢性能，以確保風(fēng)能電纜具有良好的耐低溫和耐磨性以及耐疲勞性、耐氣候老化性能、耐微生物性能，比如湖南湘江、上海勝華等電纜公司生產(chǎn)的風(fēng)能電纜都為風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展提供了強有力支持，也為國內(nèi)熱塑性彈性體材料的進一步推廣應(yīng)用提供了研究實踐方向。

3 結(jié)論

綜上所述，熱塑性彈性體材料在電線電纜行業(yè)的應(yīng)用符合節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟高效等要求，有助于推動電線電纜行業(yè)的進步、創(chuàng)新與發(fā)展，實際應(yīng)用探索中要結(jié)合材料特性探索更多創(chuàng)新可能性，為多行業(yè)電纜材料應(yīng)用服務(wù)，推動國內(nèi)諸多領(lǐng)域環(huán)保材料的應(yīng)用與推廣。

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