橡套电缆铜线发黑原因分析

橡套电缆铜线发黑的原因是多方面的，不仅有橡胶配方，还有铜线本身的状态、橡胶加工工艺、橡胶硫化工艺、电缆结构、护套橡胶配方、环境等诸多因素。

1铜丝粘胶发黑原因分析

1.1铜线本身的原因

上世纪五六十年代，橡套电缆厂家大多使用含铜量为99.99%的普通铜棒，均为好氧铜棒。其方法是将铜锭加热后制成黑色铜棒，再经大、中、小拉拔制成细铜线。由于铜本身不是无氧铜，加工过程中铜线表面不可避免地会发生氧化。

上世纪80年代，我国引进先进的无氧铜棒技术，以及我国自主研发的无氧铜棒技术，使整个电线电缆行业都采用无氧铜棒，这无疑改善了铜线发黑问题。但由于铜棒的加工，特别是对增韧工艺的掌握以及加工后的铜芯存放条件差，导致铜芯本身有轻微氧化，这是铜丝发黑的原因之一。

2.1橡胶配方的原因

20世纪50年代，天然橡胶和丁苯橡胶被用于橡胶绝缘。由于绝缘橡胶与铜线直接接触，硫不能直接用作硫化剂。即使使用少量硫，铜线也会发黑。有必要使用一些能分解游离硫的化合物，如上述促进剂TMTD和硫化剂va-7。同时，应使用一些硫化促进剂，以提高硫化速度和程度，保证绝缘橡胶的物理机械性能和电气性能。但绝缘橡胶的弹性、强度和变形不如含硫橡胶（不考虑铜线发黑）。几十年的实践证明，TMTD不能解决铜线发黑问题。

此外，绝缘橡胶应具有各种颜色。红色、蓝色、黄色、绿色和黑色是基本颜色。这些颜色的出现也会使橡胶有粘性，铜线变黑。配方中的主要填料是轻质碳酸钙和滑石粉。由于价格的原因，一些厂家为了降低成本而使用廉价的碳酸钙和滑石粉。这些填料颗粒粗大，游离碱含量大，杂质多。因此，铜线的物理机械性能比差，电气性能不好，容易引起铜线发黑。

一些工厂使用活性超细碳酸钙改善绝缘橡胶的物理机械性能，大部分活性钙经硬脂酸处理，这也是铜线发黑的原因。硫化剂va-7的使用可以改善铜线的发黑。但是，由于硫化程度不够，橡胶的变形较大，会导致橡胶发生粘滞。特别是加入促进剂ZDC后，固化速度加快。为了防止灼烧，橡套电缆厂家应加入促进剂DM来延缓灼烧时间。

根据促进剂ZDC的结构，TETD结构中两个相连的硫之间连接着一个金属锌，其结构式为s s s h5c2∥h5c2＜n-c-s-zn-s-c-n＜h5c2，TETD的结构式为s h5c2∥h5c2＜n-c-s-s-c-n＜h5c2。在公式中，不能避免类似于thiuram的结构。铜线发黑时间可能会稍长一些，但尚未从根本上解决。

2电线电缆结构分析

2.1铜的催化老化是造成橡胶粘性的重要原因。

前苏联电缆科学研究所的试验证明，铜在硫化过程中从与橡胶的接触处渗入绝缘橡胶中，厚度为1.0～2.0mm的绝缘橡胶中含有0.009～0.0027%的铜。众所周知，微量铜对橡胶有很大的破坏作用，这就是我们通常所说的重金属对橡胶的催化老化。

此外，cu-s-ch-s对橡胶中cu-s-c键形成的影响较弱。法国橡胶研究所还指出，如果橡胶中含有有害金属，如铜、锰等重金属盐，无论哪种促进剂，橡胶都会产生粘性。

2.2橡胶护套电缆中硫向绝缘橡胶和铜线表面的迁移

前苏联科学家已经用放射性同位素证实了硫在电缆护套橡胶中扩散的可能性。在NR基硫化胶中，130～150℃时，游离硫的扩散系数约为10～6cm2/s。在连续硫化装置中，当温度在185～200℃之间时，扩散系数较大。

由于游离硫在橡胶护套中的扩散，使秋兰姆橡胶的结构发生变化，并可能形成多硫化物键。这些多硫化物化合物通过化学分解和结合迁移，这被称为“化学膨胀”。迁移不仅改变了绝缘橡胶的结构，降低了绝缘橡胶的耐热性，而且硫与铜表面反应生成硫化铜和硫化亚铜，导致铜线发黑。相反，硫化铜和硫化亚铜加速了橡胶的老化，导致了胶粘现象的发生。

三。加工工艺

3.1橡胶加工原因

在以天然橡胶和丁苯橡胶复合而成的绝缘配方中，需要对天然橡胶进行增塑，以提高橡胶的可塑性。为了提高成品率，一些大型工厂采用密炼机，并加入少量化学增塑剂促进剂M来提高塑性。如果塑化温度和生胶过滤温度控制不好，出现140℃以上的高温，当生胶放在开炼机上缓慢通过转鼓时，用热氧和促进剂M对上部积聚的橡胶进行处理，发现橡胶表面似乎涂有一层油。事实上，在化学增塑剂的作用下，橡胶分子发生了严重的断裂，导致了分子量较小的软粘橡胶。

虽然绝缘橡胶与丁苯橡胶（SBR）复合，但小分子量天然橡胶在胶料中分散均匀。在铜线上挤出橡胶进行连续硫化后，当时看不出问题。然而，橡套电缆厂家键合也埋下了隐患。也就是说，在小分子量的天然橡胶中，会出现部分铜线粘着的现象。

在绝缘橡胶中加入硫化剂和促进剂的过程也很重要。在一些小厂里，在开炼机中加入硫化剂，即把装有硫化剂的罐子倒在滚筒中间，中间多，两边少。在橡胶中加入硫化剂时，三角旋转的次数较少，会使硫化剂在橡胶中的分布不均匀。这样，在挤出连续硫化过程中，硫化剂较多的地方容易出现铜丝发黑现象，在发黑处长时间出现粘胶现象。

3.2绝缘橡胶硫化原因

有的企业为了追求，连续硫化管的长度只有60米，蒸汽压力为1.3兆帕，硫化速度为120米/分钟，因此绝缘橡胶在管道中的停留时间只有30秒。

橡胶本身是热的不良导体。绝缘线芯表面温度大于190℃。当温度传递到与铜线接触的内橡胶时，它被铜线吸收。当铜线加热到接近内胶温度时，硫化胶芯线芯出硫化管。这样，内胶的温度相对较低，约为170℃。停留几秒钟后，离开硫化管，进入冷却和卷绕，绝缘橡胶将缺乏硫化。以达到充分硫化。促进剂TMTD（用作固化剂）的用量高达3.4%。过量的硫化剂会在硫化过程中释放更多的游离硫。除了交联橡胶分子外，还有多余的游离硫。这是铜线表面发黑的原因。

总之，铜线发黑的问题仍然很难解决。从铜线到橡胶的每一道工序都要认真对待，才能取得更好的效果。橡胶类型的选择和硫化体系的应用仍是关键问题。解决这个问题需要时间。

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