橡套电缆铜线发黑原因分析

造成橡套电缆铜线发黑的因素很多，不仅有橡胶的配方，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、橡套配方、环境等诸多因素。

1橡胶粘黑铜线原因分析

1.1铜线本身的原因

上世纪五六十年代，国内厂家大多采用铜含量为99.99%的普通铜棒，均为好氧铜棒。方法是将铜锭加热，然后采用多道次压延工艺黑铜棒。经过大、中、小三次拉拔，铜棒被制成比较细的铜线。由于铜本身不是无氧铜，铜线的表面在加工过程中不可避免地被氧化。

上世纪80年代，无氧铜棒的先进技术被引进中国，中国开发的无氧铜棒技术使整个电线电缆行业都使用无氧铜棒，这无疑改善了铜线的发黑问题。但由于铜棒的加工，特别是对增韧工艺的掌握，加工后的铜芯存放条件差，铜芯本身已被轻微氧化，这是造成铜线发黑的原因之一。

1.2橡胶配方的原因

在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，不能直接用硫磺作硫化剂，即少量硫磺也会使铜线发黑。为了保证绝缘橡胶的物理机械性能和电气性能，**使用上述TMTD、va-7等能分解游离硫的化合物，并与硫化促进剂配合，提高硫化速度和硫化程度。但是，绝缘橡胶的弹性、强度和变形不如含硫橡胶（如果不考虑铜线发黑的话）。几十年的实践证明，TMTD不能解决铜线发黑问题。

此外，绝缘橡胶应有多种颜色，红、蓝、黄、绿、黑是基本颜色。这些颜色的出现也会使橡胶变粘，铜线变黑。配方中的主要填料为轻质碳酸钙和滑石粉。由于价格原因，一些厂家为了降低成本，使用廉价的碳酸钙和滑石粉。这些填料颗粒粗，游离碱含量大，杂质多，物理机械性能差，电学性能差，铜线易发黑。

一些厂家采用活性超细碳酸钙来改善绝缘橡胶的物理力学性能，而活性钙大多经过硬脂酸处理，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，但由于硫化程度不够，橡胶的变形较大，会引起橡胶的粘着。特别是加入促进剂ZDC后，硫化速度提高。为了防止焦烧，加入促进剂DM来延缓焦烧时间。

根据促进剂ZDC的结构，在TETD结构中两个硫原子之间连接了一个金属锌。结构式为s s h5c2∥h5c2∥n-c-s-zn-s-c-n＜h5c2 h5c2，TETD的结构式为s h5c2∥h5c2∥n-c-s-c-n＜h5c2 h5c2，非常接近。在公式中，无法避免类似于秋兰的结构。铜线发黑时间可能稍长，但尚未从根本上解决。

2从电线电缆结构分析

2.1铜的催化老化是橡胶粘性的重要原因。

前苏联电缆研究所的试验证明：在硫化过程中，铜从与橡胶接触处渗入绝缘橡胶中，厚度为1.0～2.0mm的绝缘橡胶中含铜0.009～0.0027%。众所周知，微量铜对橡胶有很大的破坏作用，即重金属对橡胶的催化老化。

在绝缘硫化过程中，秋兰姆析出的部分游离硫与铜反应生成活性含铜基团CH3ìch2-ch-c-ch2-ìsìCu。在老化过程中，铜的弱s键断裂，形成含铜活性基团：Cu-s-，与橡胶和氧气发生反应，断裂橡胶的长键分子，使橡胶变得柔软、粘稠。它是低分子链的组合。法国橡胶研究所还指出，如果橡胶中含有有害金属，如铜、锰等重金属盐类，无论使用哪种促进剂，橡胶都会粘住。

2.2橡套电缆中硫向绝缘橡胶和铜线表面的迁移

前苏联科学家利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130～150℃时，NR基硫化胶中游离硫的扩散系数约为10～6cm2/s。对于连续硫化装置，硫化护套橡胶时，温度在185-200℃之间，扩散系数较大。

由于游离硫在橡胶套中的扩散，改变了橡胶的结构，形成聚硫键。这些多硫化物通过化学分解和结合迁移，这被称为“化学膨胀”。由于迁移，不仅可以改变绝缘橡胶的结构，降低其耐热性，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，硫化铜和硫化亚铜会加速橡胶的老化，导致胶粘现象的发生。

三。加工工艺

3.1橡胶加工原因

在以天然橡胶与丁苯橡胶复合而成的保温配方中，需要通过增塑来提高天然橡胶的塑性。为了提高产量，一些大厂采用密炼机通过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，就会出现140℃以上的高温。生胶放在敞开式搅拌机上时，缓慢通过转鼓，其上积聚的橡胶同时受到热氧和促进剂M的影响，橡胶表面似乎涂上了一层油。事实上，在化学增塑剂的推动下，橡胶分子的断链现象更为严重，导致分子量较小的橡胶柔软粘稠。

虽然后来将绝缘橡胶与丁苯橡胶混合，但这些小分子量的天然橡胶均匀地分散在胶料中。橡胶化合物挤压在铜线上进行连续硫化后，当时可能没有什么问题，但橡胶粘在铜线上的隐患被掩埋了，也就是说，这些小分子量的天然橡胶首先会出现局部粘在铜线上的现象。

在绝缘橡胶中加入硫化剂和促进剂的过程也很重要。一些小工厂在搅拌机中加入硫化剂，即将装有硫化剂的锅倒入滚筒中间，中间多，两边少。在橡胶中加入硫化剂时，三角形的转动次数较少，会使硫化剂在橡胶中的分布不均匀。这样，在连续挤出硫化时，硫化剂较多的地方容易出现铜丝发黑的现象。长时间在发黑处，会出现橡胶粘铜线的现象。

3.2绝缘橡胶硫化原因

一些企业为了追求，不得不将长度仅为60m、蒸汽压力为1.3MPa的连续硫化管开至120m/min，使绝缘橡胶在管内的停留时间仅为30秒。

橡胶本身是热的不良导体。绝缘线芯表面温度高于190℃。当温度传递到与铜线接触的内部橡胶时，它被铜线吸收。当铜线加热到接近内部橡胶温度时，硫化橡胶线芯已经从硫化管中出来。这样，内部橡胶的温度相对较低，约为170℃。如果只停留几秒钟，就会从硫化管中出来，进入冷却和卷取，绝缘橡胶硫化不够。以达到充分的硫化。促进剂TMTD（用作硫化剂）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，还存在过量的游离硫。这就是铜线表面发黑的原因。

总之，朝阳电缆厂分析解决铜线发黑问题仍然是一个难点。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。橡胶品种的选择和硫化体系的采用仍是关键问题。这个问题的解决需要经过时间的考验。