电缆料的交联方法你知道多少？

传统型电缆绝缘材料在高温或较大机械负荷下，往往容易出现性能下降的情况。而交联处理工艺则能将高分子材料转化为稳固的三维网络结构，从而有效提升其耐用性，为电缆提供可行的解决方案。

在电缆料中，交联会在高分子链之间形成分子间的共价连接，使材料的耐高温能力、力学强度以及抗化学腐蚀能力大幅增强。这些性能的提升，是确保电力传输线缆和数据通信线缆稳定运行的关键。

根据不同的应用需求，交联的方式也会有所差异。接下来将介绍交联在电缆材料中的作用机制、常用技术类型，并重点分析过氧化物法与硅烷法的工艺细节。

什么是电缆料中的交联？

如果担心电缆外护套在承受负荷或处于高温下发生软化，交联处理可以将高分子分子链锁定为网状结构，避免熔融、形变蠕动以及化学腐蚀。

通过交联，热塑类塑料会转化为热固类塑料，从而在高温下不再发生熔化和流动，显著提升材料的耐高温性能、机械韧性及化学稳定性，这对电力、工业及室外敷设的电缆都极其重要。

交联后的化合物在超过其原本熔点的温度下仍能保持形态和绝缘完整性，即便在过载状态下也能稳定运行。与未交联的材料相比，它们的耐热性、机械强度和抗化学性都有显著提高。

电缆料的常用交联方法？

在电缆外护层开裂或绝缘层脱落的问题面前，选择合适的交联方式至关重要。不同方法在成本、性能及加工复杂度上各有利弊。

常用的交联工艺包括：

有机过氧化物交联工艺

硅烷湿气固化交联工艺

EB电子束辐照交联工艺

它们分别通过不同的反应机制，使聚合物形成稳固的网络结构，从而适应高压、中低压电缆乃至特种应用领域的需求。

过氧化物交联（不含硅烷）

有机过氧化物在加热时会分解生成自由基，从高分子主链上夺取氢原子，再通过自由基重组形成交联网络。常用的品种有过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基等。

这种方法可获得均匀的交联密度和优异的耐高温性能，适合要求连续在90℃下运行，且短时电流冲击温度峰值可超过250℃的XLPE电力电缆。但也存在异味、提前交联焦化风险及过氧化物残留管理等问题。

硅烷交联（湿气固化）

硅烷接枝高分子材料（PEX-b）会经历水分解与缩聚反应来实现交联。在挤出阶段，硅烷偶联剂接枝到高分子主链；挤出完成后，在水浴或湿度环境下，烷氧基硅烷会分解成硅醇基团，再通过缩聚形成硅氧烷交联键。

硅烷交联的优势在于加工温度较低、降低了提前交联焦化风险，且可在普通热塑性生产线上进行。它具有良好的耐高温与抗化学性，适合中低压电缆。但固化时间较长，对湿度管理要求较高。

电子束(EB)辐照交联

电子束辐照交联利用高能电子穿透绝缘层，生成自由基并重组形成交联网络。该方法速度快、无化学副产物，且交联密度均匀，非常适用于特种电缆、热缩管及医疗导管等。

EB交联可避免过氧化物气味和残留物。它能实现均匀的交联密度，并保持优异的机械性能。由于设备成本和安全措施的限制，辐射只能在专业设施内使用。

硅烷交联聚乙烯生产设备

过氧化物交联——高性能电力电缆的关键技术

如果您担心电力电缆在过载或短路情况下出现失效，过氧化物交联是一种可靠的解决方案。该工艺能够赋予高压与超高压电缆出色的耐热弹性和机械韧性。

以过氧化二异丙苯（DCP）为代表的有机过氧化物，在高温条件下会发生均裂反应，产生自由基，从而引发聚乙烯链间的交联反应。由此形成的三维网络结构，能够在90℃长期运行环境中保持稳定，并在250℃的短时温度冲击下仍不发生熔化，从而在故障状态下维持优良的介电性能。

在加工过程中，过氧化物需均匀分散于聚合物基体；挤出时必须精确控制温度曲线，使熔融加工与过氧化物分解的时间节点匹配。挤出完成后，电缆会进入160–180℃的热水槽进行后续交联固化。良好的温度管理能避免提前交联导致的焦化现象，减少凝胶颗粒和表面粗糙度。

过氧化物交联聚乙烯（PE-Xa）因工艺成熟、可靠性高，在中高压电力电缆领域占据主导地位。其绝缘层的网络密度与热性能、机械性能密切相关：过氧化物含量提升会增加交联密度和凝胶含量，但会降低材料的延伸率。

长期运行数据表明，这类电缆在90℃环境下承受连续应力20年后，仍可保持超过80%的介电强度。短路试验也显示，它们在250℃的高温下可稳定运行5秒。从机械结合性来看，绝缘层与导体、护套之间仍能保持牢固粘附，确保了整体运行的安全性。

硅烷交联——中低压电缆的高效经济之选

如果您担心中低压电缆在生产中成本偏高或容易出现焦烧，硅烷交联技术是一种兼顾效率与品质的解决方案。该方法不仅可在热塑性加工条件下运行，还能显著减少异味并降低提前交联风险。

在硅烷交联的生产过程中，聚合物会在挤出阶段与乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）或乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）发生接枝反应。随后，硅烷基团在水浴环境中发生水解生成硅醇基（Si–OH），再通过缩聚反应形成硅氧烷（Si–O–Si）交联键。该湿气固化过程通常在40–80℃的温度下进行数小时，从而构建稳定的三维网络结构。

硅烷交联聚乙烯（PE-Xb）在性能与成本之间取得了良好平衡。其加工方式与普通热塑性聚乙烯相似，但所需挤出温度更低，同时避免了过氧化物法的异味问题。交联密度及网络均匀性主要取决于接枝含量（0.5–1.5wt%）以及固化时的湿度和温度条件。

成品电缆可长期耐受90℃的工作温度，并在短时情况下承受200–225℃的峰值温度。凭借优异的抗水树能力和耐化学腐蚀性能，这类电缆广泛用于中压配电与低压建筑布线。需要注意的是，由于固化时间相对较长，生产现场必须预留足够的固化空间，或配备强制通风的干燥设施以加快成型过程。

了解电缆料的交联方法可以帮助你的电缆厂或电缆方案选择正确的电缆化合物，平衡电力、中压和低压应用中的性能、成本和处理。