交聯(lián)聚乙烯因其獨特的電氣絕緣性能，能夠有效阻止電流的泄漏和電弧的產(chǎn)生，目前用量最大的領(lǐng)域之一是在電線電纜。這一特性與交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)程度有著緊密的聯(lián)系，聚乙烯的交聯(lián)增加了電流通過的阻隔路徑，從而提高了絕緣電阻，交聯(lián)程度越高，絕緣電阻越大。但是交聯(lián)程度過高又會導致材料彈性不足容易老化，影響使用壽命。因此生產(chǎn)工藝中要保持聚乙烯材料適宜的交聯(lián)度來滿足使用的需求。
一、交聯(lián)密度的表征方法
交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)程度通常用凝膠含量來進行表征。在美國材料與試驗協(xié)會標準ASTM D2765-16 Standard Test Methods for Determination of Gel Content and Swell Ratio of Crosslinked Ethylene Plastics與國內(nèi)的機械行業(yè)推薦標準JB/T 10437-2004 《電線電纜用可交聯(lián)聚乙烯絕緣料》中都提到了利用溶劑萃取法來進行凝膠含量檢測——將交聯(lián)聚乙烯材料的產(chǎn)品在適當溶劑中充分溶解后剩下的不溶部分，即為凝膠。美標ASTM D2765-16中還提到，若材料中含有填料，則要在計算中減去填料的這一組分，而這個填料的含量可以是客戶提供，也可以是通過別的檢測手段來得到。
圖1 凝膠含量測試用萃取裝置
一般采用通用型萃取裝置，以二甲苯為萃取液。將精確稱重的試樣（通常剪碎至不大于1 mm的顆粒）置于已知質(zhì)量的金屬絲網(wǎng)袋中（質(zhì)量記為 m1），記錄試樣與網(wǎng)袋總質(zhì)量m2。將裝有試樣的網(wǎng)袋放入沸騰的二甲苯中回流萃取足夠時間（如數(shù)小時），以充分溶解未交聯(lián)的線性分子部分。萃取完成后，取出網(wǎng)袋，干燥至恒重，稱取此時質(zhì)量m3 。凝膠含量 G 按以下公式計算：
二、抗氧劑改性對交聯(lián)聚乙烯性能影響
電纜用交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的機械性能、耐熱氧老化性能的提高，對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著非常重要的意義。
本研究采用不同N-(4-苯胺基苯基)-甲基丙烯酰胺(NAPM)抗氧劑添加量對電纜用XLPE絕緣材料進行了接枝改性，并通過凝膠含量和紅外光譜測試對各改性XLPE絕緣材料的交聯(lián)程度和接枝情況進行表征。
表1 各試樣材料的配料（單位：g）
注：XlPE+0.3/0.5/1.0/1.5phr為每100gLDPE添加2g DCP和0.30/0.50/1.0/1.5g NAPM的抗氧劑接枝改性XLPE絕緣材料
表2 各試樣的凝膠含量測試結(jié)果（單位：%）
表2示出了各試樣材料的凝膠含量測試結(jié)果，可見：
a.未改性和抗氧劑接枝改性的XLPE絕緣材料凝膠含量均在85%左右，表明材料均具有較高的交聯(lián)程度和較好的交聯(lián)質(zhì)量。
b.隨著添加的NAPM抗氧劑量增加，改性XLPE絕緣材料的凝膠含量呈現(xiàn)先增加后稍有降低的趨勢。經(jīng)分析，其原因是抗氧劑NAPM能消除自由基，且在接枝過程中也會消耗一部分DCP，與交聯(lián)過程之間具有一定的競爭關(guān)系，從而在一定程度上影響了制備XLPE絕緣材料時的交聯(lián)進程。如NAPM抗氧劑的添加量過多，則會消耗掉更多DCP分解的自由基，導致XLPE絕緣材料交聯(lián)程度進一步下降。
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