在航空航天用電線(xiàn)電纜中，輻照交聯(lián)電線(xiàn)有交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電線(xiàn)，乙烯－四氟乙烯共聚物絕緣電線(xiàn)（X－ETFE絕緣電線(xiàn)）等，其中X－ETFE絕緣電線(xiàn)正是當(dāng)今航空用電線(xiàn)中的兩種主要線(xiàn)種之一。
一、X－ETFE絕緣電線(xiàn)及其主要特性介紹
ETFE是氟碳聚合物中比重較小的一種，其比重約為1.73，ETFE具有優(yōu)異的機(jī)械、電氣及耐輻照性能，其抗張強(qiáng)度可達(dá)40MPa以上，非常耐磨、耐彎曲、耐應(yīng)力開(kāi)裂，在低氣壓下一般無(wú)雜質(zhì)、氣體揮發(fā)等，即釋氣性很好，因此不會(huì)對(duì)設(shè)備中其他元器件產(chǎn)生污染。其具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐各種航空航天用油、液體，根據(jù)ETFE具有的綜合性能，ETFE絕緣本身應(yīng)是航空航天用的很好的一個(gè)線(xiàn)種，事實(shí)也是如此，在飛機(jī)、衛(wèi)星上大量使用了ETFE絕緣電線(xiàn)。但是ETFE有一個(gè)缺點(diǎn)，其溫度等級(jí)較低，為150℃，這就限制了它在航空航天上的應(yīng)用，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，人們開(kāi)發(fā)了X－ETFE絕緣電線(xiàn)。
X－ETFE絕緣電線(xiàn)是采用特殊的可交聯(lián)ETFE絕緣料，擠包成電線(xiàn)后，經(jīng)電子束輻照而交聯(lián)，X－ETFE除保持ETFE原有特性外，其溫度等級(jí)提高到200℃，其絕緣一般采用薄絕緣結(jié)構(gòu)，如單層絕緣電線(xiàn)的絕緣厚度為0.15mm，所以在相同載流量要求下，電線(xiàn)重量輕，這一點(diǎn)對(duì)航空航天飛行器來(lái)說(shuō)是非常重要的，所以自上世紀(jì)70年代以來(lái)，這一線(xiàn)種就深受航空航天業(yè)的青睞，目前在幾乎所有的航空航天飛行器中，無(wú)論是軍用還是民用都大量使用這種線(xiàn)纜。
目前，X－ETFE已形成一個(gè)系列，其中包括單層絕緣、雙層絕緣、多芯、帶屏蔽、護(hù)套等等。X－ETFE絕緣電線(xiàn)的主要標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)軍標(biāo)MIL－W－22759，在國(guó)內(nèi)，GJB773A－2000版中也包括了X－ETFE絕緣電線(xiàn)。
在X－ETFE絕緣電線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)X－ETFE絕緣電線(xiàn)提出了很高的要求，為保證電線(xiàn)性能達(dá)到這些要求，制定了多項(xiàng)試驗(yàn)，這些試驗(yàn)包括機(jī)械、電氣、浸各種油與液體、溫度考驗(yàn)等等。
二、X－ETFE制造工藝介紹
X－ETFE絕緣電線(xiàn)基本生產(chǎn)工藝如下：
導(dǎo)體→X－ETFE電纜料薄壁擠包導(dǎo)體→電子束輻照交聯(lián)→后處理
對(duì)這一生產(chǎn)工藝作以下分析：
1、X－ETFE電纜料
在X－ETFE絕緣制造中，X－ETFE電纜料是關(guān)鍵，在ETFE分子鏈中存在乙烯結(jié)構(gòu)，因此在電子束的輻照下，具有交聯(lián)傾向，而其交聯(lián)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，達(dá)不到交聯(lián)改性目的，因此必須在ETFE樹(shù)脂通過(guò)一定的方法加入促使交聯(lián)的敏化劑，這樣才可以保證在一定的輻照劑量下取得滿(mǎn)意的交聯(lián)效果，但這是一項(xiàng)有相當(dāng)技術(shù)含量的工作。
一般來(lái)說(shuō)加入敏化劑的方法是先使ETFE在高溫下熔融，然后在熔融狀態(tài)下和敏化劑等添加劑共混，這個(gè)溫度在300℃左右，而目前市場(chǎng)可售的敏化劑在這么高的溫度下均會(huì)發(fā)生自聚，如果一旦發(fā)生自聚，則混好的電纜料根本無(wú)法連續(xù)擠出，擠包在導(dǎo)體上不成形。針對(duì)這種情況采取兩種方法，一是開(kāi)發(fā)新的高性能的高溫敏化劑，這種方法有些專(zhuān)利，但要合成成功是非常困難的，另一種是改變共混方法，如采用浸漬法，但是效果不能保證，實(shí)例也很少，當(dāng)然最好的辦法是采用市場(chǎng)可售的，已被證明是高效的敏化劑，適當(dāng)?shù)馗脑烊廴诠不煸O(shè)備，達(dá)到無(wú)自聚熔融共混的目的。
在國(guó)內(nèi)，目前有少數(shù)電線(xiàn)廠生產(chǎn)X－ETFE絕緣電線(xiàn)，他們均采用購(gòu)買(mǎi)國(guó)外現(xiàn)成的X－ETFE電纜料，尚無(wú)自行開(kāi)發(fā)X－ETFE絕緣料的能力。
2、電子束輻照交聯(lián)
X－ETFE絕緣電線(xiàn)輻照劑量在15Mrad左右，但并非經(jīng)過(guò)15Mrad輻照后，X－ETFE絕緣都可能通過(guò)交聯(lián)度驗(yàn)證試驗(yàn)，這表明交聯(lián)度不夠，國(guó)外現(xiàn)成的X－ETFE絕緣料也存在這個(gè)問(wèn)題。所以對(duì)交聯(lián)度驗(yàn)證試驗(yàn)有時(shí)通過(guò)，有時(shí)通不過(guò)，存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。另一個(gè)問(wèn)題是，輻照后絕緣的顏色有時(shí)會(huì)發(fā)黃。
為解決上述問(wèn)題，采取了一些措施，包括采用一定溫度下和在惰性氣體保護(hù)下輻照，采用一定溫度下輻照，即輻照設(shè)備的束下裝置在電線(xiàn)通過(guò)部分的溫度較環(huán)境溫度高，這樣非常有利于交聯(lián)過(guò)程的完成，甚至在較低的輻照劑量下也能達(dá)到要求。無(wú)論是一定溫度下或惰性氣體保護(hù)下輻照，這都需要研制專(zhuān)門(mén)的裝置，而且該裝置因不同輻照設(shè)備而不同。
3、后處理
經(jīng)輻照交聯(lián)后的X－ETFE絕緣電線(xiàn)中存在氟化氫（HF），且絕緣內(nèi)有累積電荷，會(huì)影響電線(xiàn)壽命，因此要除去氟化氫和累積電荷，這就需后處理。有人對(duì)X－ETFE絕緣電線(xiàn)的后處理作了非常細(xì)致的研究，主要結(jié)論是在真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在一定溫度條件下，對(duì)消除X－ETFE中氟化氫和累積電荷非常有利。氟化氫的產(chǎn)生與輻照劑量有關(guān)，在自然狀況下，氟化氫等可長(zhǎng)時(shí)間存在，而加熱狀態(tài)下，絕緣中的氟化氫濃度僅在幾十秒到幾分鐘可下降一半，這主要原因是隨著溫度升高，自由基能量增加，超過(guò)活化能的自由基數(shù)目增加，因而衰減速率加快。
X－ETFE高性能導(dǎo)線(xiàn)用量相當(dāng)大，目前主要生產(chǎn)廠商是美國(guó)Tyco－Raychem公司，我國(guó)每年從該公司進(jìn)口量以?xún)|元計(jì)算。在國(guó)內(nèi)雖有極少數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)這種導(dǎo)線(xiàn)，但限于用進(jìn)口X－ETFE電纜料，且性能不穩(wěn)定，因此在國(guó)內(nèi)開(kāi)展從X－ETFE電纜料開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)高質(zhì)量X－ETFE絕緣電線(xiàn)的研究開(kāi)發(fā)工作意義非常深遠(yuǎn)。
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