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2024年5月2日发(作者：)
辐照交联低烟无卤电线电缆
目前火灾事故中，电线电缆引起的火灾不容忽视。据不完全统计，1998
年我国发生的火灾中，因电线电缆所引起的占35%以上，在火灾死亡人员中有三
分之二是因为吸入电线电缆燃烧时释放出的有毒气体而窒息死亡，怎样阻止电线
电缆的燃烧,即使是被明火燃烧还低烟无毒,这是电线电缆制造业的一大课题。
1．阻燃材料的演变
从20世纪70年代开始，许多国家开始阻燃电线电缆的研制，一开
始人们首先想到了用含有卤素的材料来进行阻燃，因为含有卤素的材料具有很好
的阻燃性。此类材料分为两种：一种是材料的基体树脂含有卤素，如聚氯乙烯
（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）等；另一种基体树脂不含卤素，如聚乙烯（PE）
等，添加溴联苯醚，氯化石蜡，前一种称有卤阻燃，后一种称低卤阻燃，但是这
些阻燃电线电缆在燃烧时存在高发烟高毒性的弊端，当火灾发生时，产生溴化二
恶英。被困人员乃至消防人员极易吸入此类有毒的含卤气体而窒息伤亡，造成火
灾的二次灾害。
从20世纪80年代开始，国际上开始对低烟无卤阻燃材料的研制，这
种材料的优点是低烟无卤、无毒，即使被明火燃烧时，释放出来的是二氧化碳气
体和水蒸汽。
2. 低烟无卤阻燃聚烯烃
低烟无卤聚烯烃是以聚乙烯为基体，将被EVA（乙烯-醋酸乙烯酯关
聚物）活化了的大量氢氧化镁或氢氧化铝捏合在聚乙烯基体中，利用氢氧化物被
燃烧受热时，分解成金属氧化物和水，该反应为吸热反应。
阻燃原理如下：氢氧化物被燃烧时是分解反应，该反应是吸热反应，
吸收周围空气中的大量热量，降低了燃烧现场的温度，此为阻燃机理之一；生成
的水分子，也吸收大量热量，此为阻燃机理之二；产生的金属氧化物结壳，阻止
了氧气及有机物的再一次接触,此为阻燃机理之三。所以低烟无卤聚烯烃是采用
吸热及金属氧化物隔氧的方法进行阻燃的。
3. 辐照交联工艺在低烟无卤电线电缆中的应用
低烟无卤聚烯烃主要是采用氢氧化物作为阻燃剂。氢氧化物又称为
碱，其特性是容易吸收空气中的水分，即称为潮解。潮解的结果是绝缘层的体积
电阻系数大幅度下降，由原来的17MΩ/km可降至为0.1MΩ/km。怎样阻止潮解
的发生呢？只有将基体--聚烯烃的分子结构予以改变，形成致密层以阻止空气中
的水分子及阻燃剂氢氧化物相结合从而形成潮解现象，人们称此为交联。
交联的方式分为两大类，即化学交联和物理交联。而化学交联又分
为干法交联和温水交联二种。
干法交联的方法是在温度达300-400℃的高压气体中，经过一定的
时间使聚乙烯分子链交联。在此状况下，氢氧化物已分解为金属氧化物和水，因
此电缆表面将出现裂纹及水泡，所以干法交联的方法是不可用于低烟无卤材料
的。
温水交联的方法是将电线电缆置于90℃的温水中浸泡5至7小时，
在此状况下，氢氧化物将吸收大量的水份，导致绝缘电阻下降，直接影响到电缆
的综合性能。
物理交联又称辐照交联，是利用电子加速成器产生的高能量电子束
流，轰击绝缘层及护套，将高分子链打断，被打断的每一个断点称为自由基。自
由基不稳定，相互之间要重新组合, 重新组合后由原来的链状分子结构变为三维
网状的分子结构而形成交联，此交联方式既无高温又无水，既能使聚烯烃交联，
又不影响阻燃性能和电气性能，所以低烟无卤聚烯烃材料只能采用辐照的方式交
联，别无选择。
4. 辐照交联低烟无卤耐热电线电缆的综合性能
4.1 电气性能
绝缘电阻常数（90℃）:17.6MΩ.km。
4.2 阻燃性能（无卤、低烟特性）
a.氧指数为38。
b.电缆燃烧时气体逸出试验：绝缘PH值为6.74；绝缘电
导率为1.18。
c.电缆燃烧时烟浓度试验（透光率）：97%。
4.3 机械物理性能（耐高温特性）
a. 135℃、168h空气箱老化试验：老化后抗张强度保留率
为106%;老化后断裂伸长率保留率为90%。
b. 延伸试验（200℃.15min）：负载下伸长率为≤175%；
冷却后永久变形率为≤15%。
备注：保留率-如果物体原来的抗张强度为10公斤/cm2，老化后的抗张强
度为10.6公斤/cm2 ，此物体老化后的抗张强度保留率为106%。
工业化带来的环境破坏是当今各国面临的主要难题之一，电线电缆领域
同样也存在这样的困境，如何有效解决这一难题是每一个有社会良知的企业正在
认真思考的课题。
常规的电线电缆主要采用聚氯乙烯（PVC）绝缘，是相当严重的污染源，
其在制造、使用及废弃处理时会产生大量的烟雾、二恶英、铅、卤等公害物质。
尤其是在火灾事故方面人们有着数不清的惨痛教训，如伦敦地铁Kings
Cross站大火；Piper Alpha北海油井大火；德国杜塞尔多夫机场大火；里昂、
东京、芝加哥等地的电信局火灾，上述所有火灾事故，电缆都被认定为造成灾难
的罪魁祸首，因为常规的电缆材料易燃，且会放出浓黑的烟雾及腐蚀性、刺激性
气体，对火灾的扑灭和逃生都带来极大的困难。
绿色环保型辐照交联电线电缆，成功地解决了普通电缆的上述缺陷，其优异
品质表现在如下方面：
1、不含有卤素，不产生有害气体及腐蚀性气体。（无卤）
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