聚乙烯材料中炭黑含量測試的后續(xù)研究

一、引言

近年來，光通信在國內(nèi)迅猛發(fā)展，中國已經(jīng)成為了全球最大的光纖光纜生產(chǎn)國和消費國。光纜護套的主要材料聚乙烯使用量也迅猛增長，與此同時，市場上聚乙烯的性能優(yōu)劣也參差不齊。而作為光纜抵御外界機械環(huán)境破壞的防線，聚乙烯的質(zhì)量直接關系著光纜的使用壽命和穩(wěn)定可靠性。

作為一種經(jīng)濟實惠的手段，光纜外護套用聚乙烯材料一般會添加少量炭黑，炭黑不但起到對光纜外護套染色的作用，它還是一種光屏蔽劑，能吸收紫外光，防止聚乙烯分子鏈的斷裂和裂解，從而提升護套的抗紫外性能。GB/T 15065-2009《電線電纜用黑色聚乙烯塑料》中規(guī)定炭黑含量的范圍為2.60%±0.25%。過少的炭黑會導致材料抗紫外線能力不足，過多的炭黑則會犧牲聚乙烯的物理機械性能。因此，炭黑含量是光纜護套用聚乙烯材料的一個很重要的材料參數(shù)。

目前，國內(nèi)線纜行業(yè)針對聚乙烯炭黑含量的檢測方法主要參考國家標準GB/T 2951.41-2008[2]，標準中介紹了炭黑含量的兩種測試方法：一是直接燃燒法，標準規(guī)定該方法是炭黑含量的基準測試方法；二是熱重分析法（簡稱 TGA 法），標準規(guī)定為替代方法。

二、參考標準

GB/T15065-2009 電線電纜用黑色聚乙烯塑料

GB/T 2951.41-2008 電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第41部分

三、試驗設備

四、取樣

從電纜的一端取一端足夠沖涼的的絕緣和護套試樣。將試樣切成小塊，任意方向上的尺寸應不大于5mm。

要求：重量：(1.0±0.1)g

五、試驗步驟：

1. 將燃燒舟灼燒，干燥器冷卻>30min，稱重。

2. 樣品放入燃燒舟，稱重（樣品重量A）。

3. 將裝有試樣的燃燒舟放到石英管的中部。氮氣以（1.7±0.3）L/min的流速通過燃燒管，并在以后的加熱過程中保持這個流速。

4. 升溫：

a. 10min 升溫至 350℃；

b. 10min 升溫至 450℃；

c. 10min 升溫至 600℃；保溫 10min，爐子外

玻璃管內(nèi)冷卻 5min，干燥器冷卻 30min，稱重（殘留物質(zhì)量B）

此之前都為氮氣氛圍；

d. 600℃，切換為空氣/氧氣，放入樣品使炭黑燃燒，待冷卻后，稱重（殘留 物質(zhì)量C）。

注意：1、以上質(zhì)量精確到0.0001g

2、有疑問時，氮氣中的含氧量應限制在0.01%

建議：1、直接燃燒法中，延長氮氣氛圍下保溫時間或提高保溫溫度都能促進聚乙烯 料的有機物雜質(zhì)完全分解，提高炭黑含量的測試準確性。

2、現(xiàn)今國內(nèi)線纜行 業(yè)聚乙烯塑料的質(zhì)量參差不齊，建議GB/T 2951.41-2008 在修訂時修改直接燃燒法相關測試參數(shù)，適應各種品質(zhì)聚乙烯料的炭黑含 量的測試。

六、試驗結(jié)果分析

七、聚乙烯管材規(guī)定

《電線電纜用黑色聚乙烯塑料》中規(guī)定炭黑含量的范圍為 2.60%±0.25%