雙碳黑排列在220kV可交聯(lián)半導(dǎo)電屏蔽材料中的應(yīng)用

高壓可交聯(lián)半導(dǎo)體屏蔽材料的主要功能是導(dǎo)電屏蔽，交聯(lián)是產(chǎn)品的制造過(guò)程。電纜制成后，特別需要“超清潔和超光滑”。一凈二滑即不允許有任何突起，這是其高耐壓性的真實(shí)質(zhì)量值。交聯(lián)的目的是支化聚乙烯的共聚物。作為無(wú)機(jī)物的碳黑是不能交聯(lián)的導(dǎo)電劑。 220kV及以下的高壓半導(dǎo)體屏蔽材料擠出后的突起主要是由于聚合物和碳黑的分散不良所致。由其他添加劑形成的突起可以忽略不計(jì)，甚至可以忽略不計(jì)。聚合物與碳黑之間的相互作用非常緊密，不能說(shuō)突起的特定物質(zhì)是單獨(dú)形成的！

必須嚴(yán)格篩選和控制用于配制220kV及以下高壓光電復(fù)合光纜樣品超潔凈和超光滑半導(dǎo)體屏蔽材料的原材料的質(zhì)量要求！絕大多數(shù)（80％）取決于使用的導(dǎo)電碳黑，如何正確合理地應(yīng)用碳黑是屏蔽材料制造商的必修課，也是該主題的核心任務(wù)。真正構(gòu)成產(chǎn)品質(zhì)量的是靈魂價(jià)值，特別是對(duì)于高壓，超高壓和直流高壓半導(dǎo)電屏蔽材料而言，選擇導(dǎo)電碳黑是配方的重中之重。并要正確理解碳黑，使用碳黑，您可以基本實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)電屏蔽材料的輪廓。

根據(jù)碳黑的不同結(jié)構(gòu)，可以將導(dǎo)電性從低到高進(jìn)行類(lèi)比：CF導(dǎo)電碳黑，SCF導(dǎo)電碳黑，XCF超導(dǎo)電碳黑特征是：原始粒徑的大小，結(jié)構(gòu)高度和表面上不同的物理和化學(xué)基團(tuán)。這三個(gè)基本特征是上述三種碳黑的！但是他們不一樣。這些綜合因素和條件決定了如何為220kV高壓超高壓和DC高壓屏蔽材料中使用的碳黑選擇嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。就CF導(dǎo)電碳黑而言，它很容易分散并且相對(duì)電導(dǎo)率降低。如果增加其添加量以滿(mǎn)足導(dǎo)電性，則勢(shì)必破壞屏蔽材料的物理機(jī)械能以及電纜加工和擠出的理想性。由于CF導(dǎo)電碳黑具有較大的粒徑，相對(duì)較低的結(jié)構(gòu)和較高的揮發(fā)性，因此CF導(dǎo)電碳黑的特性決定了其在聚合物中的優(yōu)異分散性，但它包含更多的雜質(zhì)聚集物質(zhì)，例如鈉，鉀，鐵，硫，滴入的硬碳和結(jié)晶水，最致命的是其導(dǎo)電性。與此同時(shí)，過(guò)多的雜質(zhì)也會(huì)引起屏蔽材料相對(duì)于物理和機(jī)械技術(shù)數(shù)據(jù)的波動(dòng)。

SCF導(dǎo)電碳黑的三個(gè)基本特性類(lèi)似于CF碳黑，不同之處在于其雜質(zhì)聚集體的粒徑范圍相對(duì)較低，電導(dǎo)率稍穩(wěn)定，相對(duì)雜質(zhì)較少。當(dāng)受到加工溫度的影響時(shí)，聚集體之間的距離也會(huì)發(fā)生很大變化，并且XCF超導(dǎo)碳黑的**優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性非常好且清潔。但是，與聚合物的有效分散效果不是很令人滿(mǎn)意。如何正確選擇理想的兩種混入導(dǎo)電碳黑中的碳黑作為高壓超高壓屏蔽材料的高效超凈導(dǎo)電劑，在建立穩(wěn)定而牢固的導(dǎo)電通道的同時(shí)，還必須保持其導(dǎo)電性。擠出當(dāng)電纜后面的超清潔和超光滑接口適用于高壓超清潔XLPE時(shí)，首先必須了解所選的導(dǎo)電碳黑。

在早期，許多人對(duì)碳黑的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究工作。 1951年，富蘭克林（Franklin）和勒斯頓（Ruston）提出了“水平結(jié)構(gòu)”。此外，不同的碳黑具有不同的“混沌層結(jié)構(gòu)”。碳黑的結(jié)構(gòu)不同，各層平行且等距，但層及其各層也存在變形和“互穿”，形成無(wú)序的堆積。這種無(wú)序狀態(tài)的碳黑稱(chēng)為“混沌層結(jié)構(gòu)”。通常，碳黑層很少，導(dǎo)電碳黑層很多（6-7層）。通常碳黑是一層（3-5層），間距是“小層間距”，而導(dǎo)電碳黑是“小層間距”。

當(dāng)聚合物和雙碳黑混合并塑化時(shí)，其極性和結(jié)晶度直接影響高壓屏蔽材料的電導(dǎo)率穩(wěn)定性。在選擇聚合物樹(shù)脂時(shí)，PE支鏈共聚物，支鏈PE和超支化PE是不可分割的。這些支鏈聚合物是EVA，EBA，EEA，EMA...。支鏈PE是極性的，具有高彈性和柔韌性，但這些支鏈PE和超支化PE的結(jié)晶度大大降低。從極性的角度來(lái)看，由于碳黑表面存在活性-OH，-COOH極性基團(tuán)，然后與這些高度極化的支鏈PE“盲合”，因此很容易與活性炭原子相互作用在生產(chǎn)和加工過(guò)程中碳黑的團(tuán)簇相互作用導(dǎo)致分子的“范德華力”上下波動(dòng)，最終，碳黑的原始顆粒在支鏈的PE“本體”中形成突然的不良堆積的突起。通過(guò)雙碳黑的排列制成的超清潔，超光滑的半導(dǎo)體屏蔽材料已經(jīng)在客戶(hù)使用過(guò)程中展示了其全面的質(zhì)量加工優(yōu)勢(shì)。

我們堅(jiān)信，國(guó)產(chǎn)220kV及以下的超潔凈，超光滑的半導(dǎo)體屏蔽材料將有一天真正進(jìn)入國(guó)家智能電網(wǎng)的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，并成為中國(guó)智能電網(wǎng)“智能制造”的一部分電壓材料，共同推動(dòng)中國(guó)高壓和超高壓屏蔽材料產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展，與生產(chǎn)同步推進(jìn)，真正實(shí)現(xiàn)了中國(guó)高壓材料的國(guó)產(chǎn)化。