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摘要：电线电缆在电力传输中起着关键作用，广泛应用于电力、建筑、通信、汽车和航空领域，为电气化设备提供电能传输和信息传输，是实现电气化、信息化和智能社会发展的重要载体，对国民经济的发展起着重要的推动作用。PVC具有优异的韧性、热稳定性、电绝缘性、耐老化性等，广泛应用于电线电缆的绝缘层。然而，电缆绝缘护套容易腐蚀和老化。传统的电缆绝缘护套在低温环境下长期使用后，在冲击下容易发生脆性断裂等致命缺陷，极大地影响了电缆的使用寿命。电线电缆在火灾环境中燃烧产生大量热量，对人身安全造成危害，同时也会释放有毒气体，对身体造成二次伤害。
关键词：PVC；强韧性；热稳定性；阻燃性；共混改性；交联改性；
对当前PVC电线电缆的强韧性、热稳定性、阻燃性、电绝缘性等材料改性技术及改性原理及对应的国内外的研究状况进行介绍，然后介绍了共混改性及交联改性工艺技术，为研究PVC的改性技术在电缆中的应用提供研究思路。
一、聚氯乙烯改性技术在电线电缆材料中的应用探究
在现阶段，电线电缆材料在市场上需求越来越大，又由于人们对各种产品的安全性和低污染性的要求越来越高，聚氯乙烯改性技术的快速发展正好能够满足电线电缆的安全性，并能够降低其污染性。在实际应用中，塑料改性技术的应用探究主要有以下几点：改良技术在聚氯乙烯电线电缆料的应用探究。聚氯乙烯的物理性能和化学性能好，具有燃点高，抗化学腐蚀，耐油性，耐水性，良好的导电性等优良性能，因此在电线电缆行业中使用非常广泛。作为电缆料的包覆材料以及树脂的主要组成部分，聚氯乙烯的性能好坏很大程度上决定了电缆料的质量。然而聚氯乙烯本身抗老化性能较弱，容易随着温度而变质以及耐磨性能不好，缩短了电线电缆的使用周期，造成了材料的浪费。电缆报废后，聚氯乙烯在燃烧时会产生大量的有毒气体，严重污染环境，不符合环保的要求。针对上述问题，需要对聚氯乙烯进行改性设计，主要方法有三种。第一种是无毒聚氯乙烯热稳剂的应用，其主要研究目的是改良材料的耐热性，环保性。其中稀土热稳定剂正逐渐代替铅镉稳定剂，原因是在加工聚氯乙烯时，稀土能够吸收聚氯乙烯产生的氯化氢，提高稳定性和环保性；第二种是聚氯乙烯辐照交联技术的应用；第三种是聚氯乙烯阻燃抑烟技术的应用。聚氯乙烯自身的燃点较高，阻燃性能不错，但因大量增塑剂加入其中，会降低聚氯乙烯的阻燃性。因此，阻燃改性设计是有必要的。市场上阻燃抑烟剂成本不高，生产流程简单，主要有无机和有机、纳米阻燃抑烟剂可供选择。
二、PVC材料改性技术在电线电缆中的运用
1.强韧性材料改性技术。强韧性是PVC材质电缆抵抗外力作用下的塑性变形的能力，电缆的塑韧性不足极易使得电缆的绝缘层损坏使得电缆报废，根据增韧改性剂的弹性与刚性，可将PVC的增韧方式分为弹性及刚性增韧，研究了MBS的含量对PVC的冲击韧性影响，研究明加入MBS后PVC的冲击韧性得到显著提升。进行了CPE改性硬质PVC增韧效果的研究，研究结果表明PVC的断裂伸长率随CPE的断裂伸长率的增大而增大。研究了超细活性碳酸钙的含量对PVC电线电缆料的延伸率及强韧性影响，研究表明随着纳米碳酸钙的加入，PVC的延伸率随碳酸钙含量的增加而逐渐增大。
2.热稳定性材料改性技术。PVC长时间与光线、热量及氧气接触后易产生降解及交联反应，使得PVC热稳定性及力学性能降低。而提升PVC线缆绝缘层热稳定性的方法为在PVC中加入热稳定剂，常规的热稳定剂主要有钙锌热稳定剂、铅盐热稳剂、稀土热稳定剂等。钙锌热稳定剂具有环保无毒、良好的润滑性等特点广泛应用于PVC热稳定剂中；铅盐热稳定剂具有优异的耐热性、电绝缘性及价格低廉等优势，但是铅具有较大的毒性，正逐渐被淘汰。稀土离子具有丰富的电子能级可与PVC中的氯原子形成配位键，增强PVC的分子间作用力，抑制PVC受热后的脱氯反应发生，从根本上提升了PVC的热稳定性且稀土具有产物无污染、无毒性等特点，成为绿色环保的新兴PVC热稳定剂。
研究了硬脂酸镧稀土对PVC热稳定的影响，研究发现稀土可以与PVC中的氯原子形成配位键，抑制了PVC受热后脱氯反应的产生，使得PVC的热稳定性得到提升。
3.阻燃性材料改性技术。在PVC线缆中加入阻燃剂可有效地提升PVC绝缘护套的阻燃性能，通过在PVC中加入阻燃增塑剂TCPP并复合Sb2O3可在提升PVC阻燃性能的同时提升其塑韧性。研究了复合阻燃剂对PVC阻燃效果的影响，结果表明阻燃剂受到高温作用时，释放出大量的结晶水，抑制线缆温度上升及热分解速度，降低了线缆的燃烧速度，并产生分解产物在吸收线缆热分解产生的HCI的同时，覆盖在线缆表面阻止线缆燃烧，起到了显著的阻燃抑烟控卤的作用。杨舒逸研究表明，复配阻燃体系对PUR-T/PVC合金具有一定增韧作用的同时，能够起到较好的抑烟作用，并进一步提升了合金的阻燃性能。
4.电绝缘性材料改性技术。电绝缘性为PVC绝缘护套隔绝电场及磁场的能力，尤其是针对通信电缆等要求电缆受到传输干扰小的使用环境，因此需要对通信用PVC电缆进行材料改性以提升PVC的绝缘性能。毕丽景研究发现，在PVC中添加增塑剂DOP，可以增加PVC支链段的分子活性，降低PVC之间的分子间作用力，使得电缆中的离子载流子的迁移速率增加，提升PVC通信电缆线的导电性。研究了不同增塑剂对PVC的导电性的影响，研究结果表明随着增塑剂的增加PVC的电性能呈现出下降趋势，主要是由于增塑剂的电损耗要大于PVC基体且增塑剂中存在着杂质，使得载流子的运动阻力增大，使PVC的电性能下降。
5.耐低温性材料改性技术。某些地区冬季气温低于50摄氏度，而常规的PVC使用低温脆化温度一般为-15~20℃，受到冲击作用后产生脆性断裂。周双齐使以二甘醇、三甘醇和脂肪酸为主要原料，在复合催化剂作用下，制得耐寒性增塑剂2279，可使PVC冲击脆化温度提升至25摄氏度以上，PVC的耐低温性得到大幅提升。研究低温下PVC的塑韧性改性技术，研究发现当选用聚醚型聚氨酯弹性体、丁腈橡胶粉，以及乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物作为耐低温改性剂时，PVC的冲击韧性得到提升。
三、PVC工艺改性技术在电线电缆中的运用
1.共混改性工艺技术。将共混改性剂如增塑剂、热稳定剂、阻燃剂等通过物理共混或者化学共混改性工艺对PVC进行改性，相对于单一改性剂对PVC性能改性效果，具有改性成本低，改性产品综合性能提升明显等优势。对ABS与PVC，MBS与Sb2O3共混体系的改性进行了研究，结果表明在共混体系中加入Sb2O3可以显著提高系统的助燃性能。将CPE与核壳结构的ACR抗冲击改性剂与PVC进行共混改性，提出复合冲击改性剂的增韧效果要优于单一改性剂的冲击增韧效果。
2.辐照交联改性工艺技术。研究表明，通过交联改性工艺后的聚氯乙烯制得的电线电缆的力学性能、耐腐蚀性能、耐热性能及阻燃性能可得到大幅度提升，交联过程分为辐照交联、过氧化物交联、盐交联、紫外交联等。通过辐照交联技术对PVC绝缘护套进行改性，可使PVC电缆的热稳定、力学性能及阻燃性得到大幅提升。石光等通过γ射线对PVC进行辐照交联改性，结果表明PVC的力学性能随着辐射量及交联剂的含量的增加而增强。研究发现，凝胶量大于45%的PVC经过紫外交联改性后耐热性提升较大。
总之，PVC线缆改性技术分为材料改性及工艺技术改性，且共混改性技术正由单一共混改性逐渐向多元共混、多功能改性剂共混的改性技术发展。随环境保护力度加大，铅盐稳定剂、机器锡/热稳定剂等污染性大的化学改性剂及相应的改性方法正逐步在PVC改性剂的中退去，未来如稀土热稳定剂、CaCO3、Ca/Zn等无毒无污染的环保型改性剂将得到广泛应用。提升线缆的热稳定性、阻燃性及抑烟性，对保障火灾环境中人民的生命安全具有重要意义。
参考文献：
[1]杨飞．电线电缆行业的发展状况、趋势、市场分析及存在的问题分析．2019．
[2]周海明．关于PVC改性技术在电线电缆中的应用现状与发展趋势.2019.