【详解】TPE、PU、PE、XLPE等常用电线电缆材料详细盘点！

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一 、聚氯乙烯 (PVC)

1、PVC一般电气参数

体积电阻率ρ=1010 ~1012 Ω·m,介质损耗角正切tgδ(50Hz)=0.05 ~0.15, 介电常数ε＝4~8(50Hz)。

2. PVC用于绝缘和护层材料

（1）PVC作为电线电缆绝缘用之性能:不易燃烧、耐老化、耐油、耐化学药品、耐冲击、易着色;但由于介电常数大,一般只作为低压电缆的绝缘材料和控制电缆的绝缘材料；

（2）PVC作为电线电缆护套用之性能:具有良的耐磨性、能抵抗油、酸、碱、菌、潮气及日光照射等,并且对火焰的作用有自灭作性能;聚氯乙烯护套的最低工作温度的 -40度,耐高温可达105度 。二 、聚乙烯 (PE)

1、PE的一般物理性能

呈白色蜡状,半透明,柔而韧,稍能伸长,比水轻,无毒;燃烧特征:易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色而下端呈蓝色,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味;聚乙烯加工熔点范围是132~1350C,着火温度为:3400C,自燃温度为:3900C。

2、聚乙烯的一般电气参数

体积电阻率ρ>1015 Ω·m,熔融指数MI=0.17 ~2.0,介电常数ε＝

2.25~2.35(50Hz)。

3、PE的类型（1）LDPE：低密度聚乙烯是聚乙烯系列中最轻的一种,又称低压聚乙烯,结构特点是非线性的,分子量一般为10 ~ 50万;因此,与中密度和高密度聚乙烯相比,它具有较低的结晶度和软化点(软化点为:105 ~ 1200C),有较好的柔软性、伸长率、电绝缘性、透明性,以及较高的耐冲击强度．低密度聚乙烯机械强度较差,耐热性低,此外,一个明显弱点是耐环境应力开裂性差；

（2）MDPE：中密度聚乙烯又称中压聚乙烯和菲利浦聚乙烯,其性能和高密度聚乙烯相傩,本厂已不再使用,此处不详述；

（3）HDPE：高密度聚乙烯较之低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯,它具有优异的综合性能,如提高了耐热性和机械强度(如拉伸长度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度),并且提高了对水蒸汽和气体的阻隔性能,耐环境应力龟裂性能优越。

（4）FMPE：发泡PE是使用最广泛的泡沫材料,采用化学发泡的泡沫聚乙烯,其介电常数可降低到1.55左右．如果采用物理发泡的新工艺,即在挤塑时将惰性气体(氮气或空气)注入熔化的聚乙烯来发泡,可制得气泡尺寸较小的泡沫聚乙烯,发泡度可控制在35-40%之间,40%以上骓达到,其介电常数可降低到1.20左右,而且由于不采用化学发泡剂,绝缘内不包含发泡剂残余,介质损耗也可大大地减少,损耗已达到空气绝缘的水平．本厂现采用化学发泡方法挤出；

（5）发泡聚乙烯的强度和耐磨性能较实体聚乙烯差很多,尤其是薄层细线结构时,在绞合工艺中会使绝缘磨破；为了确保强度和耐磨性,要采用密度高和分子量大的PE．一般采用LDPE时。

密度要达0.928g/cm3,熔融指数MI要在0.3以下,也可加入一部分HDPE甚至全部采用HDPE来提高泡沫层的机械强度,加入HDPE还可提高PE的耐温性能 ,但HDPE的加工性能较差。

4、聚乙烯的电绝缘性及应用

（1）介电常数 ε和介质损耗角正切tgδ很小,并且在很宽的频率范围内几乎不变,因此是很理想的绝缘材料。此外ε和tgδ与温度的关系也很小。

（2）聚乙烯的分子量对电绝缘性能的影响不大,它的体积电阻系数ρ和击穿场强Eb,在浸水七天 后仍然变化不大。

（3）聚乙烯具有优异的电绝缘性能,广泛用于通信电缆的绝缘;为了改进通信电缆的技术-经济指标，一般都采用泡沫聚乙烯。

（4）为了改善耐环境应力龟裂性能,除采用交聚乙烯外,还可选择熔融指数小的PE．一般,分子量越小(熔融指数越高),耐环境应力开裂性能就越差；熔融指数0.4以下者,基本上可以避免环境应力开裂。密度在0.950左右,熔融指数越小的品种,最耐环境应力开裂。如果密度大于0.95,耐环境应力开裂性能也变差,但较低密度而具同样熔融指数的却好得多。但HDPE成型时常会残留有内应力,这点在使用过程中应注意。

（5）PE与EVA按一定比例混用,可改善环境应力开裂;与PP混用可提高硬度;与不同密度之PE混用,可调节其柔软性和硬度。三 、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (EVA)

1、EVA是一类具有类傩橡胶弹性的热塑性塑料 ,它的性能与醋酸乙烯酯的(VA)的含量有很大的关系:VA越小越象高压聚乙烯,而VA越多越象橡胶。VA含量低的EVA傩高压聚乙烯，柔软而抗冲击强度好,宜制造复合材料；

2、EVA具有良好的弹性和低温可挠性、耐化学药品性、耐候性；

3、与LDPE共聚使用,可改善LDPE的耐环境开裂性 、抗冲击性、软硬度及导体与绝缘间的附着力。四 、聚丙烯(PP)

1、聚丙烯的比重为 0.89-0.91,是目前常用塑料中比重最小的一种,机械强度优良,软化温度在热塑性树脂中最高,耐低温性、耐老化性都好;只只是耐旋光性略差,但可以通过共聚合添加稳定剂加以改进。

2、聚丙烯的一般性质: PP的外观很象HDPE,是白色蜡状固体,比PE透明,无毒,可燃烧而且离火后会继续燃烧,并放出石油傩的气味。

3、与聚乙烯相比, 聚丙烯有如下不同特点：

（1）PP表面硬度比PE高,耐磨性及弯曲变形能力均十分良好,所以PP有“低密度高强度塑料”之称；

（2）PP优于PE的另一优点是几乎没有环境应力开裂现象,PP具有极为优良的耐环境应力开裂性；不过由于PP本身分子结构规整度很高,使它在室温和低温下的冲击性能很差；

（3）PP是非极性材料,所以有很好的电气绝缘性;它的电绝缘性基本上类傩于LDPE,而且在广阔的频率范围内不发生变化；由于它的密度极低,介电常数比LDPE还小(ε＝2.0 ~ 2.5),介质损耗角正切为0.0005 ~0.001,体积电阻系数为1014Ω.m以上,击穿场强也很高,为30MV/m;再加之吸水性很小,所以PP完全可以用作高频绝缘材料。五 、聚脂料

这类材料的特点是高模数、高抗撕、高耐磨、高弹性及低滞后,适用温度的上限达1500C,大大超过其它热塑性橡胶,另外还具有优良的耐油、耐溶剂特性。六、 TPE、PU、TPU料

1、TPE

TPE具有通用塑料加工性能，又有着类似交联橡胶性能的高分子合金材料 ，SEBS分子结构中的双键被饱和，因此具有耐老化的特性，安全无毒、稳定性好、质地柔软、外观漂亮、手感舒适、回弹性能好和很强的防湿滑性，具有可回收性，因此具有环保的特点；

基于SEBS的TPE还具有很高的电绝缘性，TPE材料可取代PVC用作电线电缆的绝缘材料。目前应用在低温、耐老化及需要良好触感的领域，特别是一些高档电子消费品领域，如耳机线、电子线、电源线、信号线等。

2、PU

聚氨脂是一种新发展起来的柔软而坚韧的护套材料,具有良好的韧性、强度、耐靡性、耐化学腐蚀性和抗震性,能在-550C ~ +900C范围内保持柔软性,它还具有良好的抗辐射能力以及适于密封等优点,耐磨性比聚乙烯和聚氯乙烯好四倍。PU弹性体的原料是多元醇在二异氰酸酯;分聚酯型和聚醚型两种;聚酯多元醇多用于制造对撕裂强度、承重能力、耐热性、耐化学腐蚀和耐紫外线辐射等性能有较高要求的PU料。而聚醚多元醇则可使材料具有较好的低温性,耐水解性和耐征生物性。

3、TPU

热塑性聚氨酯弹性体，所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50%,外力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。可加热塑化，化学结构上没有或很少交联，其分子基本是线性的，然而却存在一定的物理交联。这类聚氨酯称为TPU 。（1）TPU的主要特性

A、硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性；

B、机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出；

C、耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能；

D、加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金；

E、TPU耐油、耐水、耐霉菌。再生利用性好；

TPU 作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料，这从它的刚性看出来，TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料（尼龙，ABS，PC，POM）在1000~10000Mpa。TPU 的硬度范围相当宽，从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性；

TPU在很宽的温度范围内-40~120℃，具有柔性，而不需要增塑剂；TPU 还有良好的耐天候性，极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性，抗撕裂性，屈扰强度都是优良的；拉伸强度高，伸长率大，长期压缩永久变形率低等都是TPU的显著优点。

（2）TPU性能

TPU弹性体的力学性能主要包括硬度，拉伸强度，压缩性能，撕裂强度，回弹性和耐磨性能，耐屈扰性等，而TPU 弹性塑料的力学性能，除这些性能外，还有较高剪切强度和冲击功等。硬度是材料抵抗变形，刻痕和划伤的能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A（Shore A）和邵尔D（shore D）硬度计测定，邵尔A用于比较软的TPU。

（3）TPU与其他塑胶对比

A、汽车部件：球型联轴节；防尘盖；踏板刹车器；门锁撞针；衬套；板簧衬套；轴承；防震部件；内外装饰件；防滑链等。

B、机械工业用部件：各种齿轮；密封件（主要起耐磨和耐油作用）；防震部件；取模针；衬套；轴承 盖类；连接器；橡胶筛；印刷胶辊等。

C、服饰辅料：女士文胸肩带、服装松紧带等。

D、鞋类：垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌、女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴，高档鞋底等。

E、其他：自位轮、把手、表带、高压管、医疗管、油压管、气压管、燃料管、涂敷管、膜片、键盘板、复合布、电线电缆、电力通信电缆、计算机配线、汽车配线、勘探电缆、各种环形管线、圆形带、V型带、同步带、防滑带等。七、XLPE是交联聚乙烯

XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性的分子结构，在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。

XLPE电缆料是一种含有机过氧化物如DCP（过氧化二异丙苯）的聚乙烯。这种过氧化物在高温高压及惰性气体环境下，与聚乙烯发生化学反应，使热塑性聚乙烯变成热固性（弹性体）的聚乙烯，即XLPE。

XLPE电缆有极佳的电气性能。介质损耗比纸绝缘和PVC绝缘都要小，XLPE电缆的电容也小。所以在没有有效星形接地系统中也可降低充电电流和接地故障电流。 极易敷设是 XLPE电缆的又一个优点。XLPE电缆有一个较小的弯曲半径，它比其他同类电缆轻而且有较为简单的终端处理。由于XLPE电缆不含油，所以在敷设XLPE电缆时不用考虑路线，也不存在由于淌油而无法敷设的情况。

极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了交联聚乙烯电缆在正常运行温度（ 90℃）、短时故障（130℃）及短路（250℃）条件下可允许大电流通过。聚乙烯是一种优质的化工原料，通过交联反应，使聚乙烯分子从二维结构变为三维网状结构，材料的化学和物理特性相应的得到增强，耐温耐压性能提高，这种材料即交联聚乙烯。聚乙烯的交联方法有物理交联即辐射交联和化学交联两种。化学交联又分为硅烷交联、过氧化物交联。

1、辐射交联

将聚乙烯制品，如包覆在导线上的聚乙烯护套、薄膜、薄壁管等产品用γ一射线、高能射线进行照射进行交联（引发聚乙烯大分子产生自由基，形成C-C交联链）。交联度受辐射剂量及温度的影响，交联点随辐射剂量的增加而增加，因此通过控制辐射条件，可以获得具有一定交联度的交联聚乙烯制品。

此方法设备投资大，防护设施要好，最适用于制备薄型交联产品。

2、化学交联

化学交联则是采用化学交联剂使聚合物产生交联，由线性结构转变为网状结构。交联剂的选择应视聚合物品种，加工工艺和制品性能而定，理想的交联剂除满足一些具体的要求外，还应具有如下基本要求：交联率高，交联结构稳定；加工安全性大，使用方便，加入树脂后的有效期适中，无过早或过晚交联之弊；不影响制品的加工性能和使用性能；无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛。

在化学交联中又有过氧化物交联、硅烷交联、偶氮交联之分：

①、过氧化物交联及交联剂

过氧化物交联，一般采用有机过氧化物为交联剂，在热的作用下，分解而生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳一碳交联，形成网状结构。该技术需要高压挤出设备，使交联反应在机筒内进行，然后使用快速加热方式对制品加热，从而产生交联制品。所以采用过氧化物交联法生产聚乙烯管材不易控制，产品质量不稳。

②、硅烷交联及交联剂

二十世纪六十年代研制成功硅烷交联技术。该技术是利用含有双链的乙烯基硅烷在引发剂的作用下与熔融的聚合物反应，形成硅烷接枝聚合物，该聚合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下，遇水发生水解，从而形成网状的氧烷链交联结构。硅烷交联技术由于其交联所用设备简单，工艺易于控制，投资较少，成品交联度高，品质好，从而大大推动了交联聚乙烯的生产和应用。除聚乙烯、硅烷外，交联中还需用催化剂、引发剂、抗氧剂等。

③偶氮交联

该方法是将偶氮化合物混入PE中，并在低于偶氮化合物分解温度挤出，挤出物通过一高温盐浴，偶氮化合物分解形成自由基，引发聚乙烯交联。一般用于熔融温度较低的柏胶类材料，对于塑料很少有实际应用。

3、交联聚乙烯电缆生产工艺

什么是交联聚乙烯绝缘电缆呢？绝缘就是将绝缘材料按其耐受电压程度的要求，以不同的厚度包复在导体外面而成，起着使带电体与其他部分隔绝的作用。电缆通电以后，导体要发热，因此，比较理想的绝缘材料应有良好的绝缘性能和良好的热导电性能，聚氯乙烯绝缘是热塑性材料，机械性能在很大程度上取决于聚合物的结晶体。在电和热的作用下，尤其电缆在过电流或短路故障时，温度可能升高使内部产生软化变形，导致绝缘性能降低，其它绝缘损坏，而交联聚乙烯绝缘是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。

因此，交联聚乙烯绝缘在耐热、机械性能方面具有良好优越性，成为目前理想的绝缘材料。 交联聚乙烯绝缘电缆显著改善了聚氯乙烯绝缘电缆的性能。聚氯乙烯绝缘电缆长期工作温度只有70℃，而交联聚乙烯绝缘电缆的长期允许工作温度可达90℃。在130℃温度下以保持弹性状态，相对同等截面的聚氯乙烯绝缘电缆，它的截流量可提高约25%。因此，在实际应用中，可用截面低一档的交联聚乙烯绝缘电缆来取代聚氯乙烯绝缘电缆。

交联聚乙烯绝缘比重为0.92g/cm3。而聚氯乙烯绝缘比重为1.35g/cm3。由于XLPE绝缘综合性能比PVC绝缘强，按国家标准（GB/T12706-2002）允许交联聚乙烯绝缘的厚度要比聚氯乙烯绝缘的厚度要薄，因此，交联聚乙烯绝缘电缆比聚氯乙烯绝缘电缆重量轻，直径要小，安装敷设方便，附件接头简单，而得到广泛使用。

正由于交联聚乙烯绝缘电缆具有PVC绝缘电缆无法比拟的优点。它的结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高等优异特性，越来越来被用户广泛地认同。

4、XLPE电缆设计及制造过程

XLPE电缆按照国内及国际标准设计，也可按用户要求设计制造。XLPE电缆可以用CCV（悬链式连续硫化），也可以用VCV（立式连续硫化）生产线生产。CCV和VCV在全干式状态（干式硫化、干式冷却）下生产中高压电缆。

来源：微电缆



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