[发明专利]检测超高压电缆用可交联乙烯系聚合物链结构的方法

摘要

本发明提供一种检测超高压电缆用可交联乙烯系聚合物链结构的方法，其包括短支链结构的表征和长支链结构的表征，所述短支链结构的表征包括：(1)标准差示扫描量热分析；(2)初始自成核温度的确定；(3)连续自成核退火热分级分析；所述长支链结构的表征包括：(i)线性粘弹区范围的确定；(ii)流变性能参数。通过本发明的检测超高压电缆用可交联乙烯系聚合物链结构的方法，可以实现对其短支链结构和长支链结构的全面表征，从而可以对开发不同耐压等级的电缆绝缘料提供指导。

主权项

一种检测超高压电缆用可交联乙烯系聚合物链结构的方法，其包括短支链结构的表征和长支链结构的表征，所述短支链结构的表征包括：(1)标准差示扫描量热分析将所述可交联乙烯系聚合物升温至T1为130～200℃进行标准差示扫描量热分析，得到标准的降温结晶曲线和升温熔融曲线以及熔点和熔程范围；(2)初始自成核温度的确定将所述可交联乙烯系聚合物样品分别升温至所述熔程范围内的3～20个温度值的热处理温度分别进行差示扫描量热分析，得到在各热处理温度的降温结晶曲线和升温熔融曲线；将所述熔程范围的3～20个温度值的热处理温度的降温结晶曲线和升温熔融曲线与上述步骤(1)中得到的标准的降温结晶曲线和升温熔融曲线进行比较，将与所述标准的降温结晶曲线和升温熔融曲线相同的热处理温度中的最低温度取为初始自成核温度Ts；(3)连续自成核退火热分级分析从初始自成核温度Ts作为第一个热处理温度开始，温度间隔为递减5～8℃，最后一个热处理温度为60～70℃，进行连续自成核退火热分级分析，获得升温熔融曲线，由所述升温熔融曲线得到各熔点Tm值，由该Tm值根据以下方程获得短支链含量和片晶厚度：SCB＝(Tm‑134)/(‑1.55)，其中SCB为短支链含量，$L=\frac{2\mathrm{\σ}{T}_m^0\mathrm{\Δz}}{\mathrm{\Δh}(T_m^0-T_m)}$其中，L为片晶厚度，表面自由能σ为5.0kJ/mol，平衡熔点Tm⁰为399K；熔融焓Δh为8.2kJ/mol；Δz是聚乙烯晶体中一个重复单元C₂H₄的长度，为0.254nm；所述长支链结构的表征包括：(i)线性粘弹区范围的确定将所述可交联乙烯系聚合物在130～190℃中选取的一个温度T_A下、在应变范围为0.1～100％中进行动态应变扫描，记录储能模量G'随应变的变化，将储能模量不随应变变化的区域确定为线性粘弹区；(ii)流变性能参数在步骤(i)所述的温度T_A下、在线性粘弹区中任选的应变ε下，对所述可交联乙烯系聚合物进行动态流变分析，得到储能模量G'随频率ω的变化结果，将在低频末端区储能模量G'随频率ω变化的斜率确定为Y_G'，将最低角频率ω对应的复数粘度η*确定为零剪切粘度η₀；在130～190℃中选取除了温度T之外的2～5个温度，并在各温度下测量零剪切粘度η₀，获得lnη₀随1/T的变化，由该变化的斜率获得粘流活化能E。