電線(xiàn)電纜的輻照加工一般是指在高能電子束的照射下，電線(xiàn)電纜的絕緣層及護(hù)套層的聚合物材料分子間形成交聯(lián)共價(jià)鍵，生成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)， 該過(guò)程也叫輻照交聯(lián)。
經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)改性的電線(xiàn)電纜其強(qiáng)度、彈性、硬度都得到了改善，耐溶劑性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂也有極大的提高，最重要的是耐熱性及耐短路溫度有了明顯的改善。力學(xué)性能的改變是指抗張強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率，彈性模量，耐磨，抗疲勞等的改變，耐熱性的改善體現(xiàn)在熱延伸上，輻照對(duì)聚合物的電性能影響不大。
輻照由于形成了交聯(lián)點(diǎn)，聚合物就由溶于某種溶劑變成不溶于某溶劑，如PVC，原來(lái)可以溶于四氫呋喃，PE可溶于二甲苯，輻照后交聯(lián)的部分就不溶了，用凝膠率來(lái)表示這個(gè)反應(yīng)的程度，也就是說(shuō)用溶劑的不溶部分的增加來(lái)證明交聯(lián)的存在，或用物性的改變來(lái)證明交聯(lián)的存在（熱延伸的改變、抗張、伸長(zhǎng)的改變等）。
影響輻射交聯(lián)的主要因素
1、劑量（劑量率）的影響
輻照劑量是指單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電子束的能量
1kg的樣品吸收1J的能量就說(shuō)它吸收的劑量是1戈瑞（GY），1戈瑞的百分之一叫一拉德，即1GY=100rad
大部分情況下我們用兆拉德，即106拉德叫1兆拉德，用mard表示，也有用千戈瑞來(lái)表示KGY，10千戈瑞為1兆拉德
因?yàn)?a href="http://www.5551751.com">輻照交聯(lián)是將聚合物的線(xiàn)狀分子側(cè)基結(jié)構(gòu)在高能電子的打擊下斷裂，形成自由基，再重新結(jié)合形成新的交聯(lián)化學(xué)鏈，所以可以想象聚合物接受的能量愈多，形成的交聯(lián)也愈多，所以劑量的大小是影響交聯(lián)度的最主要因素。當(dāng)如果主鏈斷了就成了輻照裂解了。
這里給大家介紹幾個(gè)輻照加工中涉及到的公式：
射程公式
高能電子束的射程，是指從進(jìn)入樣品到劑量為零時(shí)的距離
L =（0.542E-0.133）/P
E=0.8～3 mer 為電子的能量
P: 是樣品的比重
例如，我們用聚稀烴聚合物做電線(xiàn)的絕緣料，它的比重為1.52g/cm3,在2兆的電子能量照材下，它的材程將是
L=（0.542×2-0.133）/1.52
=0.626cm
電子大約可以走6mm后停止運(yùn)動(dòng)
如果我們用PE、PVC，橡膠料它們的比重分別是0.92g/cm3、1.35g/cm3,1.25g/cm3(CR),則在2兆的電子能量照射下它們的射程將分別是：
LPE =0.951/0.92
=1.03cm
LPVC =0.951/1.35
=0.701cm
LCR =0.951/1.25
=0.76cm
由此可見(jiàn)電子束在不同的聚合物（樣品、電線(xiàn)電纜的絕緣層、外護(hù)層等）中走過(guò)的路程是不同的。
穿透：電子束從進(jìn)入樣品到劑量開(kāi)始下降時(shí)走過(guò)的距離。
在電線(xiàn)電纜輻照加工中，我們關(guān)心的是穿透，也就是說(shuō)電子束在達(dá)到絕緣（外護(hù)層）什地方時(shí)，劑量就開(kāi)始下降了，從下降點(diǎn)開(kāi)始劑量就不準(zhǔn)了，不能再交聯(lián)了，不關(guān)心電子走過(guò)的距離，我們可以用下面這個(gè)公式來(lái)計(jì)算劑量均勻不變的距離：
L穿透=0.4（E-0.3）/P
E：電子的能量
P：樣品的比重
例如我們要輻照的電線(xiàn)分別是聚稀烴，PE、PVC、橡膠料（CR），則2mrad的電子在它們中走過(guò)的劑量不變的距離分別是
L穿透（XT）=0.68/1.52
=0.447cm
L穿透（PE）=0.68/0.92
=0.739cm
L穿透（PVC）=0.68/1.35
=0.503cm
L穿透（CR）=0.68/1.25
=0.544cm
由上面可見(jiàn)穿透的距離也就是劑量開(kāi)始下降的距離占全路程的71%左右。
劑量公式：
在知道了電子在樣品中行進(jìn)時(shí)劑量會(huì)變化及走過(guò)多長(zhǎng)的距離后，我們更關(guān)心的是劑量到底和什么有關(guān)系，也就是說(shuō)劑量是什么因素的函數(shù)。
劑量與電線(xiàn)電纜在束下繞的圈數(shù)，電子束的能量，束流大小成正比，與樣品（電線(xiàn)電纜外被絕緣）的厚度、比重、掃描寬度，運(yùn)行速度成反比即可，真正準(zhǔn)確的劑量是要靠劑量薄膜貼在電線(xiàn)上，隨電線(xiàn)一起走，然后再放在分光儀上來(lái)測(cè)量才能知道。
2、劑量率：Dm
劑量率Dm是指單位時(shí)間里樣品接受的劑量大小。
電子束照射到電線(xiàn)電纜上除了有我們所需要的交聯(lián)效應(yīng)外，最主要的一個(gè)效應(yīng)就是發(fā)熱溫度效應(yīng)，這是我們不想要的，原因是過(guò)度的發(fā)熱將會(huì)使聚合物溫度急劇上升，超過(guò)了它們的玻璃化溫度Tg或熔點(diǎn)Tm，聚合物將變軟，極易將外表面劃傷，另外將產(chǎn)生大量的小分子氣體，如H2，CO等來(lái)不及散去，聚在絕緣層中，越聚越多壓力越大，將會(huì)使導(dǎo)線(xiàn)表面起泡，極端的情況是將絕緣（外被）撐破，造成電線(xiàn)報(bào)廢，這種情況不是沒(méi)有發(fā)生過(guò)。據(jù)說(shuō)1mrad的劑量可以使聚稀烴類(lèi)絕緣層溫度升高5度，如果選定劑量為15mrad，則電線(xiàn)絕緣層（外被）溫度可能上升到75℃，再加上環(huán)境溫度25℃（夏天）溫度可達(dá)100℃，這么高的溫度肯定會(huì)使絕緣層受不了，不但產(chǎn)生氣泡還會(huì)加劇氧化過(guò)程，導(dǎo)致電線(xiàn)的電性能與力學(xué)性能變壞，怎么辦？除了噴淋水降溫，滾筒降溫外，另一個(gè)有效的措施就是降低劑量率，在輻照劑量不能改變的情況下將輻照速度降下來(lái)，劑量率就變小了，單位時(shí)間內(nèi)輻照吸收的劑量就少了，轉(zhuǎn)換的熱量也少了，也更易向四周?chē)⑷チ�，這一方法對(duì)付表面起泡非常有效，常常有這樣的情況，發(fā)現(xiàn)起泡后將束流降低一些，速度放慢一些，一會(huì)兒電線(xiàn)表面就不起泡了，另外還出現(xiàn)過(guò)速度較高時(shí)輻照橡膠線(xiàn)，多次測(cè)試其力學(xué)性能總是不滿(mǎn)意，將束流減少速度放慢，再進(jìn)行測(cè)試則抗張、斷裂伸長(zhǎng)率就變好了，這也許是氧化造成了其機(jī)械性能的降低吧。
我們也應(yīng)該注意到升溫和材料的比熱，熱容量還是有關(guān)的，還和材料的配方有關(guān)，同樣的輻照條件，擠出機(jī)的機(jī)頭，機(jī)身等溫度以及材料，導(dǎo)體受潮與否有關(guān)（絕緣材料的制作工藝及共混，添加劑分散均勻 性等是十分關(guān)鍵的）這就不是我們所能決定的了 。
當(dāng)然輻照速度很低產(chǎn)量就會(huì)減少，影響加工產(chǎn)值，所以應(yīng)在允許的范圍內(nèi)降低速度。
下面是一款汽車(chē)線(xiàn)的擠出與輻照工藝條件，從中我們可以感覺(jué)到溫升對(duì)線(xiàn)材表面的影響。
此電線(xiàn)絕緣料是以特種聚稀烴為基材，含有鹵阻燃劑，抗氧劑，助交聯(lián)劑等多種助劑，經(jīng)混煉造粒加工而制得，經(jīng)輻照后，具有優(yōu)良的耐熱性能及阻燃性能和耐磨性能，使用于耐熱125℃的阻燃交聯(lián)聚稀烴絕緣電線(xiàn)電纜：
特別說(shuō)明：如出現(xiàn)表面問(wèn)題可將機(jī)體溫度適當(dāng)升降
輻照劑量9～18mrad之間選擇最佳點(diǎn)
熱延伸控制在20%～30%范圍內(nèi)
以上說(shuō)明了輻照中溫升對(duì)線(xiàn)材表面的不利影響及解決方法，這個(gè)問(wèn)題每一個(gè)加工操作人員都要特別注意。
3、線(xiàn)纜在束下的纏繞對(duì)輻照的影響
由于電線(xiàn)電纜一般為圓形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體與絕緣層并存，導(dǎo)體就屏蔽了電子對(duì)其下部分絕緣層的照射，這一點(diǎn)與熱縮管不同，另一方面導(dǎo)體的反射也造成了上層的絕緣層多吸收了一些劑量，所以輻照電線(xiàn)電纜人們都會(huì)采用雙面輻照的方法來(lái)使劑量均勻。
雙面輻照時(shí)電線(xiàn)電纜的纏繞有交叉“8”字型與變型“8”型和“0”型三種，我們一般都采用變8字繞法，這樣可以方便穿牽引，也有用交叉“8”字的，沒(méi)見(jiàn)過(guò)“0”型的，當(dāng)電線(xiàn)一面接受束流照射，電線(xiàn)運(yùn)行到“8”的另一面時(shí)，原接受束流的一面向下不接受束流了，這樣一來(lái)，輻照就可以較為均勻了，但是話(huà)說(shuō)回來(lái)，這也僅僅是對(duì)于小載面的電線(xiàn)電纜合適，對(duì)于大截面的電線(xiàn)電纜有時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，平移這樣就造成了輻照劑量的不均勻，還要補(bǔ)劑量二次輻照，浪費(fèi)了人力物力。
對(duì)于截面較大的電線(xiàn)電纜一般在束下纏繞的圈數(shù)少一些，比如30道、21道、12道等，象502、702、1002等，較小截面的電線(xiàn)可以多繞一些，比如55道、70道、100道，像42、62、102、162、252等可以繞55圈，2.52以下的可以繞70道等，隨掃描寬度和分線(xiàn)梳而定，而對(duì)于A(yíng)WG28號(hào)、30號(hào)、32號(hào)極細(xì)的電子線(xiàn)也可繞100道,110道，每道里面放2根4根等。
也可以將滾筒分為2個(gè)獨(dú)立的部分，左邊的是一組，右邊的是一組，每組都可又進(jìn)又出，一個(gè)槽里放2根線(xiàn)，或一個(gè)槽里放一根線(xiàn)，提高輻照效率。
經(jīng)過(guò)上面的介紹，可以引出下面的問(wèn)題，就是劑量的換算問(wèn)題：
1、在能量與劑量都不變的情況下，導(dǎo)線(xiàn)繞不同的道數(shù)，怎樣確定單位束流導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行的速度。
比如：輻照42線(xiàn)，要求14兆，55圈，能量1.8mrad一進(jìn)一出，經(jīng)試驗(yàn)速度在8.5米/分鐘/毫安，測(cè)試指標(biāo)合格，為了提高產(chǎn)能要求圈數(shù)增加到70圈，每毫安速度應(yīng)是多少？
分析：由于其他條件都沒(méi)變，僅電線(xiàn)繞的道數(shù)發(fā)生了變化，增加了20道，我們可以想見(jiàn)，如速度不變則導(dǎo)線(xiàn)在掃描窗下接受的劑量肯定增加了，將會(huì)使電線(xiàn)由于輻照造成劑量太大，熱延伸、伸長(zhǎng)、抗張等技術(shù)指標(biāo)都要變化，輕則物性下降，重則電線(xiàn)照壞。為了抵消多出的20道接收的劑量，必須要將速度提高，道數(shù)增加了1.27倍，速度也要提高1.27倍，即V=1.27×8.5=10.82米/分/毫安，如果原來(lái)是70道，先改為55道呢，怎樣計(jì)算，請(qǐng)思考。
2、劑量發(fā)生了變化，但其他條件都不變，怎樣確定新的輻照速度：
例如：輻照42線(xiàn)，55圈，1.8mrad，一進(jìn)一出，要求熱延伸30%～60%，首先做試驗(yàn)選17兆（7m/mm/mA），熱延伸做下來(lái)是20%，不符合要求，重選14兆，速度應(yīng)多少呢？
分析：其他條件如能量、道數(shù)、掃描寬度都不變，僅劑量發(fā)生了改變，由17兆變?yōu)?4兆降低了.我們應(yīng)知道為使劑量將低，速度應(yīng)該加快才對(duì)，現(xiàn)劑量降低了0.82倍，速度應(yīng)提高0.82倍才對(duì)，V=7/0.82=8.5米/分鐘/毫安，或者17/14=1.21，V=7×1.21=8.5米/分/毫安，如果劑量由14兆增加到17兆應(yīng)該怎么算？
3、其他不變，僅一進(jìn)一出改為二進(jìn)二出，怎樣確定新的輻照速度
例如：輻照42線(xiàn)，55圈，電子能量1.8兆，劑量14兆，速度8.5米/分/毫安，效率低,為了提高產(chǎn)能要改為二進(jìn)二出，2×27圈，怎樣確定新的輻照速度？
分析：首先我們要明白，只有在一進(jìn)一出束流沒(méi)有開(kāi)到極限的情況下才可用二進(jìn)二出提高產(chǎn)能，否則無(wú)意義，為什么？
一進(jìn)一出改為二進(jìn)二出，顯然道數(shù)要減少，由原來(lái)的55道，變?yōu)閱芜?7道，道數(shù)少了，劑量又要求不變，很明顯速度應(yīng)放慢下來(lái)，道數(shù)少了0.49，速度應(yīng)慢0.49倍，8.5×0.49=4.17米/分/毫安，或者55/27=2.04，V=8.5/2.04=4.17米/分/毫安，如果由二進(jìn)二出改為一進(jìn)一出，劑量應(yīng)怎么算？
4、其他都不變的情況下，僅將能量改變劑量的換算
例如：輻照某一款電線(xiàn)，束下纏繞圈數(shù)不變，劑量原來(lái)為15mrad,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)由于導(dǎo)線(xiàn)絕緣層較厚輻照不均勻，想提高能量改善輻照均勻性。將能量從1.8MeV提供到2.0MeV，這時(shí)劑量是多少？
分析：從劑量公式我們知道劑量與能量成正比，所以當(dāng)能量提高2.0/1.8=1.11倍時(shí)，劑量同樣也增加了1.11倍。即15x1.11=16.67 mrad.
有一個(gè)現(xiàn)象我們應(yīng)該特別注意，這就是在保證電子束穿透的條件下（如對(duì)薄壁電線(xiàn)或小規(guī)格電線(xiàn)輻照）同樣的穿透尺寸，低能量的電子束所使用的劑量比高能量的電子束所使用的劑量要小。換句話(huà)說(shuō)，如果輻照薄壁電線(xiàn)如AVSSX或AESSX等，我們應(yīng)選擇較低的能量而不選擇較高的能量。這樣做可以降低輻照劑量，提高線(xiàn)纜運(yùn)行速度，同時(shí)可減少電能的浪費(fèi)，也可減小交聯(lián)的不充分。因?yàn)槟芰窟^(guò)高易打穿絕緣層，另外也使導(dǎo)體發(fā)熱，產(chǎn)生較多的熱效應(yīng)。
