通用橡套電纜、船用電纜、礦用電纜被稱為橡膠線纜的三大品系，其產(chǎn)銷量大約占所有橡膠線纜的95%以上。這三大品系的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和所用膠料基本相似，性能要求也十分接近。與塑料線纜相比較：柔軟、有彈性、遇到高溫或相間短路也不會(huì)熔化是所有橡膠線纜最突出優(yōu)點(diǎn)。
橡膠線纜的絕緣與護(hù)套在擠包后只有經(jīng)過硫化（交聯(lián)）才具有實(shí)用的強(qiáng)度和彈性，而硫化（交聯(lián)）方式絕大多數(shù)采用熱化學(xué)法——即把擠包好橡膠復(fù)合物的線纜送入高溫環(huán)境中，使膠料中的硫化（交聯(lián)）劑與橡膠高分子發(fā)生熱化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)。這種高溫環(huán)境有以下五類實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。①高壓水蒸汽：由燃煤（油）鍋爐產(chǎn)生，歷史悠久，技術(shù)成熟，適合所有膠種。②高壓氮?dú)猓河呻娂訜岷蛪嚎s機(jī)產(chǎn)生，適合所有膠種，但成本高。③鹽浴：由電加熱使硝酸鹽熔融，適合所有膠種。但是由于存在噴鹽的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以較難普及。④常壓熱空氣：由遠(yuǎn)紅外電熱板產(chǎn)生，僅適合硅橡膠。⑤微波電場：由微波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電磁場使膠料因電介質(zhì)損耗而發(fā)熱。僅適合某些特殊產(chǎn)品，且成本高，更難普及。
到目前為止，線纜行業(yè)生產(chǎn)橡膠線纜的硫化工藝絕大部分仍是采用高壓水蒸汽作為傳熱介質(zhì)。
但是，近來隨著電子加速器在我國線纜行業(yè)的普及，已有許多塑料線纜采用電子射線輻照的辦法進(jìn)行交聯(lián)。而在全國各地由于對環(huán)保的重視，許多地方開始明文規(guī)定禁止使用燃煤（油）鍋爐，這就對許多橡膠線纜生產(chǎn)廠商構(gòu)成重大的壓力。為此，一些廠商開始轉(zhuǎn)用加速器，以生產(chǎn)交聯(lián)塑料線纜的方式來生產(chǎn)橡膠線纜，這勢必會(huì)對傳統(tǒng)的高壓水蒸汽法交聯(lián)產(chǎn)生顛覆性的影響。本文就此在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工藝等方面產(chǎn)生的新問題與大家共同探討。
1．生產(chǎn)流程
輻照交聯(lián)生產(chǎn)橡膠線纜的流程可以簡化成與生產(chǎn)塑料線纜完全一樣。因?yàn)槠浣^緣與護(hù)套的擠包是在擠橡（塑）機(jī)上完成的，這種半成品線纜繞在中轉(zhuǎn)盤上后，流入下道工序——輻照交聯(lián)，在外行人眼里就如重新復(fù)繞一遍那么簡單。而這道工序既可以在本廠（需有電子加速器）進(jìn)行，也可以交給有電子加速器的廠家代勞，兩種方式在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理上都各有優(yōu)缺點(diǎn)，各廠可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，找到最適合本廠的模式。
高壓蒸汽熱硫化不僅需要購置鍋爐，并建造鍋爐房，而且需要長達(dá)百米的廠房安裝連硫管，如轉(zhuǎn)換成輻照交聯(lián)，安裝電子加速器所需的面積大約只是鍋爐房面積的1～2倍，如果采用委托加工（交聯(lián)），則根本無需增添鍋爐、連硫管線和配套廠房。
2．交聯(lián)效率
擠包后的線纜通過電子加速器束下裝置進(jìn)行輻照的速度即交聯(lián)效率，它是由以下四個(gè)因素決定：①電子加速器的能量：能量越高，速度越快。②電子槍掃描寬度：掃描寬度越寬，意味著可多排列被照線纜，也有助于提高速度。③被照材料所需的輻照劑量：所需劑量越低，速度越快。④被照線纜的外徑：外徑越小，在同等掃描寬度下可多排線，其速度當(dāng)然更快。
從幾個(gè)單位的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，同等規(guī)格的線纜，輻照交聯(lián)時(shí)的放線速度遠(yuǎn)高于蒸汽連硫時(shí)的速度，對于1mm2以下小線，輻照交聯(lián)時(shí)的放線速度甚至高達(dá)每分鐘數(shù)百米，這是熱化學(xué)交聯(lián)無法想象的。也正因此，輻照交聯(lián)的工藝成本近幾年有了大幅下降，有些線纜廠的老總甚至對外宣稱：其交聯(lián)成本已低于化學(xué)交聯(lián)。
3．配方設(shè)計(jì)
通用、船用、礦用三大品系橡膠線纜所用橡膠基本相同：
絕緣——采用乙丙膠（EPDM）；
護(hù)套——有阻燃和耐油要求的采用：氯化聚乙烯膠（CPE）、氯磺化聚乙烯膠（CSM）、氯丁膠（CR）、丁腈膠（NBR）、乙丙膠（EPDM）；
無阻燃要求的采用：乙丙膠（EPDM）、天然膠（NR）、丁苯膠（SBR）。
由于價(jià)格、環(huán)保和標(biāo)準(zhǔn)的修改等因素，現(xiàn)在我國線纜行業(yè)已漸漸開始少用、甚至不用天然膠、丁苯膠、氯丁膠和氯磺化聚乙烯膠，余下的乙丙膠和氯化聚乙烯膠只要配方恰當(dāng)都是很容易實(shí)行輻照交聯(lián)，也很容易滿足阻燃和耐油的要求。耐溫等級從60℃、70℃（75℃）、90℃、105℃都可以做到。
3.1生膠的牌號
3.1.1乙丙膠
市場上的乙丙膠牌號繁雜，它們都是由乙烯與丙烯再加上少量的第三單體共聚而成。線纜行業(yè)習(xí)慣上多選用門尼粘度50左右的三元乙丙膠，但是輻照交聯(lián)的機(jī)理告訴我們并不需要第三單體的幫助，同時(shí)，由于乙烯單體含量高的品種較易輻照，所以在選擇乙丙橡膠牌號時(shí)應(yīng)按以下四點(diǎn)考慮：①第三單體ENB含量低于4.5%，即使為0也可以。②乙烯含量高一些，例如70%左右。③門尼粘度低一些，例如在18～45之間。④不宜選用充油乙丙膠。
3.1.2氯化聚乙烯膠
適合用于電線電纜的氯化聚乙烯膠應(yīng)符合以下三點(diǎn)要求：①含氯量35%或40%，含氯量越高，阻燃性和耐油性越好，但是耐寒性下降。②門尼粘度越低越好，目前市場上適合做橡膠線纜的氯化聚乙烯膠的門尼粘度大多在60以上，有些廠家甚至高達(dá)80～100。粘度越高，流動(dòng)性就越差，擠出時(shí)也越困難。③結(jié)晶含量越小越好，結(jié)晶度應(yīng)低于2.5%。
3.2含膠量
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，含膠量相同的配方，熱化學(xué)交聯(lián)硫化膠的強(qiáng)度要比輻照交聯(lián)高10～20%，所以在設(shè)計(jì)膠料配方時(shí)，適當(dāng)提高含膠量是必要的。
3.3交聯(lián)助劑
上述膠種從理論上講既可以用熱化學(xué)交聯(lián)也可以輻照交聯(lián)，但是由于乙丙膠，特別是天然膠、丁苯膠和氯丁膠在受到電子射線照射時(shí)，既發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，也發(fā)生裂解反應(yīng)，此兩種作用相反的反應(yīng)幾乎可以完全抵消，最終絲毫顯不出被硫化（交聯(lián)）的效果。要克服這種令人沮喪的結(jié)果，需要在配方設(shè)計(jì)時(shí)添加適宜、適量的交聯(lián)助劑。對天然膠、丁苯膠和氯丁膠由于熱化學(xué)交聯(lián)效果比輻照交聯(lián)好得多，所以最好不要采用輻照交聯(lián)。
3.4膠料的硬度和粘性
由于熱化學(xué)交聯(lián)工藝是膠料擠出后馬上進(jìn)入連硫管內(nèi)進(jìn)行熱化學(xué)交聯(lián)，線纜完成交聯(lián)后才與輪盤接觸，所以配方設(shè)計(jì)者不必考慮膠料在硫化完成前的硬度和粘性。
然而輻照交聯(lián)工藝流程是：膠料擠出成形后的未交聯(lián)半成品線纜，經(jīng)過成圈或繞盤后需停放一段時(shí)間，然后再經(jīng)過放線、繞盤、上滾筒進(jìn)行輻照交聯(lián)等工序。也就是說，線纜在完成輻照交聯(lián)前會(huì)受到不同程度的擠壓、疊放、摩擦和機(jī)械刮傷，所以要求用于輻照交聯(lián)的膠料盡可能硬些和耐磨些，從而減輕變形、刮傷和粘連。做到這種要求的最簡單而有效的辦法是在膠料配方中摻入一定比例的熔點(diǎn)低于90℃的塑料，如EVA、EEA、POE等。同時(shí)，配方中盡可能少用軟化劑、增塑劑和增粘劑。
4.擠出工藝及儲(chǔ)存
輻照交聯(lián)料的配方中只有交聯(lián)助劑（或稱敏化劑），沒有交聯(lián)劑。所以膠料在儲(chǔ)存過程中不會(huì)自交聯(lián)，儲(chǔ)存時(shí)間遠(yuǎn)大于化學(xué)交聯(lián)料。同時(shí)，擠出時(shí)不會(huì)產(chǎn)生焦燒（即先期硫化）。輻照交聯(lián)線纜的擠出既可用傳統(tǒng)的擠橡機(jī)，也可用擠塑機(jī)；擠出的溫控范圍也比熱化學(xué)交聯(lián)要寬，只要溫控有效可靠，即使膠料的溫度高于100℃，也是允許的。但是橡膠膠料特別是氯化聚乙烯膠的粘度、摩擦生熱和壓縮生熱的程度遠(yuǎn)高于通用塑料（如PVC、PE），所以為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，與熱化學(xué)交聯(lián)一樣，應(yīng)選用壓縮比低（＜1.4∶1）和長徑比小（＜16∶1）的螺桿。并選用螺桿、機(jī)筒、模頭冷卻都有充分有效的擠出機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，這些要求其實(shí)只有擠橡機(jī)才能做到。一些廠的實(shí)踐表明，采用長徑比（14～16）∶1的，用80℃左右恒溫水、大流量、強(qiáng)制循環(huán)冷卻的新型擠橡機(jī)是最佳選擇。而對于粘度較低，摩擦生熱不大的乙丙橡膠則既可用擠橡機(jī)，也可用擠塑機(jī)。并盡可能配用低壓縮比螺桿和高于135℃的擠出溫度，以確保獲得光滑又密實(shí)的線纜。
為了盡可能減少橡膠線纜的壓扁與刮傷，擠出后上盤時(shí)張力控制應(yīng)盡可能小，收繞用的盤具表面應(yīng)光滑無毛刺。并盡可能減少擠包后、輻照交聯(lián)前的半成品線纜在車間停放的時(shí)間等，所有這些細(xì)節(jié)要求都與熱化學(xué)交聯(lián)及塑料線纜的輻照交聯(lián)大不相同。
5.輻照交聯(lián)與蒸汽交聯(lián)優(yōu)缺點(diǎn)比較
5.1優(yōu)點(diǎn)
�、贌o需燃煤（油）鍋爐，因而符合環(huán)保要求。②無需長達(dá)百米的廠房來安放連硫管，可節(jié)省基建場地和費(fèi)用。③對膠料擠出條件如：溫度、螺桿結(jié)構(gòu)、冷卻方式的要求較寬。④生產(chǎn)流程與PVC線類似，便于生產(chǎn)管理和品種、規(guī)格的切換。
5.2缺點(diǎn)
�、匐娮蛹铀倨髻徶眉鞍惭b費(fèi)用比鍋爐加連硫管高。②對電子加速器的操作與維護(hù)人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。③橡膠線纜的交聯(lián)度沒有蒸汽交聯(lián)高，膠料的配方技術(shù)和理論體系也沒有蒸汽交聯(lián)那么成熟。熟練掌握輻照交聯(lián)配方的技術(shù)人員更少。④容易出現(xiàn)壓扁與機(jī)械擦傷，大截面線纜尤需當(dāng)心。
綜上所述，二種交聯(lián)方式，各用長處與短處，生產(chǎn)廠家可根據(jù)自己企業(yè)特點(diǎn)選擇適合的交聯(lián)方式。
