聚乙烯材料中炭黑含量测试的后续研究

一、引言

近年来，光通信在国内迅猛发展，中国已经成为了全球最大的光纤光缆生产国和消费国。光缆护套的主要材料聚乙烯使用量也迅猛增长，与此同时，市场上聚乙烯的性能优劣也参差不齐。而作为光缆抵御外界机械环境破坏的防线，聚乙烯的质量直接关系着光缆的使用寿命和稳定可靠性。

作为一种经济实惠的手段，光缆外护套用聚乙烯材料一般会添加少量炭黑，炭黑不但起到对光缆外护套染色的作用，它还是一种光屏蔽剂，能吸收紫外光，防止聚乙烯分子链的断裂和裂解，从而提升护套的抗紫外性能。GB/T 15065-2009《电线电缆用黑色聚乙烯塑料》中规定炭黑含量的范围为2.60%±0.25%。过少的炭黑会导致材料抗紫外线能力不足，过多的炭黑则会牺牲聚乙烯的物理机械性能。因此，炭黑含量是光缆护套用聚乙烯材料的一个很重要的材料参数。

目前，国内线缆行业针对聚乙烯炭黑含量的检测方法主要参考国家标准GB/T 2951.41-2008[2]，标准中介绍了炭黑含量的两种测试方法：一是直接燃烧法，标准规定该方法是炭黑含量的基准测试方法；二是热重分析法（简称 TGA 法），标准规定为替代方法。

二、参考标准

GB/T15065-2009 电线电缆用黑色聚乙烯塑料

GB/T 2951.41-2008 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第41部分

三、试验设备

四、取样

从电缆的一端取一端足够冲凉的的绝缘和护套试样。将试样切成小块，任意方向上的尺寸应不大于5mm。

要求：重量：(1.0±0.1)g

五、试验步骤：

1. 将燃烧舟灼烧，干燥器冷却>30min，称重。

2. 样品放入燃烧舟，称重（样品重量A）。

3. 将装有试样的燃烧舟放到石英管的中部。氮气以（1.7±0.3）L/min的流速通过燃烧管，并在以后的加热过程中保持这个流速。

4. 升温：

a. 10min 升温至 350℃；

b. 10min 升温至 450℃；

c. 10min 升温至 600℃；保温 10min，炉子外

玻璃管内冷却 5min，干燥器冷却 30min，称重（残留物质量B）

此之前都为氮气氛围；

d. 600℃，切换为空气/氧气，放入样品使炭黑燃烧，待冷却后，称重（残留 物质量C）。

注意：1、以上质量精确到0.0001g

2、有疑问时，氮气中的含氧量应限制在0.01%

建议：1、直接燃烧法中，延长氮气氛围下保温时间或提高保温温度都能促进聚乙烯 料的有机物杂质完全分解，提高炭黑含量的测试准确性。

2、现今国内线缆行 业聚乙烯塑料的质量参差不齐，建议GB/T 2951.41-2008 在修订时修改直接燃烧法相关测试参数，适应各种品质聚乙烯料的炭黑含 量的测试。

六、试验结果分析

七、聚乙烯管材规定

《电线电缆用黑色聚乙烯塑料》中规定炭黑含量的范围为 2.60%±0.25%