摘要：高壓電纜是城市輸電網(wǎng)的關鍵電力裝備，是海上風電輸送到陸地電網(wǎng)、實現(xiàn)新能源大規(guī)模利用的關鍵電力裝備。然而，高壓電纜用交聯(lián)聚乙烯絕緣料是我國高壓電纜生產(chǎn)的“卡脖子”關鍵電工材料。高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料的生產(chǎn)與應用全流程涉及多步驟、多結構、多性能。該文梳理了高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料的四大關鍵性能，凝練了出高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的 5 個基礎科學問題。通過基礎問題探討，旨在推進我國高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料基礎理論的研究，推進我國高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料自主研發(fā)進程。

　　關鍵詞：高壓電纜;交聯(lián)聚乙烯;絕緣

　　0 引言

　　電力能源是城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的基礎。我國電能 80%以上消費在城市，城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略使得城市用電量占比和地下能源綜合通道建設日益增加[1-2]。高壓交流電纜是城市地下能源通道的關鍵電力裝備，截止 2021 年 7月，國家電網(wǎng)公司在運的 66 kV 電壓等級及以上高壓電纜回路長度約 3.7 萬公里，已有 10 個城市超過800km[3]。按照“2060 年前實現(xiàn)碳中和”的國家戰(zhàn)略要求，海上風電等新能源將會大規(guī)模發(fā)展。我國海上風電新增容量連續(xù)三年世界第一。

　　截至 2021 年 6 月底，全國海上風電累計裝機規(guī)模超過 1110 萬 kW，海上風電總容量超過德國，僅次于英國[4]。高壓直流電纜是海上風電并網(wǎng)的核心電力裝備。因此，高壓電纜對我國電力能源的高質(zhì)量發(fā)展至關重要，也對我國能源戰(zhàn)略具有重大意義。我國電線電纜行業(yè)產(chǎn)值世界第一，位居國內(nèi)制造業(yè)第二，僅次于汽車行業(yè)。

　　2020 年，電線電纜行業(yè)產(chǎn)值約為 1.2 萬億元人民幣，占當年 GDP 比重高達 1.18%[5]。2018 年，電線電纜出口額達到 215 億美元[5]。近年來，伴隨著城市電纜化進程的推進和新能源利用工程的建設，交流電纜輸電電壓等級由 110kV、220kV向 330kV、500kV 發(fā)展，直流電纜輸電電壓等級由±160kV、±320kV 向±500kV 發(fā)展[6,7]。高壓電纜輸電線路年平均增長率超過 10%，電纜行業(yè)發(fā)展前景廣闊。交聯(lián)聚乙烯絕緣是高壓電纜的主要絕緣形式。

　　然而，長期以來，我國 110 kV 電壓等級以上電纜生產(chǎn)所需交聯(lián)聚乙烯絕緣料受制于人、依賴進口，對我國電力電纜發(fā)展和城市輸電安全構成極大威脅。國外電纜絕緣料供應商主要為美國的陶氏化學和歐洲的北歐化工，國內(nèi)市場被它們壟斷。近幾年國外電纜料供貨不穩(wěn)定，影響國內(nèi)高壓電纜工程建設，電纜絕緣料成為高壓電纜生產(chǎn)的“卡脖子”關鍵電工材料。

　　因此，高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料的自主研發(fā)與生產(chǎn)，是我國高壓電纜生產(chǎn)和城市電能輸送迫切需要解決的關鍵問題。國外以北歐化工為代表的電纜絕緣材料生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展歷史長，交聯(lián)聚乙烯交流絕緣電壓等級于 1973年達到 84 kV，2001 年達到截止目前最高的 525 kV 等級，并隨后在多國電纜工程中應用(俄羅斯，2005;哥倫比亞，2010;中國，2014;美國，2016)。北歐化工與 ABB 公司合作于 2014 年推出新一代交聯(lián)聚乙烯直流絕緣材料，制造出±525 kV/2.6 GW 直流電纜系統(tǒng)產(chǎn)品并通過了試驗驗證。陶氏化學的交聯(lián)聚乙烯絕緣料牌號眾多，研發(fā)歷史悠久，也在國內(nèi)獲得了廣泛的使用，其產(chǎn)品可以達到 500 kV 電壓等級。韓國韓華也研制出 220 kV 電壓等級的電纜絕緣料。國內(nèi)部分企業(yè)開展了 110 kV 和 220 kV 電纜絕緣料研發(fā)。

　　例如，中國石化燕山石化公司已經(jīng)建成一條可實現(xiàn)從乙烯生產(chǎn)、聚合到復配過程連續(xù)生產(chǎn)的 110 kV 電纜絕緣料生產(chǎn)線。揚子-巴斯夫石化公司可以生產(chǎn)低密度聚乙烯基料。江蘇德威與浙江萬馬在國產(chǎn)低密度聚乙烯基料基礎上研制出 220 kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣料。目前，220 kV 交聯(lián)聚乙烯交流絕緣通過了預鑒定試驗，并開展示范應用;±535 kV/3 GW 高壓直流電纜系統(tǒng)通過型式試驗，正在張北±500 kV 柔性直流輸電工程中示范應用，但尚未有連續(xù)生產(chǎn)的驗證和工程應用數(shù)據(jù)。雖然交聯(lián)聚乙烯電纜料的研發(fā)與生產(chǎn)方面國內(nèi)外差距顯著，但是目前我國正在加快推進電纜料的國產(chǎn)化進程。

　　1 高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料關鍵性能探討

　　高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料是電力電纜最重要的電工材料。高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的生產(chǎn)過程如下：乙烯在高溫高壓條件下由引發(fā)劑引發(fā)自由基反應聚合為低密度聚乙烯基料;聚合反應在管式法工業(yè)裝置中進行，聚合速率快、溫度高(170~300 ℃)、壓力超高(180~350 MPa)[8];基料經(jīng)復配過程引入交聯(lián)劑和抗氧劑，成為交聯(lián)聚乙烯絕緣料;絕緣料擠出成型后經(jīng)交聯(lián)反應成為電纜絕緣，再經(jīng)長達 1~2 周的脫氣過程去除交聯(lián)副產(chǎn)物，最終加工成成品電纜。高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料的關鍵性能主要有以下幾點：

　　1)低密度聚乙烯基料的結構與流變性能交聯(lián)聚乙烯絕緣料的流變性能反映其可加工性，是電纜絕緣料的關鍵性能之一。交聯(lián)聚乙烯絕緣料的流變性能主要由低密度聚乙烯基料的流變性能決定[9]，并一定程度受復配體系的影響。低密度聚乙烯基料流變性能是指其黏度隨溫度與剪切速率而改變的特性。電纜絕緣料在高溫和剪切作用下擠出時，要求其高溫剪切黏度低，以降低擠出溫度與壓力、提高絕緣層表面光滑度;而擠出成型后的降溫過程中要求高溫零切黏度高，以提高電纜絕緣層的同心度。例如，150 ℃下進口基料零切黏度為 4.45×104 Pa·s，而國產(chǎn)基料為 3.81×104 Pa·s[10]。

　　國產(chǎn)低密度聚乙烯基料高溫剪切黏度高、高溫零切黏度低，流變性能差，造成擠出壓力大、擠出表面光滑度不高、絕緣層易偏心等。低密度聚乙烯基料流變性主要取決于分子鏈結構，即相對平均分子質(zhì)量、相對分子量分布、支化度、長支鏈與短支鏈結構等[9,11,12]。相對平均分子質(zhì)量越大黏度越大[13];相對平均分子質(zhì)量接近時，相對分子量分布越寬流動性越好;相對平均分子質(zhì)量和相對分子量分布接近時，流變性受控于支化結構。不同牌號低密度聚乙烯基料的分子鏈結構差異很大[14]。

　　以相對分子量分布為例，國產(chǎn)低密度聚乙烯基料較北歐化工和陶氏化學基料高。以長支鏈數(shù)為例，國產(chǎn)低密度聚乙烯基料高分子量區(qū)的長支鏈數(shù)與進口電纜料接近，而低分子量區(qū)長支鏈數(shù)目明顯較少。相對平均分子質(zhì)量、相對分子量分布、長支鏈與短支鏈等分子鏈結構決定于自由基聚合反應機理和動力學過程。

　　當前，國內(nèi)外學者對自由基聚合反應的機理和動力學過程已經(jīng)開展了較為廣泛的研究，并提出了一些管式反應器穩(wěn)態(tài)模型的建模思路與方法[15-17]。在模擬聚合物分子的結構性質(zhì)時提出了多元眾體平衡方程 (PBEs)，但其計算成本極高。較為常用的模擬低密度聚乙烯分子量分布的方法主要包括 Monte Carlo法[18]和二維固定軸心法(FPT)[19]，但是尚未在工程系統(tǒng)性建模上運用。

　　此外，也有研究者借助于一些過程模擬軟件如 Aspen Polymer Plus[20]、gPROMS[21]、Fluent 等進行建模，但其缺乏反應機理支撐。目前還缺少全面完整的高壓聚乙烯反應器動態(tài)模型，以實現(xiàn)計算預測溫度、壓力、引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑以及其它各種設計與操作變量對分子鏈結構的調(diào)控。需要從管式法自由基反應和動力學入手研究低密度聚乙烯基料分子鏈結構的精確控制，設計開發(fā)具有優(yōu)異擠出流變特性的低密度聚乙烯基料，研究提升基料分子鏈結構批次穩(wěn)定性的關鍵技術和工藝，提升高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的成型質(zhì)量和相關物理性能。

　　2)交聯(lián)聚乙烯絕緣料脫氣性能交聯(lián)聚乙烯絕緣料脫氣性是指交聯(lián)聚乙烯絕緣在脫氣工藝中除去內(nèi)部交聯(lián)副產(chǎn)物的能力。脫氣性能好壞體現(xiàn)在脫氣時間長短和殘余交聯(lián)副產(chǎn)物含量高低兩方面，因此直接關系到電纜生產(chǎn)效率高低以及電纜絕緣性能優(yōu)劣。

　　一方面，電纜絕緣層脫氣處理所需要的時間相比其它電纜加工環(huán)節(jié)而言，在整個電纜制造時間中占比最大，約占 50%~70%。國內(nèi)外脫氣性研究以脫氣過程表征為主。例如，以失重法或高效液相色譜法分析交聯(lián)副產(chǎn)物從電纜絕緣中的脫除過程，或者模擬交聯(lián)副產(chǎn)物擴散速度，預測脫氣時間以提升脫氣效率[22]。北歐化工和陶氏化學兩家公司生產(chǎn)的最新牌號的電纜絕緣料所需脫氣時間明顯減少，脫氣時間相比舊牌號絕緣料縮短了40%~50%[22]，可使電纜的生產(chǎn)效率大幅提升。

　　另一方面，脫氣性能改善能夠提升電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的純凈度，優(yōu)化電纜絕緣性能。交聯(lián)聚乙烯絕緣料脫氣性能與交聯(lián)劑密切相關。例如，北歐化工高壓電纜絕緣料的交聯(lián)劑含量約 1.6%，而國產(chǎn)高壓電纜絕緣料為 1.75%~2%[23]，所需脫氣時間長，生產(chǎn)效率低，純凈度低，電纜絕緣介電損耗大。

　　交聯(lián)反應過程不僅與復配體系相關，還受低密度聚乙烯基料的分子鏈結構影響[24]，如乙烯基團、分子量、分子鏈支化程度等。乙烯基團可以顯著提升交聯(lián)效率，可在較短的時間內(nèi)獲得較高的凝膠含量;分子量的影響表現(xiàn)為較高的數(shù)均分子量可增加交聯(lián)網(wǎng)絡結構的交聯(lián)密度，因為短分子鏈難以引入交聯(lián)體系，降低了獲得高凝膠含量的可能性，而長分子鏈增加了交聯(lián)網(wǎng)絡結構中束縛與纏結;長鏈支化度高的分子鏈線團占據(jù)體積小，更傾向于在線團內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)反應，形成分子內(nèi)交聯(lián)點，對有效交聯(lián)網(wǎng)絡并沒有貢獻，會削弱交聯(lián)聚合物的網(wǎng)絡強度[25,26]。提升脫氣性能的核心問題在于保證交聯(lián)聚乙烯絕緣熱、力學性能的基礎上提升交聯(lián)劑作用效率、降低交聯(lián)劑用量、改善電纜絕緣脫氣性能，從而提高高壓電纜生產(chǎn)效率，優(yōu)化交聯(lián)聚乙烯絕緣純凈度，并提高高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣性能。

　　因此需要揭示交聯(lián)劑復配與低密度聚乙烯基料聚集態(tài)結構的關聯(lián)、交聯(lián)反應效率與基料分子鏈結構的關聯(lián)，進一步優(yōu)化絕緣料交聯(lián)劑復配配方和復配工藝，并提出基料鏈結構改進方案。此外，針對目前過氧化二異丙苯交聯(lián)劑可引發(fā)焦燒現(xiàn)象并需要脫氣處理的局限性，國外學者開展的新型交聯(lián)方式研究也具有借鑒意義[27,28,29]。例如，通過兩種接枝聚乙烯共聚物組成的混合材料[29]，該材料在 120~140 ℃溫度范圍內(nèi)不發(fā)生交聯(lián)反應，而當溫度高于 150 ℃時發(fā)生交聯(lián)反應而不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物。

　　3)交聯(lián)聚乙烯絕緣料耐焦燒性能交聯(lián)聚乙烯絕緣料耐焦燒性是指抑制其擠出過程中過早交聯(lián)、生成凝膠現(xiàn)象的能力。電纜絕緣料耐焦燒意味著擠出過程中允許溫度波動程度更大，高溫加工時間更長，加工窗口更寬，可加工性更好[30]。此外，電纜絕緣料耐焦燒可降低凝膠含量。一方面，避免了凝膠產(chǎn)物堵塞擠出濾網(wǎng)，增加了電纜擠出長度，提升了電纜生產(chǎn)效率;另一方面，殘留在電纜主絕緣中的凝膠少，局部缺陷少，有利于提升絕緣介質(zhì)內(nèi)部結構的均勻性，改善電氣絕緣性能。

　　實驗室一般采用電纜絕緣料在固定高溫和剪切作用下轉矩隨時間的變化趨勢分析其耐焦燒性能，將轉矩由最小值增加 10 N·m 所需時間值來定量化表征耐焦燒性能。測試結果表明，北歐化工電纜絕緣料轉矩提升 10 N·m 的時間較長，陶氏化學電纜絕緣料次之，而某批次國產(chǎn)電纜絕緣料時間最短，耐焦燒性能較差。這反映出國產(chǎn)電纜絕緣料連續(xù)擠出加工時間較短，電纜生產(chǎn)效率低，可能存在絕緣內(nèi)部結構不均勻，電纜絕緣性能不足的風險。絕緣料復配過程中引入的抗氧劑的能捕獲自由基，抑制擠出過程中的焦燒現(xiàn)象，但同時也將抑制擠包成型后的交聯(lián)反應，降低交聯(lián)效率，造成絕緣層交聯(lián)度下降[31-33]。

　　而過多使用抗氧劑將造成交聯(lián)聚乙烯電氣絕緣性能的變化，尤其是直流場下的絕緣性能[34]。可見，提升耐焦燒性能的關鍵在于從提升抗氧劑作用效率，改善電纜絕緣料復配體系與復配工藝。國外研究表明，使用新型有機抗氧化輔助料、交聯(lián)劑和交聯(lián)輔料，調(diào)節(jié)抗氧劑和交聯(lián)劑的協(xié)同作用，可提高電纜絕緣料的耐焦燒性能，避免擠出過程中發(fā)生焦燒現(xiàn)象[30]。

　　2，2，6，6­四甲基­1­哌啶氧基及其衍生物等硝基自由基能夠“捕獲”自由基，生成聚合物烷氧基胺，降低了抗氧劑在低溫下由于材料熱氧老化造成的消耗，提高了抗氧劑的利用效率，同時有效抑制了電纜絕緣料在擠出過程中的焦燒[32]。

　　此外，新型交聯(lián)過氧化物—過氧化異丙烯基二異丙苯和新型輔料—2­甲氧基­4­烯丙基苯基烯丙基醚的使用顯著提高了電纜絕緣料的耐焦燒性能，減少了電纜絕緣料中的交聯(lián)副產(chǎn)物，提高了電纜絕緣料的生產(chǎn)效率[28]。因此，從提升抗氧劑作用效率等方面入手，改善電纜絕緣料抗氧劑復配體系與復配工藝，從而提升電纜絕緣料耐焦燒性能是優(yōu)化高壓電纜交聯(lián)聚乙烯加工性能和絕緣性能的關鍵。

　　4)交聯(lián)聚乙烯絕緣電氣絕緣性能交聯(lián)聚乙烯絕緣的電氣絕緣性能關鍵指標包含了介電損耗、介電常數(shù)、電導率、擊穿場強等。相比北歐化工電纜絕緣料，國產(chǎn)電纜絕緣料各介電參數(shù)不足的原因包括以下幾方面：首先，國產(chǎn)電纜絕緣料化學純凈度低，表現(xiàn)為極性基團、交聯(lián)副產(chǎn)物和抗氧劑等含量高;其次，每千克國產(chǎn)電纜絕緣料中 100 μm 尺寸以上的雜質(zhì)約有 2~5 個，而進口電纜絕緣料沒有大于 100 μm 的雜質(zhì)。

　　微米級雜質(zhì)的引入將導致?lián)舸﹫鰪婏@著下降。此外，各個電性能參數(shù)均與交聯(lián)聚乙烯絕緣分子鏈結構和聚集態(tài)結構相關[34-37]，例如鏈結構將直接影響電纜絕緣的電­機械擊穿溫度特性，例如分子量為 2500 的低密度聚乙烯，球晶尺寸為 17~20 μm，其直流擊穿場強僅為 250 kV/mm，而分子量為 37000 的低密度聚乙烯，球晶尺寸僅為 6~8 μm，直流擊穿場強高達 430 kV/mm[38]。目前多種技術途徑的電纜絕緣料研發(fā)工作往往以電氣絕緣性能的提升為目標[39]，尤其以提升直流電氣絕緣性能為主。

　　例如，直流電纜絕緣料研究中強調(diào)抑制電荷注入[40]、調(diào)控電導率特性[41]、優(yōu)化直流接地電樹枝特性[42]、獲得高擊穿場強[43]等。就電氣絕緣性能而言，高壓交流電纜絕緣和高壓直流電纜絕緣差異明顯，表現(xiàn)在電場分布特性、電熱老化特性、電樹枝特性等方面。電導溫度依賴特性、空間電荷特性及其耦合關系等是決定交聯(lián)聚乙烯直流絕緣性能的基礎，而介電常數(shù)、介電損耗、介電強度等是決定交聯(lián)聚乙烯交流絕緣性能的基礎。高性能電纜絕緣研發(fā)需要首先明確上述多種介電特性與交聯(lián)聚乙烯絕緣多級結構和雜質(zhì)缺陷的量化關系。

　　電樹枝化是交流高壓電場下造成電氣絕緣擊穿的主要形式，能夠直接反映高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的老化特性和長期服役性能。電樹枝引發(fā)與生長主要受交聯(lián)聚乙烯結構和雜質(zhì)缺陷的影響[36]。雜質(zhì)缺陷或屏蔽層凸起是電樹枝引發(fā)的關鍵位置。國產(chǎn)電纜絕緣料雜質(zhì)含量高、擠出絕緣表面不光滑、絕緣/屏蔽層界面凸起等缺陷數(shù)量多，造成電纜絕緣電樹枝引發(fā)概率高，電氣絕緣性能不足。然而，隨著高壓電纜電壓等級不斷提升，電纜絕緣微米級雜質(zhì)與屏蔽層凸起缺陷位置外仍可以發(fā)現(xiàn)電樹枝現(xiàn)象。

　　國內(nèi)外對電樹枝研究局限在電樹枝引發(fā)與生長過程的物理機制，重點關注結晶結構、抗氧劑與其它改性填料(電壓穩(wěn)定劑[44]、納米填料[43])對電樹枝的影響。沒有從抑制電樹枝角度，對交聯(lián)聚乙烯鏈結構提出要求，無法指導低密度聚乙烯基料分子鏈結構設計和復配體系設計。因此，迫切需要從乙烯聚合和復配過程入手，研究提升電纜絕緣料純凈度、減少電纜絕緣料缺陷數(shù)量的方法，揭示電樹枝與電纜絕緣料鏈結構的關聯(lián)，提升電纜絕緣耐電樹枝能力，提高高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣性能。綜上所述，我國高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料自主研發(fā)的關鍵是基料鏈結構與流變性能、脫氣性能、耐焦燒性能和電氣絕緣性能。

　　2 高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料基礎科學問題探討針對以上論述的高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料自主研發(fā)中所面對的挑戰(zhàn)，即在絕緣料四大關鍵性能，流變性能、脫氣性能、耐焦燒性能和電氣絕緣性能上取得突破，凝練出五個基礎科學問題。

　　1)低密度聚乙烯分子鏈結構設計和控制交聯(lián)聚乙烯絕緣料的流變性能與低密度聚乙烯分子鏈結構直接相關。同時，分子鏈結構還決定了其可交聯(lián)性以及添加劑復配過程，影響分子鏈交聯(lián)網(wǎng)狀結構和結晶結構。我國目前采用進口管式法工業(yè)裝置，經(jīng)超高壓高溫反應合成制備低密度聚乙烯基料，這對裝置的安全穩(wěn)定運行要求極高。國內(nèi)相關化工企業(yè)不掌握關鍵專利技術，缺乏生產(chǎn)運行過程安全操作邊界工藝技術研究基礎，而對低密度聚乙烯的多參數(shù)工藝調(diào)整必然引發(fā)巨大的安全生產(chǎn)風險性，故不能對基料進行全面系統(tǒng)的工藝條件優(yōu)化。這些制約了低密度聚乙烯基料的分子結構優(yōu)化與性能提升。

　　針對低密度聚乙烯分子鏈結構設計和控制這一科學問題，首先要綜合加工性能和電氣絕緣性能需求明確低密度聚乙烯基料分子鏈結構的優(yōu)化方案，然后結合模擬仿真計算、小試裝置試驗、反應控制技術等方面開展研究工作。構建低密度聚乙烯分子鏈結構與自由基聚合基元反應的關聯(lián);開展低密度聚乙烯合成的實驗研究;研究高壓低密度聚乙烯管式法聚合工藝的模擬計算方法;研究管式反應器各區(qū)轉化率控制技術;研究控制低密度聚乙烯鏈結構的關鍵技術和工藝。

　　2)電纜絕緣料流變行為與設計理論電纜絕緣料的分子鏈設計需要以優(yōu)異的流變性能獲得目標分子鏈結構。同時，流變性能也影響著電纜絕緣料的復配過程，即影響抗氧劑的添加過程。針對電纜絕緣料流變行為與設計理論這一科學問題可以開展如下研究工作：構建電纜絕緣料低密度聚乙烯基料分子鏈結構與流變行為的關聯(lián);研究低密度聚乙烯基料流變行為與復配過程關聯(lián)的機理;研究電纜絕緣料應用周期內(nèi)熔體黏彈特性和動態(tài)成型中的流動狀態(tài)，提出電纜絕緣料擠出流變行為理論，進而設計符合不同電壓等級電纜擠出加工工藝的流變行為;研究絕緣料擠出動態(tài)成型調(diào)控方法及其對絕緣成型后多級結構的影響規(guī)律與機制。

　　3)電纜絕緣料交聯(lián)和流變耦合機理優(yōu)化設計電纜絕緣的復配體系，精準控制電纜擠出動態(tài)成型過程，需要關注電纜絕緣料交聯(lián)和流變的耦合機理，針對這一科學問題可以開展如下研究工作：掌握交聯(lián)劑擴散遷移對交聯(lián)的作用規(guī)律和機理;研究交聯(lián)劑在電纜絕緣料中的擴散特征與長時穩(wěn)定性;揭示交聯(lián)與流變的耦合作用機制，從分子鏈結構層面研究流變特性與交聯(lián)特性的相互影響作用;研究交聯(lián)流變耦合提高交聯(lián)效率的理論，研究提升交聯(lián)劑交聯(lián)效率的理論方法。

　　3 結論

　　本文討論了高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料成為高壓電纜生產(chǎn)“卡脖子”關鍵電工材料這一現(xiàn)狀;結合生產(chǎn)與應用流程，梳理了高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料的四大關鍵性能，即低密度聚乙烯基料結構與流變性能、交聯(lián)聚乙烯絕緣料的脫氣性能、耐焦燒性能和電氣絕緣性能;凝練了高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣的五個基礎科學問題，即低密度聚乙烯分子鏈結構設計和控制、電纜絕緣料流變行為與設計理論、電纜絕緣料交聯(lián)和流變耦合機理、電纜絕緣料抗氧化和交聯(lián)耦合機理、電纜絕緣性能與交聯(lián)聚乙烯結構和雜質(zhì)缺陷的關聯(lián)。通過基礎問題探討，旨在推進我國高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料基礎理論的研究，推進我國高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣料自主研發(fā)進程。

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　　作者：李盛濤 1，王詩航 1，楊柳青 1，李建英 1，趙健康 2，景政紅 3