紫外光辐照交联聚合物作为一项新型技术，在电线电缆行业快速大面积推广应用过程中，随之而来也出现一些需要急待改善、提高的不足之处。其中紫外光辐照线缆黄变是线缆制造商普遍遇到难题之一，它一方面造成产品外观难于识别三相标志，另一方面存在着潜在过度交联等质量隐患。根据文献资料介绍紫外光辐照交联固化产品的黄变主要源于光引发剂和交联体系带有发色基团的副产物，所以本文从市场获取不同厂家生产光引发剂、交联剂进行筛选基础试验，简单直观实验结果显示：紫外光交联产品黄变不是光引发交联体系副产物引起这么单一原因。它是这种生产工艺技术需要完善不足之处。目前市场上用于线缆辐照交联设备光源波长为365nm，光引发剂均采用二苯甲酮（BP），由于性价比的原因基本没有可选择余地。BP紫外区吸收波段为290～360nm（来自于文献），LED辐照发射波长只占了BP吸收波长中的小部分，换一个表述就是LED紫外光源输出特性（光源的波长、辐照度和能量密度）与交联聚烯烃光引发交联配方体系匹配性不好。本文尝试通过对不同制造商生产的BP筛选、复配优化光引发交联体系和添加增白抑制黄变助剂等方法解决黄变获得了一定效果。实验虽然没有采用红外等仪器从分子结构来寻找、解释黄变的成因、机理，但通过宏观性能比对、筛选发现，导致紫外光交联聚烯烃材料的黄变原因是LED辐照波长与输出特性匹配性差引起绝缘材料内残留光引发剂引起的。它同时也是造成材料太阳光照过交联发脆和低分子聚集造成环境引力开裂潜在质量隐患。希望通过此文向线缆厂家传递一个信息：不要一味追求出线、缆速度，以至于造成绝缘层背光面（LED辐照的反面）高残留光引发剂的质量隐患，尤其是高填充氢氧化铝、镁阻燃的紫外光辐照交联低烟无卤阻燃产品由其的不透明和LED有限的穿透能力造成光引发剂更高的残存浓度影响后期性能变化。也希望相关行业进行LED硬件、不同光引剂研发来完善一个新型的产品和技术。
一、不同工艺和厂家生产BP辐照黄变筛选试验
1、实验用主要原材料
光引发剂BP 1#、2#、3#、4#、5# 试样
注：以上试样由光气法和苯甲酰氯法不同工艺、不同制造商生产。
复配多官能团丙烯酸酯类交联剂
以上试样由安徽径县佳诚有限公司提供
复合抗氧剂 南京景思辰工贸有限公司提供
增白剂 山东塑邦提供试样
1、试验用配方及试样制作方法
1.1试验用配方
1.2 试验方法
试样
根据上述配方通过SK160开炼机150℃熔融塑化，并经250KN平板硫化机 制成厚度1mm试片。
试样辐照
交联辐照光源 365nm LED 辐照度：2W/cm
2
试样@145℃垂直距光源10mm固定相同辐照移动速度
2、黄变形成过程及可能成因分析
2.1不同生产制造商和不同工艺BP光引发剂黄变筛选
经365nm辐照交联固化检测热延伸合格的试样暴露在可见光（无阳光直接暴晒）条件下，96小时后出现肉眼观察明显黄色现象，168小时逐渐加深呈现稳定深这和黄色状(见图１)。这和客户现场反馈挤出辐照电缆绝缘外层出现现象（图2）相吻合。试样1
#-５
#是收集国内不同厂家和不同工
艺生产样品，图1结果显示：
在相同条件下，不同试样都有黄变现象只是程度不同。
2.2影响试样黄变因素分析
基于BP光引发体系LED固化制品的黄变主流声音是BP带有副产物经光照引起的。本试验中将辐照试样在太阳光中暴晒2小时后，同样条件观察168小时没有任何黄变（见图3），与车间现场经太阳部分照射后电缆盘上黄变分布状态是一样的。
从这个现象我们可以解释为，
太阳光紫外区域分布着波长290～400nm射线，覆盖了BP的290-360nm理论吸收波段，致使其完全分解激发固化。目前市场LED辐照光源波长均为365nm,辐照光功率实测1.8～2w/cm
2(手动实测获得)，由于辐照能量低和波长单一，它只占了BP吸收波段中一小区域，所以线缆辐照加工过程中LED穿透随着聚合物深度光功率衰减形成材料深度方向（线缆的径向）固化交联度呈现梯度变化，单一波长致使材料中总有一部分光引发剂浓度的累积，
所以残存在物料内部的BP/交联体系应该是黄变主要原因。2.3线缆材料内沉积光引发交联剂的质量隐患
试验中检测了经太阳暴晒试样交联性能热延伸\永久形变指标变化（见下表），从数据可以发现：太阳照射后BP激发引发固化反应材料的交联度上升。为了满足电缆厂挤出线缆出线速度需要，极大多数材料厂家没有相关试验用光源和技术力量来筛选、优化调整配方的能力，只能采用过量添加简单方法。电缆厂家在没成缆前，成盘电缆极大部分放置在室外场地，此时沉积在电
表：不同交联体系试样阳光暴晒后交联性能变化
缆绝缘层的引发交联助剂经太阳暴晒后不同程度引起材料的指标变化。聚乙烯交联形成的三维网状结构赋予导体承受长期运行90度及以上条件工作温度，但是过度交联会造成材料发脆开裂。同样没有固化反应这些低分子材料也是引起聚乙烯性能下降和环境应力开裂的潜在风险。事实上在广东已经出现紫外光辐照后电缆开裂现象，甚至有的企业为此停用的部分紫外光交联生产线。这是一个需要引起重视的问题。
3、黄变解决办法探讨
1)优化辅助交联体系
BP吸收LED光源能量的激发态夺取聚合物主链氢原子产生游离基引发材料的交联，多官能团助交联剂是提高光穿透力和交联效率的工业化生产必要条件。复配一个高效交联体系可以减少光引发剂用量以降低残留抑制黄变。将三多官能团丙烯酸酯复配双官能团的二甲基丙烯酸乙二醇酯或丙二醇双丙烯酸酯类助交联剂，可显著提高交联效率，又具有改性作用。其机理在于双官能团双键间有柔性乙二醇酯或丙二醇酯长分子链改变了单一三官能团形成的三维网状交联分子结构，使得材料具有更高的断裂伸长率值，线缆后续使用过程经阳光照射可降低材料断裂伸长率指标的变化。
2)增白剂消除黄变
增白剂增白原理，通过增白剂吸收紫外光某一波长，释放出蓝色可见光，蓝色与黄色互补消黄。添加增白剂消除黄变是一个立竿见影的作用，且能使材料变得非常之白。由于增白剂也有吸收紫外光作用，所以添加浓度略大就会造成热延伸大幅度下降现象。
控制添加量浓度非常重要！
3)双固化配方体系
从根本上解决紫外光交联材料光引发剂残留的黄变，应该从UVLED光源和双固化配方两方面来解决。
本文用简单直观方法探讨了线缆黄变成因及解决办法，由于篇幅原因没有提供详细实验数据，如感兴趣欢迎对相关问题进行技术探讨或进行新光引发剂、交联剂、辐照光源应用合作。
