我们在平时的电缆生产中经常用到聚氯乙烯塑料，聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，加入各种配合剂混合而成的。其机械性能*、耐化学腐蚀、不延燃、耐气候性好、电绝缘性能好、容易加工、成本低，因此是电线电缆绝缘和护套用的好材料。
1.聚氯乙烯树脂
聚氯乙烯树脂是由氯乙烯聚合而成的线型热塑性高分子化合物，其分子结构如下：
H H H H H H
…… C C C C C C ……
Cl H Cl H Cl H
n
从该分子结构看，聚氯乙烯具有以碳链为主链，呈线型，含有C Cl极性键。聚氯乙烯树脂具有下列基本特性：
（1） 是热塑性的高分子材料，可塑性和柔软性较好。
（2） 由于C Cl极性键的存在，树脂具有较大德极性，因此介电常数ε和介质损耗角的正切值较大，在低频情况下，有较高的耐电强度。另外由于极性键的存在，分子间的作用力较大，机械强度较高。
（3） 分子结构中含有氯原子，树脂具有不延燃和较好的耐化学腐蚀性及耐气候性。氯原子能破坏分子的晶体结构，树脂的耐热性较低，耐寒性较差，加入适量的配合剂，就能改善树脂的性能。
2.聚氯乙烯树脂的种类
聚乙烯的聚合方法有：悬浮聚合、浮液聚合、本体聚合和溶液聚合四种。
聚氯乙烯树脂的制造目前主要采用悬浮聚合方法，电线电缆就是采用悬浮法聚氯乙烯树脂。
聚氯乙烯悬浮聚合过程中所用树脂的结构形状有：疏松型树脂（XS型）和紧密型树脂（XJ型）。疏松型树脂质地疏松，吸油性大，易于塑化，加工操作控制方便，晶点少，因此电线电缆用的树脂是疏松型。树脂的特性如下：
项目 疏松型树脂 紧密型树脂
粒子直径 50-150μm 20-100μm
颗粒外形 不规则，由多球并合而成 球形表面光滑，呈单球
颗粒断面结构 疏松多孔，微粒间间隙大 微粒间间隙小
吸收增塑剂 快 慢
塑化性能 塑化速度快 塑化速度慢
3.聚氯乙烯的主要性能
1） 电绝缘性能：聚氯乙烯树脂是一种极性较大的电介质，电绝缘性能较好，但比较非极性材料（如聚乙烯、聚丙烯）稍差。树脂的体积电阻率大于1015Ω?cm；树脂在25oC和50Hz频率下的介电常数ε为3.4～3.6，当温度和频率变化时，介电常数也随之明显的变化；聚氯乙烯的介质损耗正切tgδ为0.006～0.2。树脂的击穿场强不受极性影响，在室温和工频条件下的击穿场强比较高。但聚氯乙烯的介质损耗较大，因而不适用于高压和高频场合，通常用在15kV以下的低压和中压电线电缆的绝缘材料。
2） 老化稳定性：从分子结构上看，氯原子都与碳原子相连，应具有较高的耐老化稳定性。但在生产过程中，由于温度的直接影响和机械力的作用，易放出氯化氢，在氧的作用下，产生降解或交联，导致材料变色发脆，物理机械性能显著下降，电绝缘性能恶化，因此聚氯乙烯老化。为改善它的老化性，必须添加一定的稳定剂。
3） 热机械性能：聚氯乙烯树脂为无定型聚合物，在不同温度下具有三种物理状态，即玻璃态、高弹态、粘流态。聚氯乙烯树脂的玻璃化温度为80oC左右，粘流温度160oC左右。在常温下处于玻璃状态，这很难满足电线电缆使用要求。为此，必须将聚氯乙烯进行改性，使其在室温下具有较高的弹性，同时又兼有较高的耐热性和耐零性。加入适量的增塑剂能够调节玻璃化温度，以增加塑性，达到柔软性，提高机械性能。
4.电线电缆用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料是多组份塑料，根据不同的使用条，改变配合剂的品种和用量，能够制得不同品种的电线电缆用聚氯乙烯塑料。
聚氯乙烯电缆塑料按其在电线电缆上用途不同，可分为绝缘级电缆料和护层级电缆料。
（1） 绝缘用聚氯乙烯塑料
根据电线电缆的使用要求和特性，绝缘用聚氯乙烯塑料的类型、性能、要求及主要用途如下表所示。
绝缘用PVC塑料分类及性能
类型 性能要求 使用温度 主要用途
绝缘级 电绝缘性能较好，有一定的耐热性、柔软性 70oC 通信、控制、信号及低压电力电缆绝缘
普通绝缘级 有一定的电绝缘性能，有较好的柔软性及耐大气性、廉价 70oC 室内固定敷设的电线、护套软线、500V农用电缆以及仪表安装用电线的绝缘
耐热绝缘级 有较佳的耐热老化性和耐变形性，电绝缘性能较好 80oC
105oC 要求耐热较高的船用电缆、航空导线、电力电缆及安装用电线的绝缘
高电性能绝缘级 较佳的电绝缘性能，绝缘电阻高、介电性能好，有一定的耐热性 70oC 电压为6kV－10kV级的电力电缆的绝缘
耐油耐溶剂绝缘级 具有较好的耐油性、耐溶剂性和柔软性，电绝缘性能较好 70oC 用于接触油类和化学物质的电线电缆的绝缘级
阻燃绝缘级 电绝缘性能较好，有较高的耐火焰燃烧性，柔软性较好 70oC 固定敷设的电力电缆、矿用电缆、安装用电线的绝缘
各类聚氯乙烯绝缘料的技术要求见下表。
绝缘用PVC塑料的技术要求
技术指标 绝缘级 普通
绝缘级 耐热绝缘级 高电性
绝缘级
80oC 105oC
体
积
电
阻
系
数
（Ω?cm）
≥ 20oC 1×1014 1×1014 3×1014 3×1014 5×1014
70oC 1×1011 1×1010 － － 5×1011
80oC － － 5×1011 － －
105oC － － 2×1011 －
击穿场强（kV/mm） ≥ 20 20 20 20 20
介质损耗角正切tgδ（20～85oC）≤ － － － － 0.1
介质损耗因素ε，
≤tgδ（20～85oC） 0.75
拉伸强度（N/mm2）≥ 180 170 200 200 200
断裂伸长率（％）≥ 200 220 180 200 160
低温冲击
压缩温度（oC）≤ 0 -10 +3 － +5
200 oC热稳定
时间（min）≥ 60 60 60 60 60
软化温度（oC） 170～190 170 ～190 180～195 － 175～185
热
老
化
性
能 老化温度（oC） 110 110 113 136 110
老化时间（h） 48 48 168 168 48
K1（%）≥ － － － 80 －
K2（%）≥ 70 75 80 70 70
失重（%）≤ 6.0 7.0 5.0 2.5 6.0
（2） 护套用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料护层具有较好的耐腐蚀性，足够的机械性能，一定的耐大气性能，柔软、耐振、重量轻、加工及敷设方便。根据电线电缆的使用条件，研究制成了不同类型聚氯乙烯护套料，其性能要求及应用范围见下表。
护套用PVC塑料的分类及性能
类型 主要性能要求 使用温度 应用范围
普通护层级 足够的机械强度、耐热、光老化性及耐寒性较好 70 oC 塑料电线电缆的外护层及其它电缆外护层
耐寒护层级 有较高的耐寒性，低温柔软性 70 oC 户外及耐寒电现电缆护层
柔软护层级 有较高的柔软性，较好的耐寒性 70 oC 耐寒柔软的电线电缆护层
耐热护层级 耐热性能良好 80 oC
105 oC 耐热的电线电缆护层
耐油护层级 耐油性、耐化学药品性好 70 oC 与油类及化学药品接触的电线电缆护层
易撕护层级 抗撕裂性低，敷设方便、价格低廉 70 oC 室内固定敷设用绝缘电线护层
防霉、防白蚁、
防鼠护层级 抗生物性好、防白蚁、防霉性好 70 oC 热带及温热带地区用电缆护层
阻燃护层级 抗燃烧性好 70 oC 安全性要求高的电线电缆护层
（3） 半导电聚氯乙烯塑料
半导电聚氯乙烯塑料可作为屏蔽材料来使用，例如可作为10kV聚氯乙烯电缆的屏蔽层。半导电塑料用作高压电缆的屏蔽料时，由于半导电料直接与绝缘料接触，会发生相互迁移，因而尽量选用与绝缘料相同的增塑剂或电性好、迁移小的增塑剂。否则在使用过程中会影响绝缘料的电绝缘性能。
（4） 环保型防白蚁、防鼠电缆护套料
白蚁和老鼠对电缆造成破坏，轻则中断供电，重则酿成重大事故，使电力和通信部门受到损害。以往采用在电缆护套料内加入有毒添加剂（如氯丹、七氯、狄氏剂、艾氏剂等）的办法，杀灭白蚁、老鼠，以保护电缆安全运行。但这些有毒添加剂对环境和人身会造成污染和危害。目前，多使用在护套料中加入环烷酸铅或环烷酸酮做添加剂，制成改型的防白蚁护套料。
（5） 低烟低卤型阻燃护套料
用普通（阻燃）PVC电缆料制造的电缆燃烧时会产生大量黑烟，同时释放出大量腐蚀性气体HCl，对人体和仪器装置会造成巨大损害。低烟低卤阻燃电缆料是以PVC树脂为基料，添加各种改性剂、助剂和优良阻燃剂，经过均匀混炼充分塑化加工而成的高科技产品。它不仅具有优良的阻燃性，而且在燃烧是释放的烟量低，HCl释出量很低，可观察到燃烧火焰及附近的物体。与普通PVC护套料相比，其拉伸强度及断裂伸长率相当；挤出时无需特种螺杆，其工艺性能亦相当。使用这种电缆料制成的电缆，*适用于地铁、高层建筑、发电站、广播电视中心及计算机中心等对电线电缆阻燃性能要求高的场所。
掌握了聚落乙烯的性能，对各种场合使用什么样的电缆，具有一定的科学参考价值。
