前言

    风能电缆作为我们特缆项目的四大主打产品之一， 项目从开始启动到现在短短的几个月的时间已经取得了可喜的成绩。我国的风力风电资源丰富， 但是风场大部分布在草原和沿海， 这些场所都是在空旷的地区，风大气温温差大， （寒冷的地方气温能达到零下 40 摄氏度） ，电缆在这种条件敷设， 对我们的电缆材料提出了极为苛刻的技术要求，电缆材料一定要有很好的耐寒，耐扭性能。一般的塑料很难在这样的低温下正常工作， 在这样的条件下只有按一定配方的橡胶（或弹性体）才能达到使用要求。

1 原理分析

    橡胶的耐寒性，即在规定的低温下保持弹性和正常工作的能力。硫化橡胶在低温下，由于松弛过程急剧减慢，硬度、模量和分子内摩擦增大，弹性显著降低，致使橡胶制品的工作能力下降， 特别是在动态条件下尤为突出 [1]。 硫化胶的耐寒性能主要取决于高聚物的两个基本特性：玻璃化转变和结晶。两者都会使橡胶在低温下丧失弹性。

     对于非结晶型（无定形）橡胶而言，随温度降低，橡胶分子链段的活动性减弱，达到玻璃化温度（ Tg）后，分子链段被冻结，不能进行内旋转运动，橡胶硬化、变脆，呈类玻璃化态，丧失了橡胶特有的高弹性。因此，非结晶型橡胶的耐寒性，可用玻璃化温度（Tg ）来表征。实际上，即使在高于玻璃化温度的一定范围内， 橡胶也会发生玻璃化转变过程，使橡胶丧失弹性体的特征。这一范围的上限称为脆性温度（ Tb），也即硫化胶只有在高于脆性温度时才有使用价值。因此工业上常以脆性温度作为橡胶制品耐寒性的指标， 但是脆性温度不能反映结晶性橡胶的耐寒性。

    因为结晶性橡胶一般在比玻璃化温度高许多的低温下便丧失弹性， 这些橡胶的最低使用温度极限， 有时甚至可能高于玻璃化温度 70～ 80℃。橡胶结晶过程和玻璃化不同，结晶过程需要一定的时间，当其他条件相同时， 弹性丧失的速度和程度，与持续的温度和时间有关。例如，在结晶速度最大的温度下，聚丁二烯橡胶只需经过 10～ 15min即开始丧失弹性，而天然橡胶则需经过120～ 180min 才开始丧失弹性。结晶橡胶在低温下工作能力的降低，短则几小时，长则几个月不等。因此，对结晶橡胶耐寒性的评价不能只凭试样在低温下短时间的试验， 需考虑到在储存和使用期间结晶过程的发展。

     例如甲基苯基乙烯硅橡胶 (MPVQ) 在-75℃下放置 5min 后， 其拉伸耐寒系数为 1.0， 但经过 30～ 120min 后，则降低为零。结晶性橡胶结晶最终结果和玻璃化时一样，硬度、弹性模量、刚性增大，弹性和变形时的接触力降低，体积减小。例如 -50℃下，结晶的聚丁二烯橡胶的弹性模量， 比无定形的同种橡胶高 19～29 倍。结晶硫化胶的硬度可以高达 90～100（邵尔 A）。形变加速结晶过程，使弹性下降的温度升高。

2 生胶品种的选择

    玻璃化温度是橡胶分子链段有运动到冻结的转变温度， 而链段运动是通过主链单键内旋转实现的，因此分子链的柔性是关键。凡是能增加分子链柔性的因素，如加入软化剂或引....