Tværbundet polyethylen (XLPE) er blevet anvendt i vid udstrækning til højspændingskabelisoleringsmaterialer på grund af dets fremragende elektriske og mekaniske egenskaber. Peroxid-tværbindingsreaktionen er den traditionelle fremgangsmåde, der anvendes til syntese af højspændingspolyethylenkabelisolering; denne proces har imidlertid forskellige ulemper (e.g., langsom produktionshastighed, højt energiforbrug, for-tværbinding af materialet på overfladen af ekstruderingsdysen i lange produktionsperioder).
Den ultraviolette (UV) stråling tværbindingsproces kan blive en kandidat til fremstilling af højspændingsledningsmaterialet XLPE. Ved hjælp af en fotoinitiator kan UV-energi let trænge igennem isoleringsvæggen og inducere tværbinding, når isoleringsvæggen er gennemsigtig, fordi polyethylenkrystaller smelter efter opvarmning ved ekstrudering.
Fordelene ved UV-krydsning sammenlignet med den traditionelle proces inkluderer hurtig behandlingshastighed, lille strålingszone, energibesparelse, og produktionen er ikke termofølsom. Eksperimentelle undersøgelser har vist, at hastigheden af UV-strålings tværbindingsreaktion ikke kun er påvirket af magt, strålingsspektrum af kviksølvlampen og UV-lysemitterende diode (LED) hybridsystem, men også typen og indholdet af fotoinitiator og tværbinder .
Ved anvendelse af det multifunktionelle tværbindingsmiddel triallylisocyanurat (TAIC) er tværbindingsprocessen af polyethylenviaUV-stråling kan være så hurtig som milli-sekunder, hvorimod tværbindingshastigheden kun er på tidsskalaen ved brug af kun fotoinitiator.
Imidlertid reaktionsmekanismen ved tværbinding af polyethylenviaUV-stråling ved atom- og molekylære niveauer er hidtil ikke særlig klar, især ved anvendelse af en tværbinder. For at belyse de kemiske reaktioner, der forekommer under UV-strålingens tværbinding af polyethylen til udvikling af isoleringsvægmaterialer til højspændingsledninger, bør tværbindingens rolle klart forstås.
Under et højt og divergerende elektrisk felt initieres ofte delvis udladning og isoleringssvigt ved elektrisk træning.
Den nominelle spænding for XLPE-isolerede strømkabler er begrænset til 500 kV, selvom XLPE er fremstillet med super-ren teknologi. Forskning har vist, at nogle organiske polycykliske aromatiske forbindelser eller forbindelser med benzophenonlignende strukturer, der tjener som spændingsstabilisatorer, kan øge modstanden mod elektrisk træning effektivt.
Ved hjælp af teoretiske studier belyste vores gruppe først mekanismerne for aromatiske carbonylforbindelser som spændingsstabilisatorer til at øge den elektriske nedbrydningsstyrke af XLPE i 2013. Acetophenon er et eksempel på en aromatisk carbonylforbindelse, der kan fungere som en spændingsstabilisator; den vandrer imidlertid let ud af den polymere matrix. Således kan aromatiske carbonyl- og benzil-type-forbindelser med en større alkoxy-kæde effektivt øge kompatibiliteten med polyethylenmatrixen og forbedre det elektriske træningsindledningsniveau markant.
Dette inspirerede os til at undersøge, om polyethylenkæder kan podes med spændingsstabilisatormolekyler for at give stationære produkter under UV-strålingens tværbindingsproces til fremstilling af XLPE isoleringsmaterialer, der har permanente isoleringspræstation.