1.一种高压电缆绝缘材料连续挤出加工特性评价优化方法,其特征在于,包括:步骤A1,将被测材料在设定温度下加热成熔体,将熔体通过毛细管模具连续挤出,在挤出过程中连续测量和记录毛细管的入口压力P,熔体挤出的质量增长速率w和熔体样条的直径D’,计算出熔体流动的表观剪切粘度η a ;步骤A2,利用样条直径D’计算熔体的出口膨大率δ;步骤A3,实时记录和显示熔体的表观剪切粘度和出口膨大率随时间变化的曲线η a (t)和δ(t),在η a (t)或δ(t)曲线上将η a (t)或δ(t)增大设定百分比所对应的时间作为交联反应起始时间,记为T X ;步骤A4,选择参考试样,按照步骤A1-A3对参考试样进行测试,根据参考试样的η a (t)和δ(t)曲线,确定出参考试样的交联反应起始时间T S ;步骤A5,根据T X 和T S 定义出指数α,指数α即为表征评价被测材料连续挤出加工特性的数字特征量;在步骤A1中,包括:步骤A1.1,利用挤出熔体的质量增长速率w,根据下式(1)计算熔体流动的剪切速率 式中ρ为熔体密度,C=1.02×10 4 /cm 3 为设备常数;步骤A1.2,利用毛细管入口压力数据P,根据下式(2)计算出熔体流动的剪切应力τ式中P 0 为实验环境的大气压,取作0.1MPa;步骤A1.3,利用计算得到的τ和 数值,根据下式(3)计算出熔体流动的表观剪切粘度η a式中τ为熔体流动的剪切应力, 为熔体流动的剪切速率;在步骤A2中,利用样条直径D’根据下式(4)计算熔体的出口膨大率δ,在步骤A5中,α指数按照下式(5)定义若α>0,表示被测材料的连续挤出加工特性高于参考试样,并且数值越大代表材料在设备中连续加工的时间越长;若α<0,表示被测材料的连续挤出加工特性低于参考试样,并且绝对值越大代表材料在设备中连续加工的时间越短。
2.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘材料连续挤出加工特性评价优化方法,其特征在于,在步骤A1中,以60秒为一个数据周期对η a 进行计算。
3.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘材料连续挤出加工特性评价优化方法,其特征在于,在步骤A3中,设定百分比为10%。
4.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘材料连续挤出加工特性评价优化方法,其特征在于,在步骤A4中,参考试样采用低密度聚乙烯树脂、交联剂以及抗氧剂制作,其中,交联剂为过氧化二异丙苯-DCP,抗氧剂为抗氧剂1010,按照100phr低密度聚乙烯添加2phrDCP和0.3phr抗氧剂1010的比例配制。
5.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘材料连续挤出加工特性评价优化方法,其特征在于,在步骤A4中,测试时调整螺杆挤出机转速,使得挤出熔体的初始剪切速率在1000~1200s -1 范围之内,并以该转速连续进行实验测试,最终确定出参考试样的交联反应起始时间。
6.一种高压电缆交联聚乙烯绝缘材料连续挤出加工工艺的优化方法,其特征在于,包括:步骤B1,采用设定的可交联聚乙烯绝缘材料,根据实际生产中所使用的大型挤出机的加热段分段数量,选择结构相仿、加热段数量相同的小型单螺杆挤出机;步骤B2,将所述可交联聚乙烯绝缘材料在设定的加工工艺条件下加热成熔体,将熔体由单螺杆挤出机通过毛细管模具连续挤出,在挤出过程中连续测量和记录毛细管的入口压力P,熔体挤出的质量增长速率w和熔体样条的直径D’,计算出熔体流动的表观剪切粘度η a ;步骤B3,利用样条直径D’计算熔体的出口膨大率δ;步骤B4,实时记录和显示熔体的表观剪切粘度和出口膨大率随时间变化的曲线η a (t)和δ(t),在η a (t)或δ(t)曲线上将η a (t)或δ(t)增大设定百分比所对应的时间作为交联反应起始时间,记为T X ;步骤B5,设置多组不同的工艺条件,分别在每组工艺条件下,将被测材料熔体通过毛细管模具连续挤出,重新测试材料的交联反应起始时间T X ,获得每一组与加工工艺条件相关的T X 值;步骤B6,将T X 达到最大值对应的剪切粘度η a 作为熔体处于最佳流动状态的数值特征,将达到该剪切粘度所对应的工艺条件作为大长度海缆挤出加工的最优条件;步骤B7,按照步骤B6中小型挤出机试验获得的工艺参数规律,设置实际挤出机的生产工艺参数,通过微调则能够获得最优的工艺参数;在步骤B2中,包括:步骤B2.1,利用挤出熔体的质量增长速率w,根据下式(1)计算熔体流动的剪切速率 式中ρ为熔体密度,C=1.02×10 4 /cm 3 为设备常数;步骤B2.2,利用毛细管入口压力数据P,根据下式(2)计算出熔体流动的剪切应力τ式中P 0 为实验环境的大气压,取作0.1MPa;步骤B2.3,利用计算得到的τ和 数值,根据下式(3)计算出熔体流动的表观剪切粘度η a式中τ为熔体流动的剪切应力, 为熔体流动的剪切速率;在步骤B3中,利用样条直径D’根据下式(4)计算熔体的出口膨大率δ实时记录和显示熔体的表观剪切粘度和出口膨大率随时间变化的曲线η a (t)和δ(t)。
7.根据权利要求6所述的高压电缆交联聚乙烯绝缘材料连续挤出加工工艺的优化方法,其特征在于,在步骤B2中,加工工艺条件包括:螺杆挤出机螺杆转速以及每段加热段的工作温度。
8.根据权利要求6所述的高压电缆交联聚乙烯绝缘材料连续挤出加工工艺的优化方法,其特征在于,在步骤B2中,以60秒为一个数据周期对η a 进行计算。
9.根据权利要求6所述的高压电缆交联聚乙烯绝缘材料连续挤出加工工艺的优化方法,其特征在于,在步骤B4中,设定百分比为10%。
10.根据权利要求6所述的高压电缆交联聚乙烯绝缘材料连续挤出加工工艺的优化方法,其特征在于,在步骤B5中,在每组工艺条件中,每个加热段及挤出机头的温度以及螺杆转速不完全相同。