Tverrbundet polyetylen (XLPE) har blitt brukt mye for høyspennings kabelisolasjonsmaterialer på grunn av sine utmerkede elektriske og mekaniske egenskaper. Tverrbindingsreaksjonen peroksid er den tradisjonelle prosessen som brukes for syntese av høyspenningspolyetylenkabelisolasjon; denne prosessen har imidlertid forskjellige ulemper (e.g., langsom produksjonshastighet, høyt energiforbruk, forkryssing av materialet på overflaten av ekstruderingsdysen i lange produksjonsperioder).
Den ultrafiolette (UV) strålingstvernende prosessen kan bli en kandidat for fremstilling av høyspentkabelmaterialet XLPE. Ved hjelp av en fotoinitiator kan UV-energi lett trenge gjennom isolasjonsveggen og indusere tverrbinding når isolasjonsveggen er gjennomsiktig fordi polyetylenkrystaller smelter etter oppvarming ved ekstrudering.
Fordelene med UV-kryssing sammenlignet med den tradisjonelle prosessen inkluderer rask prosesseringshastighet, liten strålingssone, energisparing, og produksjonen er ikke termofølsom. Eksperimentelle undersøkelser har vist at frekvensen av tverrbindingsreaksjonen for UV-stråling ikke bare påvirkes av makt, strålingsspekteret av kvikksølvlampen, og UV-lysdiode (LED) hybridsystem, men også typen og innholdet til fotoinitiator og tverrbinder .
Med bruk av det multifunksjonelle tverrbindingsmiddelet triallylisocyanurat (TAIC), er tverrbindingsprosessen av polyetylenviaUV-stråling kan være så rask som milli-sekunder, mens tverrbindingshastigheten bare er på tidsskalaen ved bruk av bare fotoinitiator.
Imidlertid er reaksjonsmekanismen for polyetylen-tverrbindingviaUV-stråling på atom- og molekylnivå er foreløpig ikke veldig tydelig, spesielt med bruk av tverrbinder. For å belyse de kjemiske reaksjonene som oppstår under UV-strålingen tverrbinding av polyetylen for utvikling av isolasjonsveggmaterialer for høyspenningskabler, bør tverrbindingsrollen være tydelig forstått.
Under et høyt og divergerende elektrisk felt initieres ofte delvis utladning og isolasjonssvikt av elektrisk tre.
Nominell spenning på XLPE isolerte strømkabler er begrenset til 500 kV, selv om XLPE er produsert med super-ren teknologi. Forskning har vist at noen organiske polysykliske aromatiske forbindelser eller forbindelser med benzophenon-lignende strukturer, som fungerer som spenningsstabilisatorer, kan øke motstanden mot elektrisk trevirke effektivt.
Ved å bruke teoretiske studier belyste gruppen vår først mekanismene til aromatiske karbonylforbindelser som spenningsstabilisatorer for å øke den elektriske nedbrytningsstyrken til XLPE i 2013. Acetofenon er et eksempel på en aromatisk karbonylforbindelse som kan fungere som en spenningsstabilisator; den vandrer imidlertid lett ut av den polymere matrisen. Dermed kan aromatiske karbonyl- og benzil-forbindelser med en større alkokokjede effektivt øke kompatibiliteten med polyetylenmatriksen og forbedre det elektriske træroppstartnivået betydelig.
Dette inspirerte oss til å undersøke om polyetylenkjeder kan podes med spenningsstabilisatormolekyler for å gi stasjonære produkter under tverrbindingsprosessen for UV-stråling for fremstilling av XLPE isolasjonsmaterialer som har permanente isolasjonsprestasjoner.