Polietilena bersilang silang (XLPE) telah digunakan secara meluas untuk bahan penebat kabel voltan tinggi kerana sifat elektrik dan mekanikalnya yang sangat baik. Tindak balas silang peroksida adalah proses tradisional yang digunakan untuk sintesis penebat kabel polietilena voltan tinggi; namun, proses ini mempunyai pelbagai kekurangan (e.g., kelajuan pengeluaran yang perlahan, penggunaan tenaga yang tinggi, pra-silang bahan di permukaan penyemperitan mati dalam tempoh pengeluaran yang panjang).
Proses penyambungan silang ultra-ungu (UV) boleh menjadi calon untuk fabrikasi bahan kabel voltan tinggi XLPE. Dengan bantuan pemula foto, tenaga UV dapat menembusi dinding penebat dengan mudah dan menyebabkan hubungan silang ketika dinding penebat telus kerana kristal polietilena mencair setelah pemanasan melalui penyemperitan.
Kelebihan penyeberangan UV berbanding proses tradisional termasuk kelajuan pemprosesan yang cepat, zon radiasi kecil, penjimatan tenaga, dan pengeluarannya tidak termosensitif. Penyelidikan eksperimental menunjukkan bahawa kadar tindak balas silang sinaran UV tidak hanya dipengaruhi oleh daya, spektrum radiasi lampu merkuri, dan sistem hibrida diod pemancar cahaya UV (LED), tetapi juga jenis dan kandungan fotoinitiator dan crosslinker .
Dengan penggunaan multi-fungsi crosslinker triallyl isocyanurate (TAIC), proses pautan silang polietilenamelaluiSinaran UV dapat secepat mili-detik, sedangkan kadar pautan silang hanya pada skala waktu minit dengan penggunaan photoinitiator sahaja.
Walau bagaimanapun, mekanisme tindak balas penghubung silang polietilenamelaluiSinaran UV pada tahap atom dan molekul tidak begitu jelas setakat ini, terutamanya dengan penggunaan crosslinker. Oleh itu, untuk menjelaskan tindak balas kimia yang berlaku semasa penyambungan silang UV polietilena untuk pengembangan bahan dinding penebat untuk kabel voltan tinggi, peranan yang dimainkan oleh pemaut silang harus difahami dengan jelas.
Di bawah medan elektrik yang tinggi dan berbeza, kerosakan sebahagian dan kegagalan penebat sering dimulakan oleh penanaman elektrik.
Voltan dinilai kabel kuasa bertebat XLPE terhad kepada 500 kV walaupun XLPE dihasilkan dengan teknologi super bersih. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa sebilangan sebatian aromatik polisiklik organik atau yang mempunyai struktur seperti benzofenon, yang berfungsi sebagai penstabil voltan, dapat meningkatkan daya tahan terhadap penanaman elektrik dengan berkesan.
Dengan menggunakan kajian teori, kumpulan kami pertama kali menjelaskan mekanisme sebatian karbonil aromatik sebagai penstabil voltan untuk meningkatkan kekuatan kerosakan elektrik XLPE pada tahun 2013. Acetophenone adalah contoh sebatian karbonil aromatik yang dapat berfungsi sebagai penstabil voltan; namun, ia mudah berpindah keluar dari matriks polimer. Oleh itu, sebatian karbonil aromatik dan benzil dengan rantai alkoksi yang lebih besar dapat meningkatkan keserasian dengan matriks polietilena dengan berkesan dan meningkatkan tahap permulaan penanaman elektrik dengan ketara.
Ini memberi inspirasi kepada kami untuk menyelidiki apakah rantai polietilena dapat dicantumkan dengan molekul penstabil voltan untuk menghasilkan produk pegun semasa proses penyambungan sinaran UV untuk pembuatan bahan penebat XLPE yang mempunyai prestasi penebat kekal.