21世纪初，欧盟布局第二代环保型高性能聚丙烯（PP）电缆料，目前已经有数十万千米的工程应用，其材料和工艺技术对外严格保密。凭借低碳、可回收的环保特性，聚丙烯电缆料成为非交联聚烯烃绝缘料最热门的研究方向。突破该领域的研发，对推动我国电缆材料工业的发展、实现我国电缆绝缘材料和电缆成品的国产化，具有重要意义。

    目前，中国石化1000吨/年接枝改性聚丙烯中试装置正在茂名石化建设中，从材料理化性能看，可满足10千伏、35千伏、110千伏、220千伏及500千伏等电压等级电缆需求，正在逐级开展应用验证。目前已经完成了35千伏电缆应用验证，即将试制110千伏及220千伏电缆。

    产品名片

    什么是高性能聚丙烯电缆料？

    聚丙烯电缆料采用超软聚丙烯+聚丙烯接枝技术，通过化学反应在聚合物基体分子链上接枝功能性化学基团，在微观层面对聚合物分子链进行修饰，进而实现宏观性能调控。

    高性能聚丙烯电缆料有哪些特点？

    ●通用性树脂，具有产量大、价格低的优势。

    ●简化了生产流程，能耗低。高性能聚丙烯可免去交联等工序，增加电缆连续挤出长度，有利于降低成本。

    ●可回收再利用，实现全生命周期过程的低碳化。以35千伏等级绝缘料为例，相比传统电缆料，高性能聚丙烯绝缘料的全生命周期可减少碳排放39%。

    企业足音

    北化院：成功试制多规格高性能聚丙烯电缆

    北化院于2019年成立了首个新领域培育项目，组建跨部门、跨专业的联合攻关团队，并与清华大学联合开发了接枝改性高性能聚丙烯电缆绝缘料技术。该技术通过接枝改变分子轨道能级和能带结构，可大幅提升聚丙烯的绝缘性能，其直流击穿强度、电阻率、抗电树、抗水树等性能均高于已知同类产品，在高电压等级绝缘料方面有巨大潜力。该技术属于原创性技术，已申请中国发明专利35件、PCT专利3项，开展了机理研究，建立了基础理论模型。

    目前，北化院已试制多种规格的10千伏和35千伏等级高性能聚丙烯电缆。2021年1月，10千伏和35千伏等级聚丙烯电缆通过型式测试；2022年9月，首条10千伏接枝聚丙烯电缆于浙江电网杭州分公司萧山区潼江C632线工程中挂网应用；2023年2月，10千伏和35千伏等级接枝改性聚丙烯绝缘电缆通过中国机械工程联合会的新产品鉴定。今年上半年，3条10千伏和35千伏等级聚丙烯电缆在南方电网的3项工程中挂网应用。此外，北化院已完成1000吨/年接枝改性聚丙烯中试工艺包，于2022年3月通过集团公司科技部审查，中试装置落地茂名石化，正在建设中。

    技术路线

    高性能聚丙烯绝缘料的技术路线有弹性体共混、共聚改性、纳米掺杂和接枝改性等。共混增韧改性和共聚改性仅可实现材料机械性能的调控，无法同时调控绝缘性能。纳米掺杂技术是目前研究热度最高的技术，3%的纳米掺杂可大幅提高材料的电性能，然而，纳米粒子的分散性和高成本等问题，导致该技术难以用于批量化制备和稳定品控。

    接枝改性可以有效增加材料中的电荷陷阱，抑制空间电荷的积累，且对于材料的加工性能和机械性能没有负面影响，在规模生产方面有显著的优势。采用该技术，石化企业可实现从烯烃原料、聚合、接枝改性到最终产品的全封闭洁净生产，成为未来聚丙烯电缆料开发的主要方向。

    新闻会客厅

    热塑性环保电缆材料成为发展方向

    嘉宾：北京化工研究院聚烯烃技术主任师 袁 浩

    电力工业关乎国计民生。随着经济高质量发展、城市化进程加快，以及光伏、海上风电场的建设，未来高压电缆需求巨大。

    挤包型电缆为最主流的输电电缆，其绝缘层起承压作用，基本上决定了电缆的运行场景。针对传统电缆料高温绝缘性能较差、成缆时须经高温交联并脱气去除残留的副产物、退役绝缘料回收困难等问题，很多机构和学者开始进行热塑性绝缘料的研究。

    聚丙烯具有更强的电气绝缘性能、更高的长期运行温度，并具备热塑可回收性。此外，聚丙烯作为通用性树脂，具有产量大、价格低的优势，相比传统电缆料免去了交联和脱气工序，简化了生产流程，能耗低，可增加电缆连续挤出长度，有利于降低成本，同时可回收再利用，实现全生命周期过程的低碳化。突破低碳可回收的聚丙烯绝缘料，对推动我国电缆材料工业的发展、实现我国电缆绝缘材料和电缆成品的全国产化换道超越，具有重要战略意义。

    我国自2013年起开始研究聚丙烯绝缘料。经过十年发展，聚丙烯绝缘料逐渐被业界重视，特别是近年来发展迅猛。目前，已经有十余条中压电缆完成挂网应用。今年5月，110千伏聚丙烯电缆也在广州投运，已建成两条聚丙烯绝缘料中试生产线。2022年8月，工信部等五部委印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，将热塑性环保电缆材料明确为绿色低碳发展方向。