隨著線纜材料應用領域的不斷擴大，對其熱性能的要求也日益提高。從普通的聚氯乙烯(PVC)到高性能的交聯聚乙烯、三元乙丙橡膠等，各種新型線纜材料的開發與質量監控都離不開熱重分析技術的支持。熱重分析技術憑借其高靈敏度和定量能力，已經成為分析電纜絕緣層，護套等高分子材料熱行為的重要工具。線纜材料的穩定性直接關系到電力傳輸的安全可靠性，在高溫環境下，材料的熱分解可能導致絕緣性能下降甚至引發火災事故，因此準確評估線纜材料的熱失重特性具有重要的意義。

    一、實驗的操作流程

    PVC作為傳統線纜護套材料，具有代表性本次實驗主要通過測試PVC去觀察通過熱重分析技術去檢測線纜的熱分解行為。

    1、實驗設備：DZ-TGA201熱重分析儀

    2、樣品制備：采用冷凍磨研或者準確切割切取樣品約10-20mg的小片樣品。樣品量過小易導致信號微弱，過大則可能引發熱傳遞不均熱解不充分。對于多層保護電纜，需逐層剝離測試以區分各層材料特性，避免交叉干擾。

    3、實驗設置：根據材料類型設置升溫范圍，常規絕緣材料采用室溫至700℃，耐高溫材料的可延申至1000℃；升溫速率通常選擇5-20℃/min，速率過快易導致熱滯后效應，過慢則降低測試效率。本次我們PVC材料在10的速率下較為合適。

    4、氣氛選擇：氮氣氣氛流速為50ml/min用于模擬惰性環境下的熱裂解行為，空氣或者氧氣則用于評估熱氧化講解特性。PVC測試實驗通常采用氮氣保護的情況下進行實驗測。

    5、實驗圖譜分析：

    圖1

    PVC作為傳統線纜護套材料，其熱失重呈現典型的兩階段特征(圖1)

    第一階段（室溫—430°左右）：此實驗樣品失重率約為21%，對應氯化氫(HCI)反應，分解溫度在300度左右。通過DTG曲線在320度左右出現第一峰值，如果與紅外光譜儀聯用，釋放的HCI氣體可通過紅外設備檢測到特征吸收峰。此階段也是形成的共軛多稀緊鏈段是材料發黃發脆的原因。

    第二階段（430—700°左右）；失重率約為77%，為共軛雙鍵鏈段的進一步裂解，生成大量CO2，甲烷等小分子產物，在520°左右達到zui大的失重速率。采用紅外聯用技術(TG-IR）可以分析分解產物的紅外光譜，實現對材成分的更準確識別。Zui終殘余1%左右的殘余量。

    二、TG-IR聯用技術—分解產物的原位識別

    針對含復雜組分或填料的線纜材料，TG-IR聯用可突破單一質量監測的局限。例如多層橡膠電纜護套因含大量炭黑無法直接紅外表征，通過TG-IR聯用發現其三階段失重對應不同產物：15分鐘（200℃）釋放CH?基團（添加劑揮發），24分鐘（500℃）生成甲烷與乙烯（主鏈裂解），29分鐘（600℃）檢測到CO?（氧化終產物），成功識別出基材為氯丁橡膠。

    三、實驗結論

    熱重分析儀憑借其準確的質量監測能力，已成為線纜材料熱穩定性評估的核心工具。通過解析TG/DTG曲線的特征參數，可實現對PVC、EVA、ETFE等典型線纜材料的分解階段劃分、耐熱性能評級與降解機理揭示。TG-IR、TG-MS聯用技術進一步拓展了測試深度，能夠原位識別分解產物與微量組分，為配方優化與失效溯源提供分子級證據。