高压电缆向高电压等级和大长度的发展，对交联聚乙烯绝缘料的加工性能提出了更高的要求。绝缘料的加工性能和电缆绝缘成型质量主要受低密度聚乙烯（LDPE）基料黏弹特性影响，基料的黏弹特性取决于其链结构。然而，由于低密度聚乙烯基料分子链支化结构复杂，难以建立单一的链结构参数与黏弹特性的关联，因此精准地获得低密度聚乙烯链结构特征对黏弹特性的影响对电缆绝缘优化升级至关重要。

电工材料电气绝缘全国重点实验室（西安交通大学）等单位的吴一帆、王诗航等研究者，采用制备型升温淋洗分级工艺，对管式法低密度聚乙烯和釜式法低密度聚乙烯进行分级得到具有不同平均分子量的级份，采用凝胶渗透色谱法和旋转流变仪表征原料和级份的链结构参数及黏弹特性。

图1 LDPE样品的分子量分布及回转半径

他们的研究结果表明，长链支化结构相似时，重均分子量越大，分子链间越容易产生缠结，黏度和模量越高，剪切变稀现象发生频率越低；重均分子量接近时，零切黏度与长链支化度具有非单调关系，过高的长链支化度会削弱分子链间的物理缠结，导致零切黏度降低。

图2 120℃下LDPE样品零切黏度随重均分子量的变化情况

研究者指出，基于低密度聚乙烯黏弹特性构效关系，结合电缆挤出成型工艺，可以设计出更为适宜的基料黏弹特性参数，以此优化调控低密度聚乙烯的链结构，是未来高端电缆绝缘材料研发的方向。

本工作成果发表在2024年第1期《电工技术学报》，论文标题为“低密度聚乙烯基料链结构对黏弹特性的影响”。本课题得到国家电网有限公司总部管理科技项目和国家自然科学基金智能电网联合基金项目的支持。