1. 前言
有机复合绝缘子的最重要部件之一就是芯棒，它不仅是复合绝缘子的内绝缘的保证，也是复合绝缘子的机械负荷的承担部件，它的质量是复合绝缘子可靠性的重要保证。不管是复合绝缘子生产厂家还是芯棒生产厂家都认识到这一点，一方面复合绝缘子生产厂家对绝缘芯棒提出了更具体和更高的要求；另一方面芯棒厂家也不断的推成出新，提高产品质量。在近几年内开发出耐热芯棒、耐酸芯棒、透明芯棒和注射拉挤芯棒，在生产工艺上开发出真空拉挤工艺和注射拉挤工艺，取得了长足进展，本文将首先介绍拉挤工艺的发展和不同工艺生产的芯棒的特点。
2. 我国环氧芯棒拉挤工艺的进展
拉挤成型技术开始于50年代，首先在美国注册专利，60年代得到应用，70年代得到发展，80年代发展速度达到最快，近年拉挤产品的增长率还维持在10％以上。拉挤成型工艺受到各国同行们的重视，各种拉挤设备和工艺不断涌现，如立式拉挤、卧式拉挤、弯曲型材拉挤、注射拉挤等。
我国绝缘子用环氧拉挤芯棒与复合绝缘子的兴起是同步的，都从上世纪八十年代初开始兴起，拉挤设备包括导纱器、预成型模、环氧树脂浸胶槽、成型模、牵引机。工艺过程为：玻璃纤维经过导纱器和预成型模后（有些厂家没有），再经过开放式的浸胶槽，在常压下使玻璃纤维浸透，经过成型模固化成型后，由牵引机拉出。所用设备大多是履带式牵引装置，如图１所示。
图１ 传统拉挤工艺示意图
这种工艺有几个明显的缺点，首先是产品的气孔率较大，难于得到透明的产品，使芯棒的内部缺陷（如接纱头、夹杂、浸胶不充分等）不容易发现；其次是产品质量受环境的影响，尤其是受环境温度和湿度的影响；第三是胶槽中胶的固化特性随时间的延长而变化，产品特性的一致性得不到很好的保证。所以有些厂家在湿度较大、温度较高的季节停产或采取在浸胶部分加装空调、去湿器、经常换胶等方法，试图想解决这些问题，但这些方法的效果有限。
1) 真空辅助拉挤工艺
为了解决普通拉挤芯棒气孔率较大，产品不透明的问题，我所在二○○一年开发出真空辅助拉挤工艺，这种工艺的特点是多次浸胶、真空辅助和尽量减少胶与大气的接触面积，从而改善产品的性能。玻璃纤维分多层经第一次浸胶后进入预成形模挤胶，含一定胶的玻璃纤维进入真空浸胶系统，在真空条件下排除气孔和进一步浸胶以减少气孔和确保玻璃纤维充分浸透，入图２中所示。
图２ 真空辅助拉挤示意图
这种工艺在西北比较干燥的环境下取得了比较好的结果，所生产的产品性能比普通拉挤工艺在以下几个方面有明显的改善：
a) 气孔少，产品透明性高，使产品缺陷易于剔除，如接纱头、夹杂、缺胶等；
b) 多层浸胶减少了胶液与大气的接触面积，从而使产品受环境条件的影响减小；
c) 多次真空辅助浸胶使玻璃纤维得以充分浸透；
d) 以上几方面保证了真空拉挤芯棒的特性较普通拉挤的稳定。
无疑，这种工艺与传统工艺相比有较大的进步，它的出现使国内逐渐兴起了环氧透明芯棒，但这种工艺还未完全解决环境温湿度对产品特性的影响和“新旧胶”的问题（胶的适用期的问题）。新胶是指刚加入胶槽的胶，其固化特性较好；旧胶是指胶槽中剩于的胶，因酸酐（固化剂）与空气中的H2O反应和胶本身固化反应使胶的固化特性发生变化。
2) 注射拉挤工艺
为了从根本上解决常压开放式浸胶容易发生玻璃纤维浸胶不透和夹带气泡、产品性能受环境因数影响的缺点以及生产工艺对树脂基的适用期有较高的要求的缺点，国内已有单位开发出注射拉挤新工艺并申报了国家专利和通过了鉴定。图３是注射拉挤的示意图。
玻璃纤维通过导纱器和预成型模后，进入连续树脂传递模塑模具中，在模具中以稳定的高压和流量，注入专用树脂，使玻璃纤维充分浸透和排除气泡；充分浸透和不含气泡的玻璃纤维在牵引机的牵引下进入模具的固化成型模具内，从而实现连续树脂传递模塑（Continuous Resin Transfer Molding Pultrusion Process CRTM）或注射拉挤 。
图３ 注射拉挤原理图
其特点为：
a) 玻璃纤维充分浸透，所生产的FRP制品中微气泡含量少，机电性能优良；
b) 供树脂系统与大气容易隔离，产品性能不易受环境影响；
c) 注射的树脂一直保持有相同的固化特性（一直是“新胶”）；
d) 容易得到透明的产品，使产品缺陷（如夹杂、结纱等）易于发现和剔除。
e) 对环境和操作人员的影响小。
芯棒性能的稳定性和一致性，一直是开放式浸胶芯棒厂家难于解决和头痛的问题，这一问题也给合成绝缘子生产厂家带来了一定的损失，尤其是在湿度较大、温度较高的5到10月份（在南方问题可能更大、时间更长）。注射拉挤工艺除了解决环境的影响问题外，还解决胶的适用期的问题，它不存在“新旧”胶的问题，一直都是“新胶”，所以保证了产品的稳定和一致性。
3. 芯棒存在的问题和拉挤工艺的展望
目前，我国复合绝缘子芯棒的生产工艺还主要是传统工艺，最大问题是产品特性随时间和季节变化较大，芯棒厂家应加强控制，严密监控产品的特性变化，一种比较简便的方法就是及时监控产品的
高温机械特性和颜色变化，如热态弯曲强度，发现其值低于某数值时应积极采取措施，如换胶等，在树脂中不能加入染料以保证颜色的一致，当然如果有条件采用真空或注射拉挤是较好的解决办法；其次，由于大多芯棒不透明，芯棒生产厂家应设法去除芯棒中的缺陷，如接纱头、夹杂、缺胶、硬胶块、局部开裂等；第三，应加强对玻璃纤维和原料，尤其是固化剂的控制，使工艺过程规范化；第四编写复合绝缘子用芯棒的专用标准，目前所引用的技术条件和要求还不够完整。
除了上述问题外，还有一些基本问题应引起重视，首先是玻璃纤维含量的问题，按照国内的经常被接受的观点认为，玻璃纤维含量高一些较好，直径为１８mm的芯棒玻璃纤维含量(重量百分表)为 ８１－８３％，而国外的产品玻璃纤维含量较低为。如Glassforms公司：线路悬式绝缘子用芯棒７３－８０％，线路支柱式和横担用芯棒７０－７７％，这么低玻璃纤维含量的芯棒国内还不能生产，这里提出了一个问题，那就是玻璃纤维含量高低意味着什么；其次是国内芯棒生产都用内脱模剂，这些内脱模剂都不参加固化反应，随着时间的推移，内脱模剂有向芯棒表面或芯棒与硅橡胶界面或芯棒与金属附件界面扩散的可能，从而影响绝缘子的长期适用性能。国外有采用液体金属做固化模具的立式拉挤，所生产的芯棒玻璃纤维含量在较大范围内可调，并且树脂内不加内脱模剂。
如何保证芯棒的质量稳定性，研究新的工艺方法以去掉内脱模剂和得到不同玻璃纤维含量的芯棒，规范芯棒拉挤工艺是将来拉挤工艺需要解决的问题；研究玻璃纤维含量对芯棒各种性能（包括疲劳特性）的影响，制定芯棒的标准是一个复合绝缘子行业、芯棒生产厂家需要注意的基础课题。
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