(1)Μονωτικό υλικό διασταυρούμενης σύνδεσης από πολυαιθυλένιο (XLPE) χαμηλού καπνού μηδενικού αλογόνου:
Το μονωτικό υλικό XLPE παράγεται με την ανάμειξη πολυαιθυλενίου (PE) και οξικού αιθυλενίου βινυλίου (EVA) ως βασική μήτρα, μαζί με διάφορα πρόσθετα όπως επιβραδυντικά φλόγας χωρίς αλογόνο, λιπαντικά, αντιοξειδωτικά κ.λπ., μέσω μιας διαδικασίας ανάμειξης και σφαιροποίησης. Μετά την επεξεργασία με ακτινοβολία, το PE μετατρέπεται από μια γραμμική μοριακή δομή σε μια τρισδιάστατη δομή, μετατρέποντας από ένα θερμοπλαστικό υλικό σε ένα αδιάλυτο θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό.
Τα καλώδια μόνωσης XLPE έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με το συνηθισμένο θερμοπλαστικό PE:
1. Βελτιωμένη αντοχή στη θερμική παραμόρφωση, βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες και βελτιωμένη αντοχή στο ράγισμα λόγω περιβαλλοντικής καταπόνησης και στη θερμική γήρανση.
2. Βελτιωμένη χημική σταθερότητα και αντοχή σε διαλύτες, μειωμένη ροή ψύχους και διατηρημένες ηλεκτρικές ιδιότητες. Οι μακροπρόθεσμες θερμοκρασίες λειτουργίας μπορούν να φτάσουν τους 125°C έως 150°C. Μετά την επεξεργασία διασύνδεσης, η θερμοκρασία βραχυκυκλώματος του PE μπορεί να αυξηθεί στους 250°C, επιτρέποντας σημαντικά υψηλότερη ικανότητα μεταφοράς ρεύματος για καλώδια ίδιου πάχους.
3. Τα καλώδια με μόνωση XLPE παρουσιάζουν επίσης εξαιρετικές μηχανικές, αδιάβροχες και ανθεκτικές στην ακτινοβολία ιδιότητες, καθιστώντας τα κατάλληλα για διάφορες εφαρμογές, όπως εσωτερική καλωδίωση σε ηλεκτρικές συσκευές, καλώδια κινητήρων, καλώδια φωτισμού, καλώδια ελέγχου σήματος χαμηλής τάσης αυτοκινήτων, καλώδια ατμομηχανών, καλώδια μετρό, φιλικά προς το περιβάλλον καλώδια εξόρυξης, καλώδια πλοίων, καλώδια κατηγορίας 1E για πυρηνικούς σταθμούς, καλώδια υποβρύχιων αντλιών και καλώδια μεταφοράς ισχύος.
Οι τρέχουσες κατευθύνσεις στην ανάπτυξη μονωτικών υλικών XLPE περιλαμβάνουν μονωτικά υλικά καλωδίων ισχύος από PE με σταυροδεσμό ακτινοβολίας, μονωτικά υλικά κεραίας από PE με σταυροδεσμό ακτινοβολίας και επιβραδυντικά φλόγας υλικά επένδυσης από πολυολεφίνη με σταυροδεσμό ακτινοβολίας.
(2)Μονωτικό υλικό από διασταυρωμένο πολυπροπυλένιο (XL-PP):
Το πολυπροπυλένιο (PP), ως ένα κοινό πλαστικό, έχει χαρακτηριστικά όπως ελαφρύ βάρος, άφθονες πηγές πρώτων υλών, οικονομική αποδοτικότητα, εξαιρετική αντοχή στη χημική διάβρωση, ευκολία χύτευσης και ανακυκλωσιμότητα. Ωστόσο, έχει περιορισμούς όπως χαμηλή αντοχή, κακή αντοχή στη θερμότητα, σημαντική παραμόρφωση συρρίκνωσης, κακή αντοχή στον ερπυσμό, ευθραυστότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες και κακή αντοχή στη θερμότητα και τη γήρανση με οξυγόνο. Αυτοί οι περιορισμοί έχουν περιορίσει τη χρήση του σε εφαρμογές καλωδίων. Οι ερευνητές εργάζονται για την τροποποίηση υλικών πολυπροπυλενίου για να βελτιώσουν τη συνολική τους απόδοση και το τροποποιημένο με διασταύρωση ακτινοβολίας πολυπροπυλένιο (XL-PP) έχει ξεπεράσει αποτελεσματικά αυτούς τους περιορισμούς.
Τα μονωμένα καλώδια XL-PP μπορούν να πληρούν τις δοκιμές φλόγας UL VW-1 και τα πρότυπα καλωδίων UL-rated 150°C. Σε πρακτικές εφαρμογές καλωδίων, το EVA συχνά αναμειγνύεται με PE, PVC, PP και άλλα υλικά για να ρυθμίσει την απόδοση του μονωτικού στρώματος καλωδίων.
Ένα από τα μειονεκτήματα του διασταυρωμένου PP με ακτινοβολία είναι ότι περιλαμβάνει μια ανταγωνιστική αντίδραση μεταξύ του σχηματισμού ακόρεστων τελικών ομάδων μέσω αντιδράσεων αποικοδόμησης και αντιδράσεων διασύνδεσης μεταξύ διεγερμένων μορίων και ελεύθερων ριζών μεγάλων μορίων. Μελέτες έχουν δείξει ότι η αναλογία αντιδράσεων αποικοδόμησης προς διασύνδεση στη διασύνδεση με ακτινοβολία PP είναι περίπου 0,8 όταν χρησιμοποιείται ακτινοβολία ακτίνων γάμμα. Για να επιτευχθούν αποτελεσματικές αντιδράσεις διασύνδεσης στο PP, πρέπει να προστεθούν υποκινητές διασύνδεσης για διασύνδεση με ακτινοβολία. Επιπλέον, το αποτελεσματικό πάχος διασύνδεσης περιορίζεται από την ικανότητα διείσδυσης των δεσμών ηλεκτρονίων κατά την ακτινοβολία. Η ακτινοβολία οδηγεί στην παραγωγή αερίου και αφρισμού, κάτι που είναι πλεονεκτικό για τη διασύνδεση λεπτών προϊόντων, αλλά περιορίζει τη χρήση καλωδίων με παχύ τοίχωμα.
(3) Μονωτικό υλικό από διασταυρωμένο συμπολυμερές αιθυλενίου-οξικού βινυλίου (XL-EVA):
Καθώς αυξάνεται η ζήτηση για ασφάλεια καλωδίων, η ανάπτυξη καλωδίων με σταυροδεσμούς χωρίς αλογόνο και επιβραδυντικά φλόγας έχει αυξηθεί ραγδαία. Σε σύγκριση με το PE, το EVA, το οποίο εισάγει μονομερή οξικού βινυλίου στην μοριακή αλυσίδα, έχει χαμηλότερη κρυσταλλικότητα, με αποτέλεσμα βελτιωμένη ευκαμψία, αντοχή σε κρούσεις, συμβατότητα με πληρωτικά και ιδιότητες θερμικής σφράγισης. Γενικά, οι ιδιότητες της ρητίνης EVA εξαρτώνται από την περιεκτικότητα σε μονομερή οξικού βινυλίου στην μοριακή αλυσίδα. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε οξικό βινύλιο οδηγεί σε αυξημένη διαφάνεια, ευκαμψία και σκληρότητα. Η ρητίνη EVA έχει εξαιρετική συμβατότητα με πληρωτικά και διασταυρούμενη σύνδεση, καθιστώντας την ολοένα και πιο δημοφιλή στα καλώδια με σταυροδεσμούς χωρίς αλογόνο και επιβραδυντικά φλόγας.
Η ρητίνη EVA με περιεκτικότητα σε οξικό βινύλιο περίπου 12% έως 24% χρησιμοποιείται συνήθως στη μόνωση καλωδίων και καλωδίων. Σε πραγματικές εφαρμογές καλωδίων, το EVA συχνά αναμειγνύεται με PE, PVC, PP και άλλα υλικά για να ρυθμίσει την απόδοση του μονωτικού στρώματος καλωδίων. Τα εξαρτήματα EVA μπορούν να προωθήσουν τη διασύνδεση, βελτιώνοντας την απόδοση του καλωδίου μετά τη διασύνδεση.
(4) Μονωτικό υλικό μονομερούς αιθυλενίου-προπυλενίου-διενίου με σταυροδεσμούς (XL-EPDM):
Το XL-EPDM είναι ένα τριπολυμερές που αποτελείται από αιθυλένιο, προπυλένιο και μη συζευγμένα μονομερή διενίου, τα οποία συνδέονται μέσω ακτινοβολίας. Τα καλώδια XL-EPDM συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των καλωδίων με μόνωση από πολυολεφίνη και των κοινών καλωδίων με μόνωση από καουτσούκ:
1. Ευελιξία, ανθεκτικότητα, μη πρόσφυση σε υψηλές θερμοκρασίες, μακροχρόνια αντοχή στη γήρανση και αντοχή σε σκληρά κλίματα (-60°C έως 125°C).
2. Αντοχή στο όζον, αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, απόδοση ηλεκτρικής μόνωσης και αντοχή στη χημική διάβρωση.
3. Αντοχή στο λάδι και τους διαλύτες συγκρίσιμη με τη γενικής χρήσης μόνωση από καουτσούκ χλωροπρενίου. Μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας κοινό εξοπλισμό επεξεργασίας θερμής εξώθησης, καθιστώντας το οικονομικά αποδοτικό.
Τα καλώδια με μόνωση XL-EPDM έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, καλωδίων χαμηλής τάσης, καλωδίων πλοίων, καλωδίων ανάφλεξης αυτοκινήτων, καλωδίων ελέγχου για συμπιεστές ψύξης, κινητών καλωδίων εξόρυξης, εξοπλισμού γεώτρησης και ιατρικών συσκευών.
Τα κύρια μειονεκτήματα των καλωδίων XL-EPDM περιλαμβάνουν την κακή αντοχή στο σχίσιμο και τις ασθενείς ιδιότητες κόλλας και αυτοκόλλητης κόλλησης, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν την επακόλουθη επεξεργασία.
(5) Υλικό μόνωσης από καουτσούκ σιλικόνης
Το καουτσούκ σιλικόνης διαθέτει ευκαμψία και εξαιρετική αντοχή στο όζον, την εκκένωση κορώνας και τις φλόγες, καθιστώντας το ιδανικό υλικό για ηλεκτρική μόνωση. Η κύρια εφαρμογή του στην ηλεκτρική βιομηχανία είναι για καλώδια και σύρματα. Τα σύρματα και τα καλώδια από καουτσούκ σιλικόνης είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για χρήση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και απαιτήσεων, με σημαντικά μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τα τυπικά καλώδια. Συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν κινητήρες υψηλής θερμοκρασίας, μετασχηματιστές, γεννήτριες, ηλεκτρονικό και ηλεκτρικό εξοπλισμό, καλώδια ανάφλεξης σε οχήματα μεταφοράς και καλώδια θαλάσσιας ισχύος και ελέγχου.
Επί του παρόντος, τα καλώδια με μόνωση από σιλικονούχο καουτσούκ συνήθως διασυνδέονται χρησιμοποιώντας είτε ατμοσφαιρική πίεση με θερμό αέρα είτε ατμό υψηλής πίεσης. Υπάρχει επίσης συνεχής έρευνα σχετικά με τη χρήση ακτινοβολίας δέσμης ηλεκτρονίων για τη διασύνδεση του σιλικονούχου καουτσούκ, αν και δεν έχει ακόμη γίνει διαδεδομένη στη βιομηχανία καλωδίων. Με τις πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία διασύνδεσης με ακτινοβολία, προσφέρει μια φθηνότερη, πιο αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση για τα μονωτικά υλικά από σιλικονούχο καουτσούκ. Μέσω ακτινοβολίας δέσμης ηλεκτρονίων ή άλλων πηγών ακτινοβολίας, μπορεί να επιτευχθεί αποτελεσματική διασύνδεση της μόνωσης από σιλικονούχο καουτσούκ, επιτρέποντας παράλληλα τον έλεγχο του βάθους και του βαθμού διασύνδεσης για την κάλυψη συγκεκριμένων απαιτήσεων εφαρμογής.
Ως εκ τούτου, η εφαρμογή της τεχνολογίας διασύνδεσης με ακτινοβολία για μονωτικά υλικά από σιλικονούχο καουτσούκ αποτελεί σημαντική υπόσχεση στη βιομηχανία καλωδίων και καλωδίων. Αυτή η τεχνολογία αναμένεται να μειώσει το κόστος παραγωγής, να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής και να συμβάλει στη μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Οι μελλοντικές προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης μπορούν να προωθήσουν περαιτέρω τη χρήση της τεχνολογίας διασύνδεσης με ακτινοβολία για μονωτικά υλικά από σιλικονούχο καουτσούκ, καθιστώντας τα ευρύτερα εφαρμόσιμα για την κατασκευή καλωδίων και συρμάτων υψηλής θερμοκρασίας και απόδοσης στον ηλεκτρικό κλάδο. Αυτό θα παρέχει πιο αξιόπιστες και ανθεκτικές λύσεις για διάφορους τομείς εφαρμογής.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Σεπτεμβρίου 2023