(1)Material izolator din polietilenă reticulată, cu emisii reduse de fum și zero halogeni (XLPE):
Materialul izolant XLPE este produs prin combinarea polietilenei (PE) și acetatului de etilen-vinil (EVA) ca matrice de bază, împreună cu diverși aditivi, cum ar fi ignifuganți fără halogeni, lubrifianți, antioxidanți etc., printr-un proces de compoundare și peletizare. După procesarea prin iradiere, PE se transformă dintr-o structură moleculară liniară într-o structură tridimensională, trecând de la un material termoplastic la un plastic termorezistent insolubil.
Cablurile izolatoare XLPE au mai multe avantaje în comparație cu PE termoplastic obișnuit:
1. Rezistență îmbunătățită la deformarea termică, proprietăți mecanice îmbunătățite la temperaturi ridicate și rezistență îmbunătățită la fisurarea din cauza stresului ambiental și la îmbătrânirea termică.
2. Stabilitate chimică îmbunătățită și rezistență la solvenți, flux redus la rece și proprietăți electrice menținute. Temperaturile de funcționare pe termen lung pot ajunge între 125°C și 150°C. După procesarea de reticulare, temperatura de scurtcircuit a PE poate fi crescută la 250°C, permițând o capacitate de transport a curentului semnificativ mai mare pentru cabluri de aceeași grosime.
3. Cablurile izolate cu XLPE prezintă, de asemenea, proprietăți mecanice, impermeabile și rezistente la radiații excelente, ceea ce le face potrivite pentru diverse aplicații, cum ar fi cablarea internă a aparatelor electrice, cablurile pentru motoare, cablurile de iluminat, cablurile de control al semnalelor de joasă tensiune pentru automobile, cablurile pentru locomotive, cablurile de metrou, cablurile miniere ecologice, cablurile pentru nave, cablurile de grad 1E pentru centralele nucleare, cablurile pentru pompe submersibile și cablurile de transmisie a energiei.
Direcțiile actuale în dezvoltarea materialelor izolatoare XLPE includ materiale izolatoare pentru cabluri de energie din PE reticulate prin iradiere, materiale izolatoare aeriene din PE reticulate prin iradiere și materiale de înveliș din poliolefină ignifugă reticulată prin iradiere.
(2)Material izolator din polipropilenă reticulată (XL-PP):
Polipropilena (PP), ca plastic comun, are caracteristici precum greutate redusă, surse abundente de materii prime, rentabilitate, rezistență excelentă la coroziune chimică, ușurință la turnare și reciclabilitate. Cu toate acestea, are limitări precum rezistență scăzută, rezistență slabă la căldură, deformare semnificativă prin contracție, rezistență slabă la fluaj, fragilitate la temperaturi scăzute și rezistență slabă la căldură și îmbătrânire cu oxigen. Aceste limitări au restricționat utilizarea sa în aplicațiile de cabluri. Cercetătorii au lucrat la modificarea materialelor din polipropilenă pentru a le îmbunătăți performanța generală, iar polipropilena modificată reticulată prin iradiere (XL-PP) a depășit eficient aceste limitări.
Firele izolate XL-PP pot îndeplini testele de flacără UL VW-1 și standardele UL pentru cabluri de 150°C. În aplicațiile practice de cabluri, EVA este adesea amestecat cu PE, PVC, PP și alte materiale pentru a ajusta performanța stratului de izolație al cablului.
Unul dintre dezavantajele reticulării PP prin iradiere este acela că implică o reacție competitivă între formarea grupărilor terminale nesaturate prin reacții de degradare și reacțiile de reticulare dintre moleculele stimulate și radicalii liberi din moleculele mari. Studiile au arătat că raportul dintre reacțiile de degradare și cele de reticulare în reticularea prin iradiere a PP este de aproximativ 0,8 atunci când se utilizează iradierea cu raze gamma. Pentru a obține reacții de reticulare eficiente în PP, este necesar să se adauge promotori de reticulare pentru reticularea prin iradiere. În plus, grosimea efectivă de reticulare este limitată de capacitatea de penetrare a fasciculelor de electroni în timpul iradierii. Iradierea duce la producerea de gaz și spumare, ceea ce este avantajos pentru reticularea produselor subțiri, dar limitează utilizarea cablurilor cu pereți groși.
(3) Material izolator copolimer etilen-acetat de vinil reticulat (XL-EVA):
Pe măsură ce cererea pentru siguranța cablurilor crește, dezvoltarea cablurilor reticulate ignifuge, fără halogeni, a crescut rapid. Comparativ cu PE, EVA, care introduce monomeri de acetat de vinil în lanțul molecular, are o cristalinitate mai mică, rezultând o flexibilitate îmbunătățită, rezistență la impact, compatibilitate cu umplutura și proprietăți de etanșare termică. În general, proprietățile rășinii EVA depind de conținutul de monomeri de acetat de vinil din lanțul molecular. Un conținut mai mare de acetat de vinil duce la o transparență, flexibilitate și rezistență sporite. Rășina EVA are o compatibilitate excelentă cu umplutura și o reticulare, ceea ce o face din ce în ce mai populară în cablurile reticulate ignifuge, fără halogeni.
Rășina EVA cu un conținut de acetat de vinil de aproximativ 12% până la 24% este utilizată în mod obișnuit în izolația firelor și cablurilor. În aplicațiile practice de cabluri, EVA este adesea amestecată cu PE, PVC, PP și alte materiale pentru a ajusta performanța stratului de izolație a cablului. Componentele EVA pot promova reticularea, îmbunătățind performanța cablului după reticulare.
(4) Material izolator pe bază de monomer de etilen-propilen-dienă reticulat (XL-EPDM):
XL-EPDM este un terpolimer compus din monomeri de etilenă, propilenă și dienă neconjugată, reticulați prin iradiere. Cablurile XL-EPDM combină avantajele cablurilor izolate cu poliolefină și ale cablurilor obișnuite izolate cu cauciuc:
1. Flexibilitate, rezistență, neaderență la temperaturi ridicate, rezistență la îmbătrânire pe termen lung și rezistență la climate dure (-60°C până la 125°C).
2. Rezistență la ozon, rezistență la UV, performanță de izolație electrică și rezistență la coroziune chimică.
3. Rezistență la ulei și solvenți comparabilă cu izolația din cauciuc cloropren de uz general. Poate fi produsă folosind echipamente comune de extrudare la cald, ceea ce o face rentabilă.
Cablurile izolate cu XL-EPDM au o gamă largă de aplicații, inclusiv, dar fără a se limita la, cabluri de alimentare de joasă tensiune, cabluri pentru nave, cabluri de aprindere auto, cabluri de control pentru compresoare de refrigerare, cabluri mobile pentru minerit, echipamente de foraj și dispozitive medicale.
Principalele dezavantaje ale cablurilor XL-EPDM includ rezistența slabă la rupere și proprietățile adezive și autoadezive slabe, care pot afecta prelucrarea ulterioară.
(5) Material izolator din cauciuc siliconic
Cauciucul siliconic posedă flexibilitate și o rezistență excelentă la ozon, descărcare corona și flăcări, ceea ce îl face un material ideal pentru izolația electrică. Principala sa aplicație în industria electrică este pentru fire și cabluri. Firele și cablurile din cauciuc siliconic sunt deosebit de potrivite pentru utilizarea în medii solicitante și cu temperaturi ridicate, având o durată de viață semnificativ mai lungă în comparație cu cablurile standard. Aplicațiile comune includ motoare pentru temperaturi ridicate, transformatoare, generatoare, echipamente electronice și electrice, cabluri de aprindere în vehiculele de transport și cabluri de alimentare și control maritim.
În prezent, cablurile izolate cu cauciuc siliconic sunt de obicei reticulate fie folosind presiunea atmosferică cu aer cald, fie cu abur de înaltă presiune. Există, de asemenea, cercetări în curs de desfășurare privind utilizarea iradierii cu fascicul de electroni pentru reticularea cauciucului siliconic, deși aceasta nu a devenit încă predominantă în industria cablurilor. Datorită progreselor recente în tehnologia de reticulare prin iradiere, aceasta oferă o alternativă mai ieftină, mai eficientă și mai ecologică pentru materialele izolatoare din cauciuc siliconic. Prin iradiere cu fascicul de electroni sau alte surse de radiații, se poate realiza o reticulare eficientă a izolației din cauciuc siliconic, permițând în același timp controlul asupra adâncimii și gradului de reticulare pentru a îndeplini cerințele specifice ale aplicației.
Prin urmare, aplicarea tehnologiei de reticulare prin iradiere pentru materialele izolatoare din cauciuc siliconic oferă perspective semnificative în industria cablurilor. Se așteaptă ca această tehnologie să reducă costurile de producție, să îmbunătățească eficiența producției și să contribuie la reducerea impactului negativ asupra mediului. Eforturile viitoare de cercetare și dezvoltare pot impulsiona utilizarea tehnologiei de reticulare prin iradiere pentru materialele izolatoare din cauciuc siliconic, făcându-le mai aplicabile pentru fabricarea de fire și cabluri de înaltă performanță și temperaturi ridicate în industria electrică. Acest lucru va oferi soluții mai fiabile și mai durabile pentru diverse domenii de aplicare.
Data publicării: 28 septembrie 2023