(1)Premreženi izolacijski material z nizkim dima in nič halogenskim polietilenom (XLPE).:
XLPE izolacijski material se proizvaja z mešanjem polietilena (PE) in etilen vinil acetata (EVA) kot osnovne matrice, skupaj z različnimi dodatki, kot so zaviralci gorenja brez halogenov, maziva, antioksidanti itd., s postopkom mešanja in peletiranja. Po obdelavi z obsevanjem se PE spremeni iz linearne molekularne strukture v tridimenzionalno strukturo in se spremeni iz termoplastičnega materiala v netopno termoreaktivno plastiko.
XLPE izolacijski kabli imajo več prednosti v primerjavi z navadnim termoplastičnim PE:
1. Izboljšana odpornost na toplotno deformacijo, izboljšane mehanske lastnosti pri visokih temperaturah in izboljšana odpornost na razpoke zaradi obremenitve v okolju in termično staranje.
2. Izboljšana kemična stabilnost in odpornost na topila, zmanjšan hladni tok in ohranjene električne lastnosti. Dolgotrajne delovne temperature lahko dosežejo od 125 °C do 150 °C. Po obdelavi navzkrižnega povezovanja se lahko temperatura kratkega stika PE poveča na 250 °C, kar omogoča bistveno večjo tokovno nosilnost za kable enake debeline.
3. Kabli, izolirani z XLPE, imajo tudi odlične mehanske, vodoodporne lastnosti in lastnosti, odporne na sevanje, zaradi česar so primerni za različne aplikacije, kot so notranje ožičenje v električnih napravah, kabli za motorje, kabli za razsvetljavo, žice za nadzor nizkonapetostnega signala v avtomobilih, žice za lokomotive , kabli podzemne železnice, okolju prijazni rudarski kabli, ladijski kabli, kabli razreda 1E za jedrske elektrarne, kabli za potopne črpalke in kabli za prenos električne energije.
Trenutne smeri razvoja izolacijskih materialov iz XLPE vključujejo PE izolacijske materiale za napajalne kable, zamrežene z obsevanjem, zamrežene PE zračne izolacijske materiale in zamrežene ognjevarne poliolefinske ovojne materiale.
(2)Izolacijski material iz zamreženega polipropilena (XL-PP).:
Polipropilen (PP), kot običajna plastika, ima značilnosti, kot so majhna teža, številni viri surovin, stroškovna učinkovitost, odlična kemična odpornost proti koroziji, enostavnost oblikovanja in možnost recikliranja. Vendar pa ima omejitve, kot so nizka trdnost, slaba toplotna odpornost, znatne deformacije zaradi krčenja, slaba odpornost proti lezenju, nizkotemperaturna krhkost in slaba odpornost na vročino in staranje s kisikom. Te omejitve so omejile njegovo uporabo v kabelskih aplikacijah. Raziskovalci so si prizadevali spremeniti polipropilenske materiale, da bi izboljšali njihovo splošno učinkovitost, in z obsevanjem zamrežen modificiran polipropilen (XL-PP) je te omejitve učinkovito premagal.
Žice z izolacijo XL-PP lahko izpolnjujejo preskuse plamena UL VW-1 in standarde za žice z oceno UL 150 °C. V praktičnih kabelskih aplikacijah se EVA pogosto meša s PE, PVC, PP in drugimi materiali za prilagajanje delovanja izolacijske plasti kabla.
Ena od slabosti obsevalnega zamreženega PP je, da vključuje konkurenčno reakcijo med tvorbo nenasičenih končnih skupin z reakcijami razgradnje in reakcijami zamreženja med stimuliranimi molekulami in velikimi molekulami prostih radikalov. Študije so pokazale, da je razmerje med razgradnjo in reakcijami navzkrižnega povezovanja pri navzkrižnem povezovanju z obsevanjem PP približno 0,8 pri uporabi obsevanja z žarki gama. Da bi dosegli učinkovite reakcije navzkrižnega povezovanja v PP, je treba dodati promotorje navzkrižnega povezovanja za navzkrižno povezovanje z obsevanjem. Poleg tega je efektivna debelina zamreženja omejena s sposobnostjo prodora elektronskih žarkov med obsevanjem. Obsevanje povzroči nastajanje plina in penjenje, kar je ugodno za navzkrižno povezovanje tankih izdelkov, vendar omejuje uporabo kablov z debelimi stenami.
(3) Izolacijski material zamreženega kopolimera etilen-vinil acetata (XL-EVA):
Ker se povpraševanje po varnosti kablov povečuje, je razvoj zamreženih kablov, ki zavirajo gorenje, brez halogenov, hitro rasel. V primerjavi s PE ima EVA, ki uvaja monomere vinil acetata v molekularno verigo, nižjo kristaliničnost, kar ima za posledico izboljšano prožnost, odpornost na udarce, združljivost s polnilom in lastnosti toplotnega tesnjenja. Na splošno so lastnosti smole EVA odvisne od vsebnosti monomerov vinil acetata v molekularni verigi. Višja vsebnost vinil acetata vodi do povečane prosojnosti, prožnosti in žilavosti. Smola EVA ima odlično združljivost s polnilom in možnost navzkrižnega povezovanja, zaradi česar je vse bolj priljubljena v brezhalogenskih ognjevarnih navzkrižno povezanih kablih.
EVA smola z vsebnostjo vinil acetata od približno 12 % do 24 % se običajno uporablja za izolacijo žic in kablov. V dejanskih kabelskih aplikacijah se EVA pogosto meša s PE, PVC, PP in drugimi materiali za prilagajanje delovanja izolacijske plasti kabla. Komponente EVA lahko spodbujajo navzkrižno povezovanje in izboljšajo zmogljivost kabla po navzkrižnem povezovanju.
(4) Premreženi etilen-propilen-dienski monomer (XL-EPDM) izolacijski material:
XL-EPDM je terpolimer, sestavljen iz etilena, propilena in nekonjugiranih dienskih monomerov, zamreženih z obsevanjem. Kabli XL-EPDM združujejo prednosti kablov, izoliranih s poliolefinom, in običajnih kablov, izoliranih z gumo:
1. Fleksibilnost, odpornost, nesprijemljivost pri visokih temperaturah, dolgotrajna odpornost proti staranju in odpornost na ostre podnebne razmere (-60°C do 125°C).
2. Odpornost na ozon, UV odpornost, električna izolacijska zmogljivost in odpornost proti kemični koroziji.
3. Odpornost na olje in topila, primerljiva z izolacijo iz kloroprenske gume za splošno uporabo. Lahko se proizvaja z uporabo običajne opreme za vroče iztiskanje, zaradi česar je stroškovno učinkovit.
Kabli z izolacijo XL-EPDM imajo široko paleto aplikacij, vključno z nizkonapetostnimi električnimi kabli, ladijskimi kabli, avtomobilskimi kabli za vžig, krmilnimi kabli za hladilne kompresorje, rudarskimi mobilnimi kabli, opremo za vrtanje in medicinskimi napravami.
Glavne pomanjkljivosti kablov XL-EPDM vključujejo slabo odpornost na trganje ter šibke lepilne in samolepilne lastnosti, kar lahko vpliva na kasnejšo obdelavo.
(5) Izolacijski material iz silikonske gume
Silikonska guma ima prožnost in odlično odpornost na ozon, koronsko razelektritev in plamen, zaradi česar je idealen material za električno izolacijo. Njegova primarna uporaba v elektroindustriji je za žice in kable. Žice in kabli iz silikonske gume so posebej primerni za uporabo v visokotemperaturnih in zahtevnih okoljih, z bistveno daljšo življenjsko dobo v primerjavi s standardnimi kabli. Pogoste aplikacije vključujejo visokotemperaturne motorje, transformatorje, generatorje, elektronsko in električno opremo, vžigalne kable v transportnih vozilih ter ladijske napajalne in krmilne kable.
Trenutno so kabli, izolirani s silikonsko gumo, običajno zamreženi z uporabo atmosferskega tlaka z vročim zrakom ali visokotlačne pare. Prav tako potekajo raziskave o uporabi obsevanja z elektronskim žarkom za zamreženje silikonske gume, čeprav še ni postalo razširjeno v kabelski industriji. Z nedavnim napredkom v tehnologiji navzkrižnega povezovanja z obsevanjem ponuja cenejšo, učinkovitejšo in okolju prijaznejšo alternativo za izolacijske materiale iz silikonske gume. Z obsevanjem z elektronskim žarkom ali drugimi viri sevanja je mogoče doseči učinkovito zamreženje izolacije iz silikonske gume, hkrati pa omogočiti nadzor nad globino in stopnjo zamreženja, da se izpolnijo posebne zahteve uporabe.
Zato je uporaba tehnologije navzkrižnega povezovanja z obsevanjem za izolacijske materiale iz silikonske gume veliko obetavna v industriji žic in kablov. Ta tehnologija naj bi zmanjšala proizvodne stroške, izboljšala učinkovitost proizvodnje in prispevala k zmanjšanju škodljivih vplivov na okolje. Prihodnja raziskovalna in razvojna prizadevanja lahko dodatno spodbudijo uporabo tehnologije navzkrižnega povezovanja z obsevanjem za izolacijske materiale iz silikonske gume, zaradi česar bodo širše uporabni za proizvodnjo visokotemperaturnih, visoko zmogljivih žic in kablov v električni industriji. To bo zagotovilo bolj zanesljive in trajne rešitve za različna področja uporabe.
Čas objave: 28. septembra 2023