(1)Ізоляційний матеріал із зшитого низькодимного поліетилену (XLPE).:
Ізоляційний матеріал із зшитого поліетилену (XLPE) виготовляється шляхом змішування поліетилену (PE) та етиленвінілацетату (EVA) як основної матриці разом із різними добавками, такими як антипірени, що не містять галогенів, мастила, антиоксиданти тощо, за допомогою процесу змішування та гранулювання. Після обробки опроміненням ПЕ перетворюється з лінійної молекулярної структури в тривимірну структуру, перетворюючись з термопластичного матеріалу на нерозчинний термореактивний пластик.
Ізоляційні кабелі з зшитого поліетилену (XLPE) мають ряд переваг порівняно зі звичайним термопластичним ПЕ:
1. Покращена стійкість до термічної деформації, покращені механічні властивості при високих температурах, а також покращена стійкість до розтріскування під впливом зовнішнього середовища та термічного старіння.
2. Підвищена хімічна стабільність і стійкість до розчинників, знижений холодний потік і збережені електричні властивості. Тривала робоча температура може досягати від 125°C до 150°C. Після перехресної обробки температура короткого замикання ПЕ може бути збільшена до 250°C, що забезпечує значно вищу пропускну здатність кабелів однакової товщини.
3. Кабелі з ізоляцією з сшитого поліетилену також демонструють чудові механічні, водонепроникні та радіаційно-стійкі властивості, що робить їх придатними для різноманітних застосувань, таких як внутрішня проводка в електроприладах, кабелі двигунів, кабелі освітлення, дроти управління сигналом низької напруги автомобіля, дроти локомотивів , кабелі метро, екологічно чисті кабелі для шахт, суднові кабелі, кабелі класу 1E для атомних електростанцій, кабелі занурювальних насосів і кабелі для передачі електроенергії.
Сучасні напрямки розробки ізоляційних матеріалів із зшитого поліетилену включають поліетиленові ізоляційні матеріали для силових кабелів із зшитого опроміненням, повітряні ізоляційні матеріали з поліетилену із зшитого опромінення та вогнестійкі поліолефінові оболонки, зшиті опроміненням.
(2)Ізоляційний матеріал із зшитого поліпропілену (XL-PP).:
Поліпропілен (PP), як звичайний пластик, має такі характеристики, як легка вага, велика кількість джерел сировини, економічна ефективність, чудова стійкість до хімічної корозії, легкість формування та можливість вторинної переробки. Однак він має такі обмеження, як низька міцність, погана термостійкість, значна деформація при усадці, низький опір повзучості, низькотемпературна крихкість і низька стійкість до старіння під дією тепла та кисню. Ці обмеження обмежили його використання в кабельних додатках. Дослідники працювали над модифікацією поліпропіленових матеріалів для покращення їх загальних характеристик, і модифікований поліпропілен, зшитий опроміненням (XL-PP), ефективно подолав ці обмеження.
Дроти з ізоляцією XL-PP можуть відповідати випробуванням на полум’я UL VW-1 і стандартам UL на 150 °C проводів. У практичних застосуваннях кабелів ЕВА часто змішують з ПЕ, ПВХ, ПП та іншими матеріалами, щоб регулювати ефективність шару ізоляції кабелю.
Одним із недоліків зшитого опроміненням ПП є те, що він передбачає конкурентну реакцію між утворенням ненасичених кінцевих груп через реакції деградації та реакції зшивання між стимульованими молекулами та великомолекулярними вільними радикалами. Дослідження показали, що відношення деградації до реакцій зшивання при перехресному зшиванні опромінення ПП становить приблизно 0,8 при використанні гамма-опромінення. Для досягнення ефективних реакцій перехресного зшивання в PP необхідно додати промотори перехресного зшивання для перехресного зшивання опроміненням. Крім того, ефективна товщина зшивання обмежена здатністю проникнення електронних пучків під час опромінення. Опромінення призводить до утворення газу та спінювання, що вигідно для зшивання тонких виробів, але обмежує використання товстостінних кабелів.
(3) Ізоляційний матеріал із зшитого етилен-вінілацетатного сополімеру (XL-EVA):
Оскільки попит на безпеку кабелів зростає, розробка безгалогенних вогнезахисних кабелів з поперечними зшитками швидко зростає. Порівняно з PE, EVA, який вводить мономери вінілацетату в молекулярний ланцюг, має нижчу кристалічність, що призводить до покращеної гнучкості, ударостійкості, сумісності з наповнювачем і властивостей термозварювання. Як правило, властивості смоли EVA залежать від вмісту мономерів вінілацетату в молекулярному ланцюзі. Більш високий вміст вінілацетату сприяє підвищенню прозорості, гнучкості та міцності. Смола EVA має чудову сумісність із наповнювачем і здатність до зшивання, що робить її все більш популярною у безгалогенових вогнестійких зшитих кабелях.
Смола EVA із вмістом вінілацетату приблизно від 12% до 24% зазвичай використовується в ізоляції проводів і кабелів. У реальному застосуванні кабелю ЕВА часто змішують з ПЕ, ПВХ, ПП та іншими матеріалами, щоб налаштувати ефективність шару ізоляції кабелю. Компоненти EVA можуть сприяти зшиванню, покращуючи продуктивність кабелю після зшивання.
(4) Ізоляційний матеріал із зшитого етилен-пропілен-дієнового мономеру (XL-EPDM):
XL-EPDM — це терполімер, що складається з етилену, пропілену та некон’югованих дієнових мономерів, з’єднаних опроміненням. Кабелі XL-EPDM поєднують у собі переваги кабелів з поліолефіновою ізоляцією та звичайних кабелів із гумовою ізоляцією:
1. Гнучкість, пружність, відсутність адгезії при високих температурах, довгострокова стійкість до старіння та стійкість до суворого клімату (від -60°C до 125°C).
2. Стійкість до озону, ультрафіолетового випромінювання, електроізоляційні характеристики та стійкість до хімічної корозії.
3. Стійкість до масел і розчинників порівнянна з ізоляцією з хлоропренового каучуку загального призначення. Його можна виготовляти за допомогою звичайного обладнання для гарячої екструзії, що робить його економічно ефективним.
Кабелі з ізоляцією XL-EPDM мають широкий спектр застосувань, включаючи, але не обмежуючись, кабелі живлення низької напруги, кабелі для суден, кабелі запалювання автомобілів, кабелі керування для холодильних компресорів, мобільні кабелі для шахт, бурове обладнання та медичні пристрої.
Основними недоліками кабелів XL-EPDM є низька стійкість до розриву та слабкі адгезійні та самоклеючі властивості, що може вплинути на подальшу обробку.
(5) Ізоляційний матеріал із силіконової гуми
Силіконова гума має гнучкість і чудову стійкість до озону, коронного розряду та полум'я, що робить її ідеальним матеріалом для електроізоляції. Його основне застосування в електротехнічній промисловості - для проводів і кабелів. Силіконові каучукові дроти та кабелі особливо добре підходять для використання в умовах високої температури та вимогливих середовищ із значно довшим терміном служби порівняно зі стандартними кабелями. Загальні застосування включають високотемпературні двигуни, трансформатори, генератори, електронне та електричне обладнання, кабелі запалювання в транспортних засобах, а також морські кабелі живлення та керування.
В даний час кабелі з силіконовою гумовою ізоляцією зазвичай зшивають за допомогою атмосферного тиску з гарячим повітрям або парою під високим тиском. Також тривають дослідження використання опромінення електронним променем для зшивання силіконової гуми, хоча воно ще не стало поширеним у кабельній промисловості. Завдяки останнім досягненням у технології зшивання опроміненням, він пропонує дешевшу, ефективнішу та екологічно чисту альтернативу ізоляційним матеріалам із силіконової гуми. За допомогою опромінення електронним променем або інших джерел випромінювання можна досягти ефективного зшивання ізоляції із силіконової гуми, одночасно дозволяючи контролювати глибину та ступінь зшивання для задоволення конкретних вимог застосування.
Отже, застосування технології зшивання опроміненням для ізоляційних матеріалів із силіконового каучуку має значні перспективи у виробництві проводів і кабелів. Очікується, що ця технологія знизить витрати на виробництво, підвищить ефективність виробництва та сприятиме зниженню негативного впливу на навколишнє середовище. Майбутні дослідження та розробки можуть сприяти використанню технології зшивання опроміненням для ізоляційних матеріалів із силіконової гуми, що зробить їх більш широко застосовними для виробництва високотемпературних високоефективних проводів і кабелів в електротехнічній промисловості. Це забезпечить більш надійні та довговічні рішення для різних сфер застосування.
Час публікації: 28 вересня 2023 р