(1)Umreženi izolacijski materijal od polietilena (XLPE) s niskim udjelom dima i nultom količinom halogena:
XLPE izolacijski materijal proizvodi se miješanjem polietilena (PE) i etilen vinil acetata (EVA) kao osnovne matrice, zajedno s raznim aditivima poput usporivača gorenja bez halogena, maziva, antioksidansa itd., kroz proces miješanja i peletiranja. Nakon obrade zračenjem, PE se transformira iz linearne molekularne strukture u trodimenzionalnu strukturu, mijenjajući se iz termoplastičnog materijala u netopljivu termoreaktivnu plastiku.
XLPE izolacijski kabeli imaju nekoliko prednosti u usporedbi s običnim termoplastičnim PE-om:
1. Poboljšana otpornost na toplinsku deformaciju, poboljšana mehanička svojstva na visokim temperaturama i poboljšana otpornost na pucanje uslijed naprezanja u okolišu i toplinsko starenje.
2. Povećana kemijska stabilnost i otpornost na otapala, smanjeno hladno tečenje i očuvana električna svojstva. Dugotrajne radne temperature mogu doseći 125 °C do 150 °C. Nakon umrežavanja, temperatura kratkog spoja PE može se povećati na 250 °C, što omogućuje znatno veću nosivost struje za kabele iste debljine.
3. Kabeli izolirani XLPE-om također pokazuju izvrsna mehanička, vodootporna i otporna na zračenje svojstva, što ih čini prikladnima za različite primjene, kao što su unutarnje ožičenje u električnim uređajima, vodovi za motore, vodovi za rasvjetu, niskonaponske signalne upravljačke žice za automobile, žice za lokomotive, kabeli za podzemnu željeznicu, ekološki prihvatljivi rudarski kabeli, brodski kabeli, kabeli 1E klase za nuklearne elektrane, kabeli za potopne pumpe i kabeli za prijenos energije.
Trenutni smjerovi u razvoju XLPE izolacijskih materijala uključuju ozračenjem umreženih PE izolacijskih materijala za energetske kabele, ozračenjem umreženih PE izolacijskih materijala za zračne izolacije i ozračenjem umreženih poliolefinskih materijala za plašt otpornih na plamen.
(2)Izolacijski materijal od umreženog polipropilena (XL-PP):
Polipropilen (PP), kao uobičajena plastika, ima karakteristike poput male težine, obilnih sirovina, isplativosti, izvrsne kemijske otpornosti na koroziju, lakoće oblikovanja i recikliranja. Međutim, ima ograničenja poput niske čvrstoće, slabe otpornosti na toplinu, značajne deformacije uslijed skupljanja, slabe otpornosti na puzanje, krhkosti na niskim temperaturama i slabe otpornosti na toplinu i starenje uzrokovano kisikom. Ta ograničenja ograničila su njegovu upotrebu u kabelskim primjenama. Istraživači su radili na modificiranju polipropilenskih materijala kako bi poboljšali njihove ukupne performanse, a modificirani polipropilen umrežen ozračivanjem (XL-PP) učinkovito je prevladao ta ograničenja.
XL-PP izolirane žice mogu zadovoljiti UL VW-1 ispitivanja plamena i UL standarde za žice od 150°C. U praktičnim kabelskim primjenama, EVA se često miješa s PE, PVC-om, PP-om i drugim materijalima kako bi se prilagodile performanse izolacijskog sloja kabela.
Jedan od nedostataka umreženog PP-a zračenjem je taj što uključuje kompetitivnu reakciju između stvaranja nezasićenih krajnjih skupina reakcijama degradacije i reakcijama umrežavanja između stimuliranih molekula i slobodnih radikala velikih molekula. Studije su pokazale da je omjer reakcija degradacije i umrežavanja kod umrežavanja PP zračenjem približno 0,8 kada se koristi zračenje gama-zrakama. Da bi se postigle učinkovite reakcije umrežavanja u PP, potrebno je dodati promotore umrežavanja za umrežavanje zračenjem. Osim toga, učinkovita debljina umrežavanja ograničena je sposobnošću prodiranja elektronskih snopova tijekom zračenja. Zračenje dovodi do stvaranja plina i pjenjenja, što je povoljno za umrežavanje tankih proizvoda, ali ograničava upotrebu kabela s debelim stijenkama.
(3) Izolacijski materijal od umreženog etilen-vinil acetatnog kopolimera (XL-EVA):
Kako raste potražnja za sigurnošću kabela, razvoj umreženih kablova bez halogena i usporivača plamena brzo je porastao. U usporedbi s PE-om, EVA, koji u molekularni lanac uvodi monomere vinil acetata, ima nižu kristalnost, što rezultira poboljšanom fleksibilnošću, otpornošću na udarce, kompatibilnošću s punilima i svojstvima toplinskog brtvljenja. Općenito, svojstva EVA smole ovise o sadržaju monomera vinil acetata u molekularnom lancu. Veći sadržaj vinil acetata dovodi do povećane transparentnosti, fleksibilnosti i žilavosti. EVA smola ima izvrsnu kompatibilnost s punilima i sposobnost umrežavanja, što je čini sve popularnijom u umreženim kablovima bez halogena i usporivačima plamena.
EVA smola s udjelom vinil acetata od približno 12% do 24% obično se koristi u izolaciji žica i kabela. U stvarnoj primjeni kabela, EVA se često miješa s PE, PVC-om, PP-om i drugim materijalima kako bi se prilagodile performanse izolacijskog sloja kabela. EVA komponente mogu potaknuti umrežavanje, poboljšavajući performanse kabela nakon umrežavanja.
(4) Izolacijski materijal od umreženog etilen-propilen-dienskog monomera (XL-EPDM):
XL-EPDM je terpolimer sastavljen od etilena, propilena i nekonjugiranih dienskih monomera, umreženih ozračivanjem. XL-EPDM kabeli kombiniraju prednosti kabela izoliranih poliolefinom i uobičajenih kabela izoliranih gumom:
1. Fleksibilnost, otpornost, neprianjanje na visokim temperaturama, dugotrajna otpornost na starenje i otpornost na oštre klimatske uvjete (-60°C do 125°C).
2. Otpornost na ozon, otpornost na UV zračenje, električna izolacijska svojstva i otpornost na kemijsku koroziju.
3. Otpornost na ulje i otapala usporediva s kloroprenskom gumenom izolacijom opće namjene. Može se proizvoditi korištenjem uobičajene opreme za vruću ekstruziju, što je čini isplativom.
XL-EPDM-izolirani kabeli imaju širok raspon primjena, uključujući, ali ne ograničavajući se na niskonaponske energetske kabele, brodske kabele, kabele za paljenje automobila, upravljačke kabele za rashladne kompresore, mobilne kabele za rudarstvo, opremu za bušenje i medicinske uređaje.
Glavni nedostaci XL-EPDM kabela uključuju slabu otpornost na kidanje i slaba svojstva lijepljenja i samoljepljenja, što može utjecati na naknadnu obradu.
(5) Silikonski gumeni izolacijski materijal
Silikonska guma posjeduje fleksibilnost i izvrsnu otpornost na ozon, koronsko pražnjenje i plamen, što je čini idealnim materijalom za električnu izolaciju. Njena primarna primjena u elektroindustriji je za žice i kabele. Žice i kabeli od silikonske gume posebno su prikladni za upotrebu u visokotemperaturnim i zahtjevnim okruženjima, sa znatno duljim vijekom trajanja u usporedbi sa standardnim kabelima. Uobičajene primjene uključuju visokotemperaturne motore, transformatore, generatore, elektroničku i električnu opremu, kabele za paljenje u transportnim vozilima te brodske energetske i upravljačke kabele.
Trenutno se kablovi izolirani silikonskom gumom obično umrežavaju pomoću atmosferskog tlaka s vrućim zrakom ili parom visokog tlaka. Također se provode istraživanja o korištenju zračenja elektronskim snopom za umrežavanje silikonske gume, iako to još nije postalo prevladavajuće u kabelskoj industriji. S nedavnim napretkom u tehnologiji umrežavanja zračenjem, ono nudi jeftiniju, učinkovitiju i ekološki prihvatljiviju alternativu za izolacijske materijale od silikonske gume. Zračenjem elektronskim snopom ili drugim izvorima zračenja može se postići učinkovito umrežavanje izolacije od silikonske gume, a istovremeno se omogućuje kontrola nad dubinom i stupnjem umrežavanja kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi primjene.
Stoga, primjena tehnologije umrežavanja zračenjem za izolacijske materijale od silikonske gume predstavlja značajan potencijal u industriji žica i kabela. Očekuje se da će ova tehnologija smanjiti troškove proizvodnje, poboljšati učinkovitost proizvodnje i doprinijeti smanjenju štetnih utjecaja na okoliš. Budući istraživački i razvojni napori mogli bi dodatno potaknuti upotrebu tehnologije umrežavanja zračenjem za izolacijske materijale od silikonske gume, čineći ih šire primjenjivima za proizvodnju visokotemperaturnih, visokoučinkovitih žica i kabela u elektroindustriji. To će pružiti pouzdanija i trajnija rješenja za različita područja primjene.
Vrijeme objave: 28. rujna 2023.