Izoliacinių medžiagų eksploatacinės savybės tiesiogiai veikia laidų ir kabelių kokybę, apdorojimo efektyvumą ir taikymo sritį. Izoliacinių medžiagų eksploatacinės savybės tiesiogiai veikia laidų ir kabelių kokybę, apdorojimo efektyvumą ir taikymo sritį.
1.PVC polivinilchlorido laidai ir kabeliai
Polivinilchloridas (toliau –PVCIzoliacinės medžiagos yra mišiniai, kuriuose į PVC miltelius dedama stabilizatorių, plastifikatorių, antipirenų, tepalų ir kitų priedų. Atsižvelgiant į skirtingą laidų ir kabelių panaudojimą bei charakteristikas, formulė atitinkamai koreguojama. Po dešimtmečius trukusios gamybos ir taikymo, PVC gamybos ir perdirbimo technologija tapo labai brandi. PVC izoliacinė medžiaga yra labai plačiai pritaikoma laidų ir kabelių srityje ir turi išskirtinių savybių:
A. Gamybos technologija yra brandi, lengvai formuojama ir apdorojama. Palyginti su kitų tipų kabelių izoliacinėmis medžiagomis, ji ne tik pasižymi maža kaina, bet ir gali efektyviai kontroliuoti vielos paviršiaus spalvų skirtumą, blizgesį, spausdinimą, apdorojimo efektyvumą, minkštumą ir kietumą, laidininko sukibimą, taip pat paties laido mechanines, fizines ir elektrines savybes.
B. Jis pasižymi puikiomis antipireninėmis savybėmis, todėl PVC izoliuoti laidai gali lengvai atitikti įvairių standartų nustatytus antipirenų lygius.
C. Kalbant apie atsparumą temperatūrai, optimizuojant ir tobulinant medžiagų formules, šiuo metu dažniausiai naudojami PVC izoliacijos tipai daugiausia apima šias tris kategorijas:
Kalbant apie vardinę įtampą, ji paprastai naudojama esant 1000 V ir žemesnei kintamosios srovės įtampai ir gali būti plačiai taikoma tokiose pramonės šakose kaip buitiniai prietaisai, prietaisai ir skaitikliai, apšvietimas ir tinklo ryšys.
PVC taip pat turi tam tikrų trūkumų, kurie riboja jo pritaikymą:
A. Dėl didelio chloro kiekio degant išsiskiria daug tirštų dūmų, kurie gali sukelti uždusimą, paveikti matomumą ir išskirti kai kuriuos kancerogenus bei HCl dujas, kurios daro didelę žalą aplinkai. Tobulėjant mažai dūmų išskiriančių nulinės halogeninės izoliacinės medžiagos gamybos technologijai, laipsniškas PVC izoliacijos pakeitimas tapo neišvengiama kabelių plėtros tendencija.
B. Įprasta PVC izoliacija yra prastai atspari rūgštims ir šarmams, alyvai ir organiniams tirpikliams. Pagal cheminį principą „panašus ištirpsta panašus“, PVC laidai yra labai linkę į pažeidimus ir įtrūkimus minėtoje konkrečioje aplinkoje. Tačiau dėl puikių apdorojimo savybių ir mažos kainos PVC kabeliai vis dar plačiai naudojami buitiniuose prietaisuose, šviestuvuose, mechaninėje įrangoje, prietaisuose ir skaitikliuose, tinklo komunikacijose, pastatų laiduose ir kitose srityse.
2. Susiūti polietileno laidai ir kabeliai
Susiūtas PE (toliau –XLPE) yra polietileno tipas, kuris tam tikromis sąlygomis, veikiant didelės energijos spinduliams arba skersiniams ryšiams, gali transformuotis iš linijinės molekulinės struktūros į trimatę trimatę struktūrą. Tuo pačiu metu jis transformuojasi iš termoplastinio į netirpų termoreaktingą plastiką.
Šiuo metu laidų ir kabelių izoliacijos srityje daugiausia naudojami trys kryžminio sujungimo būdai:
A. Peroksido skersinis sujungimas: pirmiausia naudojama polietileno derva kartu su atitinkamais skersinio sujungimo reagentais ir antioksidantais, o tada, jei reikia, pridedami kiti komponentai, kad būtų gautos skersinio sujungimo polietileno mišinio dalelės. Ekstruzijos proceso metu skersinis sujungimas vyksta per karšto garo skersinio sujungimo vamzdžius.
B. Silano skersinis sujungimas (šilto vandens skersinis sujungimas): tai taip pat cheminio skersinio sujungimo metodas. Pagrindinis jo mechanizmas yra organosiloksano ir polietileno skersinis sujungimas tam tikromis sąlygomis.
Ir skersinio sujungimo laipsnis paprastai gali siekti apie 60 %.
C. Švitinimas skersiniais ryšiais: jame naudojami didelės energijos spinduliai, tokie kaip R spinduliai, alfa spinduliai ir elektronų spinduliai, siekiant aktyvuoti anglies atomus polietileno makromolekulėse ir sukelti skersinius ryšius. Didelės energijos spinduliai, dažniausiai naudojami laiduose ir kabeliuose, yra elektronų spinduliai, generuojami elektronų greitintuvų. Kadangi šis skersinis sujungimas priklauso nuo fizinės energijos, jis priskiriamas fiziniam skersiniam sujungimui.
Aukščiau išvardyti trys skirtingi susiejimo metodai turi skirtingas savybes ir pritaikymą:
Palyginti su termoplastiniu polietilenu (PVC), XLPE izoliacija turi šiuos privalumus:
A. Jis padidino atsparumą karščio deformacijai, pagerino mechanines savybes aukštoje temperatūroje ir pagerino atsparumą aplinkos įtempių įtrūkimams ir karščio senėjimui.
B. Jis pasižymi padidintu cheminiu stabilumu ir atsparumu tirpikliams, sumažintu šaltuoju tekėjimu ir iš esmės išlaiko pradines elektrines charakteristikas. Ilgalaikė darbinė temperatūra gali siekti 125 ℃ ir 150 ℃. Tinkliniu polietilenu izoliuotas laidas ir kabelis taip pat pagerina trumpojo jungimo atsparumą, o trumpalaikis atsparumas temperatūrai gali siekti 250 ℃. To paties storio laidų ir kabelių, sujungto polietileno srovės laidumas yra daug didesnis.
C. Jis pasižymi puikiomis mechaninėmis, vandeniui atspariomis ir radiacijai atspariomis savybėmis, todėl yra plačiai naudojamas įvairiose srityse, tokiose kaip: elektros prietaisų vidiniai prijungimo laidai, variklių laidai, apšvietimo laidai, žemos įtampos signalų valdymo laidai automobiliams, lokomotyvų laidai, metro laidai ir kabeliai, aplinkos apsaugos kabeliai kasykloms, jūriniai kabeliai, branduolinių elektrinių tiesimo kabeliai, aukštos įtampos laidai televizijai, aukštos įtampos laidai rentgeno spindulių įrenginiams, elektros perdavimo laidai ir kabeliai ir kt.
XLPE izoliuoti laidai ir kabeliai turi didelių privalumų, tačiau jie taip pat turi tam tikrų trūkumų, kurie riboja jų taikymą:
A. Prastas karščiui atsparus sukibimas. Apdorojant ir naudojant laidus aukštesnėje nei vardinėje temperatūroje, jie lengvai prilimpa. Sunkiais atvejais tai gali pažeisti izoliaciją ir sukelti trumpąjį jungimą.
B. Prastas šilumos laidumo atsparumas. Esant aukštesnei nei 200 ℃ temperatūrai, laidų izoliacija tampa labai minkšta. Veikiant išorinei jėgai ar susidūrus, laidai gali būti nupjauti ir sukelti trumpąjį jungimą.
C. Sunku kontroliuoti spalvų skirtumą tarp partijų. Apdorojimo metu gali kilti tokių problemų kaip įbrėžimai, balinimas ir atspausdintų simbolių lupimasis.
D. XLPE izoliacija, kurios atsparumo temperatūrai klasė yra 150 ℃, yra visiškai be halogenų ir gali išlaikyti VW-1 degimo bandymą pagal UL1581 standartus, išlaikant puikias mechanines ir elektrines savybes. Tačiau gamybos technologijoje vis dar yra tam tikrų kliūčių, o kaina yra didelė.
3. Silikoninės gumos laidai ir kabeliai
Silikoninės gumos polimerinės molekulės yra grandininės struktūros, sudarytos iš SI-O (silicio ir deguonies) jungčių. SI-O jungties energija yra 443,5 kJ/mol, tai yra daug daugiau nei CC jungties energija (355 kJ/mol). Dauguma silikoninės gumos laidų ir kabelių gaminami šaltojo ekstruzijos ir aukštos temperatūros vulkanizacijos procesais. Iš įvairių sintetinės gumos laidų ir kabelių, dėl savo unikalios molekulinės struktūros silikoninė guma pasižymi geresnėmis savybėmis, palyginti su kitomis įprastomis gumomis.
A. Jis yra itin minkštas, elastingas, bekvapis ir netoksiškas, nebijo aukštos temperatūros ir gali atlaikyti stiprų šaltį. Darbinė temperatūra yra nuo -90 iki 300 ℃. Silikoninė guma yra daug atsparesnė karščiui nei įprasta guma. Ją galima naudoti nuolat 200 ℃ temperatūroje ir tam tikrą laiką 350 ℃ temperatūroje.
B. Puikus atsparumas oro sąlygoms. Net ir po ilgalaikio ultravioletinių spindulių ir kitų klimato sąlygų poveikio jo fizinės savybės pasikeitė tik nežymiai.
C. Silikoninė guma pasižymi labai didele varža ir išlieka stabili esant įvairioms temperatūroms ir dažniams.
Tuo tarpu silikoninė guma pasižymi puikiu atsparumu aukštos įtampos vainikinėms išlydžiams ir lanko išlydžiams. Silikonine guma izoliuoti laidai ir kabeliai turi aukščiau išvardytų privalumų ir yra plačiai naudojami aukštos įtampos prietaisų laiduose televizoriams, aukštai temperatūrai atspariuose laiduose mikrobangų krosnelėms, indukcinių viryklių laiduose, kavos virimo aparatų laiduose, lempų, UV įrangos, halogeninių lempų laiduose, orkaičių ir ventiliatorių vidiniuose prijungimo laiduose, ypač mažų buitinių prietaisų srityje.
Tačiau kai kurie jo paties trūkumai taip pat riboja platesnį jo taikymą. Pavyzdžiui:
A. Prastas atsparumas plyšimui. Apdorojimo ar naudojimo metu jis yra linkęs į pažeidimus dėl išorinės jėgos suspaudimo, braižymo ir šlifavimo, o tai gali sukelti trumpąjį jungimą. Dabartinė apsaugos priemonė – už silikoninės izoliacijos uždengti stiklo pluošto arba aukštos temperatūros poliesterio pluošto sluoksnį. Tačiau apdorojimo metu vis tiek būtina kiek įmanoma vengti sužalojimų, kuriuos sukelia išorinė jėga suspaudimas.
B. Šiuo metu vulkanizavimo liejimui daugiausia naudojamas dvigubas, duetas, keturgubas vulkanizavimo agentas. Šis vulkanizavimo agentas turi chloro. Visiškai behalogenės vulkanizavimo medžiagos (pvz., platinos vulkanizavimas) turi griežtus gamybos aplinkos temperatūros reikalavimus ir yra brangios. Todėl apdorojant laidų pynes reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus: slėgio rato slėgis neturėtų būti per didelis. Geriausia naudoti gumą, kad gamybos metu nebūtų įtrūkimų, kurie gali sumažinti atsparumą slėgiui.
4. Susiūta etileno propileno dieno monomero (EPDM) gumos (XLEPDM) viela
Tinklinės struktūros etileno propileno dieno monomero (EPDM) guma yra etileno, propileno ir nekonjuguoto dieno terpolimeras, sujungtas cheminiais arba spinduliavimo metodais. Tinklinės struktūros EPDM gumos izoliuotas laidas sujungia poliolefino izoliuoto laido ir įprasto gumos izoliuoto laido privalumus:
A. Minkštas, lankstus, elastingas, nelimpantis aukštoje temperatūroje, ilgalaikis atsparumas senėjimui ir atsparus atšiaurioms oro sąlygoms (-60–125 ℃).
B. Atsparumas ozonui, atsparumas UV spinduliams, atsparumas elektros izoliacijai ir atsparumas cheminei korozijai.
C. Atsparumas alyvai ir tirpikliams yra panašus į bendrosios paskirties chloropreno gumos izoliacijos. Ji apdorojama įprasta karšto ekstruzijos įranga ir naudojamas spindulinis skersinis sujungimas, todėl ją lengva apdoroti ir ji yra nebrangi. Susieti etileno propileno dieno monomero (EPDM) gumos izoliacijos laidai turi daugybę aukščiau paminėtų privalumų ir yra plačiai naudojami tokiose srityse kaip šaldymo kompresorių laidai, vandeniui atsparūs variklių laidai, transformatorių laidai, mobilieji kabeliai kasyklose, gręžiniuose, automobiliuose, medicinos prietaisuose, laivuose ir bendroje elektros prietaisų vidinėje instaliacijoje.
Pagrindiniai XLEPDM laidų trūkumai yra šie:
A. Kaip ir XLPE bei PVC laidai, jis pasižymi santykinai prastu atsparumu plyšimui.
B. Prastas sukibimas ir lipnumas turi įtakos vėlesniam apdorojimui.
5. Fluoroplastiniai laidai ir kabeliai
Palyginti su įprastais polietileno ir polivinilchlorido kabeliais, fluoroplastiniai kabeliai turi šias svarbias savybes:
A. Aukštai temperatūrai atsparūs fluoroplastikai pasižymi ypatingu terminiu stabilumu, todėl fluoroplastiniai kabeliai gali prisitaikyti prie aukštos temperatūros aplinkos nuo 150 iki 250 laipsnių Celsijaus. Esant vienodo skerspjūvio ploto laidininkams, fluoroplastiniai kabeliai gali perduoti didesnę leistiną srovę, todėl labai išplečia šio tipo izoliuotų laidų taikymo sritį. Dėl šios unikalios savybės fluoroplastiniai kabeliai dažnai naudojami vidaus laidams ir švino laidams orlaiviuose, laivuose, aukštos temperatūros krosnyse ir elektroninėje įrangoje.
B. Geras atsparumas liepsnai: Fluoroplastikai pasižymi dideliu deguonies indeksu, o degant liepsnos plitimo diapazonas yra mažas, todėl išsiskiria mažiau dūmų. Iš jų pagaminta viela tinka įrankiams ir vietoms, kurioms keliami griežti atsparumo liepsnai reikalavimai. Pavyzdžiui: kompiuterių tinklams, metro, transporto priemonėms, aukštybiniams pastatams ir kitoms viešoms vietoms ir kt. Kilus gaisrui, žmonės gali turėti šiek tiek laiko evakuotis, kad nebūtų pargriauti tiršti dūmai, taip sutaupydami brangaus gelbėjimo laiko.
C. Puikus elektrinis veikimas: Palyginti su polietilenu, fluoroplastikai turi mažesnę dielektrinę konstantą. Todėl, palyginti su panašios struktūros bendraašiais kabeliais, fluoroplastiniai kabeliai turi mažesnį slopinimą ir labiau tinka aukšto dažnio signalų perdavimui. Šiais laikais vis dažnesnis kabelių naudojimas tapo tendencija. Tuo tarpu dėl fluoroplastikų atsparumo aukštai temperatūrai jie dažniausiai naudojami kaip perdavimo ir ryšių įrangos vidinė instaliacija, trumpikliai tarp belaidžio perdavimo tiektuvų ir siųstuvų, taip pat vaizdo ir garso kabeliai. Be to, fluoroplastiniai kabeliai pasižymi geru dielektriniu stiprumu ir izoliacijos varža, todėl juos galima naudoti kaip valdymo kabelius svarbiems prietaisams ir skaitikliams.
D. Puikios mechaninės ir cheminės savybės: Fluoroplastikai pasižymi didele cheminio ryšio energija, dideliu stabilumu, beveik nejaučia temperatūros pokyčių, pasižymi puikiu atsparumu oro sąlygoms ir mechaniniu stiprumu. Jiems įtakos neturi įvairios rūgštys, šarmai ir organiniai tirpikliai. Todėl jie tinka naudoti aplinkoje, kurioje vyksta dideli klimato pokyčiai ir korozijos sąlygos, pavyzdžiui, naftos chemijos pramonėje, naftos perdirbimo pramonėje ir naftos gręžinių prietaisų valdyme.
E. Palengvina suvirinimo jungčių sudarymą Elektroniniuose prietaisuose daugelis jungčių atliekamos suvirinant. Dėl žemos įprastų plastikų lydymosi temperatūros jie lengvai lydosi aukštoje temperatūroje, todėl reikia turėti gerų suvirinimo įgūdžių. Be to, kai kuriems suvirinimo taškams reikia tam tikro suvirinimo laiko, todėl fluoroplastiniai kabeliai yra populiarūs, pavyzdžiui, ryšių įrangos ir elektroninių prietaisų vidinėms instaliacijoms.
Žinoma, fluoroplastikai vis dar turi tam tikrų trūkumų, kurie riboja jų naudojimą:
A. Žaliavų kainos yra aukštos. Šiuo metu vidaus gamyba vis dar daugiausia priklauso nuo importo (Japonijos „Daikin“ ir JAV „DuPont“). Nors pastaraisiais metais vidaus fluoroplastikai sparčiai vystėsi, gamybos rūšys vis dar yra vienos. Palyginti su importuotomis medžiagomis, medžiagų terminis stabilumas ir kitos visapusiškos savybės vis dar šiek tiek skiriasi.
B. Palyginti su kitomis izoliacinėmis medžiagomis, gamybos procesas yra sudėtingesnis, gamybos efektyvumas mažas, spausdinti simboliai linkę nukristi, o nuostoliai dideli, todėl gamybos sąnaudos yra gana didelės.
Apibendrinant galima teigti, kad visų aukščiau paminėtų izoliacinių medžiagų tipų, ypač aukštos temperatūros specialiųjų izoliacinių medžiagų, kurių atsparumas temperatūrai viršija 105 ℃, naudojimas Kinijoje vis dar yra pereinamajame laikotarpyje. Nesvarbu, ar tai būtų laidų gamyba, ar laidų pynių apdirbimas, yra ne tik brandus procesas, bet ir racionalus šio tipo laidų privalumų ir trūkumų supratimas.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 27 d.