Anotacija: Trumpai aprašytas laidų ir kabelių izoliacinės silaninės polietileno kryžminio sujungimo principas, klasifikacija, formulavimas, procesas ir įranga, taip pat kai kurios natūraliai susietos silaninės polietileno izoliacinės medžiagos savybės, naudojant ir naudojant, taip pat pristatomi veiksniai, turintys įtakos medžiagos kryžminio susiejimo būklei.
Raktiniai žodžiai: Silano skersinis jungimas; Natūralus kryžminis susiejimas; polietilenas; Izoliacija; Laidas ir kabelis
Silano skersinio ryšio polietileno kabelių medžiaga dabar plačiai naudojama laidų ir kabelių pramonėje kaip izoliacinė medžiaga žemos įtampos maitinimo kabeliams. Medžiaga, naudojama kryžminių laidų ir kabelių gamyboje bei peroksido skersinio susiejimo ir švitinimo kryžminio susiejimo gamyboje, palyginti su reikalinga gamybos įranga, yra paprasta, lengvai valdoma, maža visapusiška kaina ir kiti privalumai, tapo pirmaujančia žemo lygio medžiaga. -įtampos kryžminis kabelis su izoliacija.
1.Silane skersinio ryšio kabelio medžiagos kryžminio susiejimo principas
Yra du pagrindiniai procesai, susiję su silanu susieto polietileno gamyba: skiepijimas ir kryžminis sujungimas. Skiepijimo procese polimeras praranda savo H atomą tretiniame anglies atome, veikiamas laisvo iniciatoriaus ir pirolizės į laisvuosius radikalus, kurie reaguoja su vinilo silano grupe – CH = CH2 ir susidaro skiepytas polimeras, kuriame yra trioksisililesterio. grupė. Kryžminio sujungimo procese skiepytas polimeras pirmiausia hidrolizuojamas esant vandeniui, kad susidarytų silanolis, o –OH kondensuojasi su gretima Si-OH grupe, sudarydamas Si-O-Si jungtį, taip sukryžmindamas polimerą. makromolekulių.
2.Silane skersinio ryšio kabelio medžiaga ir jos kabelių gamybos būdas
Kaip žinote, silaninių skersinių ryšių kabelių ir jų kabelių gamybos būdai yra dviejų ir vieno etapo. Skirtumas tarp dviejų pakopų metodo ir vieno etapo metodo slypi tuo, kur atliekamas silano skiepijimo procesas, skiepijimo procesas kabelių medžiagų gamintojoje dviejų etapų metodui, skiepijimo procesas kabelių gamybos įmonėje vieno žingsnio metodas. Dviejų pakopų silanu sujungta polietileno izoliacinė medžiaga, turinti didžiausią rinkos dalį, yra sudaryta iš vadinamųjų A ir B medžiagų, o A medžiaga yra polietilenas, skiepytas silanu, o B medžiaga yra pagrindinė katalizatoriaus partija. Tada izoliacinė šerdis sujungiama šiltame vandenyje arba garuose.
Egzistuoja dar vienas dviejų pakopų silaninio skersinio polietileno izoliatoriaus tipas, kai A medžiaga gaminama kitaip, sintezės metu įvedant vinilo silaną tiesiai į polietileną, kad būtų gautas polietilenas su šakotomis silano grandinėmis.
Vieno etapo metodas taip pat turi du tipus, tradicinis vieno etapo procesas yra įvairių žaliavų pagal formulę specialios tikslios matavimo sistemos santykiu, į specialiai sukurtą specialų ekstruderį vienu žingsniu, kad būtų užbaigtas skiepijimas ir ekstruzija. kabelio izoliacijos šerdis, šiame procese negranuliuojama, nereikia kabelių medžiagų gamyklos dalyvauti, kabelių gamykla užbaigia viena. Ši vieno žingsnio silano skersinio ryšio kabelių gamybos įranga ir formavimo technologija dažniausiai importuojama iš užsienio ir yra brangi.
Kitas vienos pakopos silaninio skersinio polietileno izoliacinės medžiagos tipas gaminamas kabelių medžiagų gamintojų, tai visos žaliavos pagal formulę specialiu maišymo būdu, supakuotos ir parduodamos, nėra A medžiagos ir B. medžiaga, kabelių gamykla gali būti tiesiogiai ekstruderyje, kad būtų užbaigtas žingsnis tuo pačiu metu skiepijant ir išspaudžiant kabelio izoliacijos šerdį. Unikali šio metodo savybė yra ta, kad nereikia brangių specialių ekstruderių, nes silano skiepijimo procesą galima užbaigti įprastu PVC ekstruderiu, o taikant dviejų etapų metodą nereikia maišyti A ir B medžiagų prieš ekstruziją.
3. Preparato sudėtis
Silano skersinio ryšio polietileno kabelio medžiagos formulę paprastai sudaro pagrindinės medžiagos derva, iniciatorius, silanas, antioksidantas, polimerizacijos inhibitorius, katalizatorius ir kt.
(1) Bazinė derva paprastai yra mažo tankio polietileno (LDPE) derva, kurios lydymosi indeksas (MI) yra 2, tačiau pastaruoju metu, tobulėjant sintetinės dervos technologijai ir mažėjant sąnaudoms, linijinis mažo tankio polietilenas (LLDPE) taip pat buvo pradėtas naudoti. naudojamas arba iš dalies naudojamas kaip pagrindinė šios medžiagos derva. Skirtingos dervos dažnai turi didelę įtaką skiepijimui ir kryžminiam sujungimui dėl jų vidinės makromolekulinės struktūros skirtumų, todėl formuluotė bus modifikuojama naudojant skirtingas pagrindines dervas arba tos pačios rūšies dervas iš skirtingų gamintojų.
(2) Dažniausiai naudojamas iniciatorius yra diizopropilo peroksidas (DCP), svarbiausia suvokti problemos dydį, o per mažai, kad būtų galima skiepyti silanu, nepakanka; per daug, kad susidarytų polietileno skersinis ryšys, dėl kurio sumažėja jo sklandumas, ekstruzinio izoliacijos šerdies paviršius šiurkštus, sunkiai išspaudžiamas sistema. Kadangi pridedamo iniciatoriaus kiekis yra labai mažas ir jautrus, svarbu jį tolygiai paskirstyti, todėl jis paprastai dedamas kartu su silanu.
(3) Dėl greito A2171 hidrolizės greičio silanas dažniausiai naudojamas vinilo neprisotintas silanas, įskaitant vinilo trimetoksisilaną (A2171) ir vinilo trietoksisilaną (A2151), todėl rinkitės A2171 daugiau žmonių. Panašiai iškyla silano pridėjimo problema, dabartiniai kabelių medžiagų gamintojai stengiasi pasiekti apatinę jo ribą, kad sumažintų kaštus, nes silanas importuojamas, kaina brangesnė.
(4) Antioksidantas turi užtikrinti polietileno apdorojimo ir kabelio anti-senėjimo stabilumą, o pridėtas antioksidantas silano skiepijimo procese slopina skiepijimo reakciją, todėl skiepijimo procesas, antioksidanto pridėjimas. būkite atsargūs, pridedamą sumą atsižvelkite į DCP kiekį, kad atitiktų pasirinkimą. Dviejų pakopų kryžminio susiejimo procese didžioji dalis antioksidantų gali būti pridėta į pagrindinę katalizatoriaus partiją, o tai gali sumažinti poveikį skiepijimo procesui. Vieno etapo kryžminio susiejimo procese antioksidantas yra visame skiepijimo procese, todėl svarbesnis yra rūšies ir kiekio pasirinkimas. Dažniausiai naudojami antioksidantai yra 1010, 168, 330 ir kt.
(5) Polimerizacijos inhibitorius pridedamas siekiant slopinti kai kuriuos skiepijimo ir kryžminio susiejimo procesus, atsirandančias šalutinių reakcijų, skiepijimo procese pridedant kryžminį susiejimą stabdančio agento, gali veiksmingai sumažinti C2C kryžminio susiejimo atsiradimą ir taip pagerinti. apdorojimo sklandumas, be to, prieš pridėjus skiepą tokiomis pačiomis sąlygomis, ant polimerizacijos inhibitoriaus bus hidrolizuojamas silanas, gali sumažėti skiepuoto polietileno hidrolizė, kad būtų pagerintas ilgalaikis skiepų medžiagos stabilumas.
(6) Katalizatoriai dažnai yra organiniai alavo dariniai (išskyrus natūralų kryžminį ryšį), labiausiai paplitęs yra dibutilalavo dilauratas (DBDTL), kuris paprastai pridedamas pagrindinio mišinio pavidalu. Dviejų pakopų procese skiepas (A medžiaga) ir pagrindinė katalizatoriaus partija (B medžiaga) supakuojami atskirai, o A ir B medžiagos sumaišomos prieš jas įdedant į ekstruderį, kad būtų išvengta išankstinio A medžiagos kryžminio susiejimo. Vienpakopio silaninio skersinio polietileno izoliacijos atveju pakuotėje esantis polietilenas dar nėra skiepytas, todėl nėra išankstinio kryžminio sujungimo problemos, todėl katalizatoriaus nereikia pakuoti atskirai.
Be to, rinkoje yra sudėtinių silanų, kurie yra silano, iniciatoriaus, antioksidanto, kai kurių tepalų ir antivario agentų derinys ir dažniausiai naudojami vienpakopiuose silanų kryžminimo metoduose kabelių gamyklose.
Todėl silanu susieto polietileno izoliacijos formulė, kurios sudėtis nelaikoma labai sudėtinga ir pateikiama atitinkamoje informacijoje, tačiau atitinkamos gamybos formulės, kurias reikia šiek tiek pakoreguoti, kad būtų galima užbaigti. supratimas apie komponentų vaidmenį formuluojant ir jų įtakos veiksmingumui dėsnį bei tarpusavio įtaką.
Daugelyje kabelių medžiagų rūšių silano skersinio ryšio kabelių medžiaga (dviejų pakopų arba vienos pakopos) laikoma vienintele cheminių procesų, vykstančių ekstruzijos metu, įvairove, kitos rūšys, tokios kaip polivinilchlorido (PVC) kabelių medžiaga ir polietileno (PE) kabelių medžiaga, ekstruzijos granuliavimo procesas yra fizinis maišymo procesas, net jei cheminis kryžminis susiejimas ir švitinimas kryžmiškai susieja kabelio medžiagą, nesvarbu, ar tai yra ekstruzijos granuliavimo procesas, ar ekstruzijos sistemos kabelis, cheminis procesas nevyksta. , todėl, palyginus, silano skersinio ryšio kabelių medžiagos gamyba ir kabelių izoliacijos ekstruzija, proceso valdymas yra svarbesnis.
4. Dviejų pakopų silaninio skersinio polietileno izoliacijos gamybos procesas
Dviejų pakopų silaninės polietileno izoliacijos A gamybos procesas gali būti trumpai pavaizduotas 1 pav.
1 pav. Dviejų pakopų silanu susietos polietileno izoliacinės medžiagos A gamybos procesas
Kai kurie pagrindiniai dviejų pakopų silaninio skersinio polietileno izoliacijos gamybos proceso punktai:
(1) Džiovinimas. Kadangi polietileno dervoje yra nedidelis vandens kiekis, ekstruzijoje esant aukštai temperatūrai vanduo greitai reaguoja su sililo grupėmis ir susidaro kryžminis ryšys, dėl kurio sumažėja lydalo sklandumas ir susidaro išankstinis kryžminis sujungimas. Gatavoje medžiagoje taip pat yra vandens po aušinimo vandeniu, kuris taip pat gali sukelti išankstinį kryžminimą, jei jis nebus pašalintas, ir taip pat turi būti išdžiovintas. Siekiant užtikrinti džiovinimo kokybę, naudojamas gilus džiovinimo įrenginys.
(2) Matavimas. Kadangi svarbus medžiagos formulavimo tikslumas, paprastai naudojamos importuotos svorio netekimo svarstyklės. Polietileno derva ir antioksidantas išmatuojami ir tiekiami per ekstruderio tiekimo angą, o silanas ir iniciatorius įpurškiami skystos medžiagos siurbliu į antrą arba trečią ekstruderio cilindrą.
(3) Ekstruzinis skiepijimas. Silano skiepijimo procesas baigiamas ekstruderyje. Ekstruderio proceso nustatymai, įskaitant temperatūrą, sraigtų derinį, sraigto greitį ir padavimo greitį, turi atitikti principą, kad medžiaga pirmoje ekstruderio sekcijoje gali būti visiškai išlydyta ir tolygiai sumaišyta, kai peroksido skilimas nėra pageidautinas. , ir kad visiškai vienoda medžiaga antroje ekstruderio dalyje turi būti visiškai suskaidyta ir skiepijimo procesas baigtas. Tipinės ekstruderio sekcijos temperatūros (LDPE) parodytos 1 lentelėje.
1 lentelė Dviejų pakopų ekstruderio zonų temperatūros
| Darbo zona | 1 zona | 2 zona | 3 zona ① | 4 zona | 5 zona |
| Temperatūra P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Darbo zona | 6 zona | 7 zona | 8 zona | 9 zona | Miršta burna |
| Temperatūra °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① yra vieta, kur pridedamas silanas.
Ekstruderio sraigto greitis lemia medžiagos buvimo laiką ir maišymosi poveikį ekstruderyje, jei buvimo laikas trumpas, peroksido skilimas yra neišsamus; jei buvimo laikas per ilgas, padidėja ekstruzinės medžiagos klampumas. Apskritai vidutinė granulės buvimo ekstruderyje trukmė turi būti kontroliuojama iniciatoriaus skilimo pusinės eliminacijos periodu 5-10 kartų. Tiekimo greitis turi ne tik tam tikrą įtaką medžiagos buvimo laikui, bet ir medžiagos maišymuisi bei kirpimui, taip pat labai svarbu pasirinkti tinkamą padavimo greitį.
(4) Pakuotė. Dviejų pakopų silanu sujungta izoliacinė medžiaga turi būti supakuota į aliuminio-plastiko kompozitinius maišelius tiesioginiame ore, kad būtų pašalinta drėgmė.
5. Vienpakopis silaninio tinklinio polietileno izoliacinės medžiagos gamybos procesas
Vienpakopė silanu sujungta polietileno izoliacinė medžiaga dėl jos skiepijimo proceso yra kabelių izoliacijos šerdies ekstruzijos kabelių gamykloje, todėl kabelio izoliacijos ekstruzijos temperatūra yra žymiai aukštesnė nei dviejų pakopų metodo. Nors vienos pakopos silanu susieto polietileno izoliacijos formulė buvo visiškai atsižvelgta į greitą iniciatoriaus ir silano sklaidą bei medžiagos šlytį, tačiau skiepijimo procesą turi garantuoti temperatūra, kuri yra vienos pakopos silanu susietas polietilenas. izoliacijos gamybos įmonė ne kartą pabrėžė teisingo ekstruzijos temperatūros pasirinkimo svarbą, bendra rekomenduojama ekstruzijos temperatūra parodyta 2 lentelėje.
2 lentelė Kiekvienos zonos vieno žingsnio ekstruderio temperatūra ( vienetas: ℃ )
| Zona | 1 zona | 2 zona | 3 zona | 4 zona | Flanšas | Galva |
| Temperatūra | 160 | 190 | 200–210 | 220–230 | 230 | 230 |
Tai yra vienas iš vieno etapo silaninio skersinio polietileno proceso trūkumų, kurio paprastai nereikia, kai kabeliai ekstruzuojami dviem etapais.
6.Gamybos įranga
Gamybos įranga yra svarbi proceso kontrolės garantija. Silaninių skersinių kabelių gamybai reikalingas labai aukštas proceso valdymo tikslumas, todėl gamybos įrangos pasirinkimas yra ypač svarbus.
Gaminant dviejų pakopų silanu susietos polietileno izoliacinės medžiagos A medžiagų gamybos įrangą, šiuo metu labiau vietinį izotropinį lygiagretų dviejų sraigtų ekstruderį su importuotu nesvariu svėrimu, tokie įtaisai gali atitikti proceso valdymo tikslumo, ilgio ir skersmens pasirinkimo reikalavimus. dviejų sraigtų ekstruderis, užtikrinantis medžiagos buvimo laiką, importuoto nesvarumo svėrimo pasirinkimas, siekiant užtikrinti sudedamųjų dalių tikslumą. Žinoma, yra daug įrangos detalių, kurioms reikia skirti visą dėmesį.
Kaip minėta anksčiau, kabelių gamykloje esanti vienpakopė silaninio skersinio ryšio kabelių gamybos įranga yra importuota, brangi, buitinės įrangos gamintojai neturi panašios gamybos įrangos, priežastis – įrangos gamintojų ir formulių bei procesų tyrinėtojų bendradarbiavimo trūkumas.
7.Silane natūralaus skersinio ryšio polietileno izoliacinė medžiaga
Pastaraisiais metais sukurta natūralaus tinklinio polietileno izoliacinė medžiaga silanas natūraliomis sąlygomis gali būti susiuvusi per kelias dienas, nepaneriant į garą ar šiltą vandenį. Palyginti su tradiciniu silano skersinio susiejimo metodu, ši medžiaga gali sumažinti kabelių gamintojų gamybos procesą, dar labiau sumažinti gamybos sąnaudas ir padidinti gamybos efektyvumą. Silano natūraliai susieto polietileno izoliacija vis dažniau pripažįstama ir naudojama kabelių gamintojų.
Pastaraisiais metais subrendo ir buvo gaminama dideliais kiekiais vietinė silaninė natūralaus skersinio susieto polietileno izoliacija, turinti tam tikrų kainų pranašumų, palyginti su importuotomis medžiagomis.
7. 1 Silano natūraliai susietų polietileno izoliacijų formulavimo idėjos
Silano natūralaus skersinio ryšio polietileno izoliacija gaminama dviejų etapų būdu, su ta pačia formule, kurią sudaro bazinė derva, iniciatorius, silanas, antioksidantas, polimerizacijos inhibitorius ir katalizatorius. Silano natūralaus skersinio susieto polietileno izoliatorių formulė grindžiama A medžiagos silano skiepijimo greičio didinimu ir efektyvesnio katalizatoriaus parinkimu nei silaniniai šiltu vandeniu susieto polietileno izoliatoriai. Naudojant A medžiagas, turinčias didesnį silano skiepijimo greitį, kartu su efektyvesniu katalizatoriumi, silanu susietas polietileno izoliatorius greitai susijungs net esant žemai temperatūrai ir esant nepakankamai drėgmei.
Importuojamų silano natūraliai susietų polietileno izoliatorių A medžiagos yra sintezuojamos kopolimerizacijos būdu, kai silano kiekis gali būti kontroliuojamas aukštu lygiu, o A-medžiagos su dideliu skiepijimo greičiu skiepijant silaną yra sudėtingos. Recepte naudojama bazinė derva, iniciatorius ir silanas turėtų būti įvairūs ir koreguojami atsižvelgiant į įvairovę ir papildymą.
Resisto pasirinkimas ir jo dozės reguliavimas taip pat yra labai svarbūs, nes padidėjus silano skiepijimo greičiui neišvengiamai atsiranda daugiau CC kryžminimo šalutinių reakcijų. Siekiant pagerinti apdorojimo sklandumą ir A medžiagos paviršiaus būklę, skirtą vėlesniam kabelio ekstruzijai, reikalingas tinkamas polimerizacijos inhibitoriaus kiekis, kad būtų veiksmingai slopinamas CC susiejimas ir išankstinis kryžminis sujungimas.
Be to, katalizatoriai atlieka svarbų vaidmenį didinant skersinio susiejimo greitį ir turėtų būti parinkti kaip veiksmingi katalizatoriai, kurių sudėtyje nėra pereinamųjų metalų.
7. 2 Natūraliai susietų polietileno izoliacijų silanu skersinio susiejimo laikas
Laikas, kurio reikia natūralios silaninės polietileno izoliacijos skersinio sujungimo užbaigimui, priklauso nuo temperatūros, drėgmės ir izoliacinio sluoksnio storio. Kuo aukštesnė temperatūra ir drėgmė, tuo plonesnis izoliacinio sluoksnio storis, tuo trumpesnis reikalingas skersinio susiejimo laikas ir tuo ilgesnis atvirkščiai. Kadangi temperatūra ir drėgmė skirtinguose regionuose ir sezono metu skiriasi, net toje pačioje vietoje ir tuo pačiu metu temperatūra ir drėgmė šiandien ir rytoj skirsis. Todėl, naudodamas medžiagą, vartotojas turėtų nustatyti skersinio susiejimo trukmę pagal vietinę ir vyraujančią temperatūrą ir drėgmę, taip pat kabelio specifikaciją ir izoliacijos sluoksnio storį.
Paskelbimo laikas: 2022-08-13