Isoleringsmaterialens prestanda påverkar direkt kvaliteten, bearbetningseffektiviteten och tillämpningsområdet för trådar och kablar. Isoleringsmaterialens prestanda påverkar direkt kvaliteten, bearbetningseffektiviteten och tillämpningsområdet för trådar och kablar.
1. PVC-polyvinylkloridtrådar och kablar
Polyvinylklorid (nedan kalladPVC) isoleringsmaterial är blandningar där stabilisatorer, mjukgörare, flamskyddsmedel, smörjmedel och andra tillsatser tillsätts PVC-pulver. Formeln justeras i enlighet med de olika tillämpningarna och de karakteristiska kraven för trådar och kablar. Efter årtionden av produktion och tillämpning har tillverknings- och bearbetningstekniken för PVC nu blivit mycket mogen. PVC-isoleringsmaterial har mycket breda tillämpningar inom trådar och kablar och har sina egna distinkta egenskaper:
A. Tillverkningstekniken är mogen och enkel att forma och bearbeta. Jämfört med andra typer av kabelisoleringsmaterial har den inte bara en låg kostnad, utan kan också effektivt kontrollera färgskillnaden, glansen, trycket, bearbetningseffektiviteten, mjukheten och hårdheten på trådytan, ledarens vidhäftning, samt de mekaniska och fysikaliska egenskaperna och elektriska egenskaperna hos själva tråden.
B. Den har utmärkta flamskyddsegenskaper, så PVC-isolerade trådar kan enkelt uppfylla de flamskyddsgrader som anges i olika standarder.
C. När det gäller temperaturbeständighet, genom optimering och förbättring av materialformler, inkluderar de för närvarande vanligt förekommande typerna av PVC-isolering huvudsakligen följande tre kategorier:
När det gäller märkspänning används den vanligtvis i spänningsnivåer klassade till 1000 V AC och lägre, och kan tillämpas i stor utsträckning inom industrier som hushållsapparater, instrument och mätare, belysning och nätverkskommunikation.
PVC har också vissa inneboende nackdelar som begränsar dess tillämpning:
A. På grund av dess höga klorhalt avger den en stor mängd tjock rök vid förbränning, vilket kan orsaka kvävning, påverka sikten och producera vissa cancerframkallande ämnen och HCl-gas, vilket orsakar allvarliga skador på miljön. Med utvecklingen av tillverkningsteknik för isoleringsmaterial med låg rökhalt och noll halogenhalt har det blivit en oundviklig trend i utvecklingen av kablar att gradvis ersätta PVC-isolering.
B. Vanlig PVC-isolering har dålig motståndskraft mot syror och alkalier, värmeolja och organiska lösningsmedel. Enligt den kemiska principen att lika löser upp lika är PVC-kablar mycket benägna att skadas och spricka i den specifika miljön som nämns. Men med sin utmärkta bearbetningsprestanda och låga kostnad används PVC-kablar fortfarande i stor utsträckning i hushållsapparater, belysningsarmaturer, mekanisk utrustning, instrument och mätare, nätverkskommunikation, byggnadskablage och andra områden.
2. Tvärbundna polyetentrådar och kablar
Tvärbunden PE (nedan kalladXLPE-plast) är en typ av polyeten som kan omvandlas från en linjär molekylstruktur till en tredimensionell tredimensionell struktur under vissa förhållanden under inverkan av högenergistrålar eller tvärbindningsmedel. Samtidigt omvandlas den från termoplast till olöslig värmehärdande plast.
För närvarande finns det huvudsakligen tre tvärbindningsmetoder vid tillämpning av tråd- och kabelisolering:
A. Peroxidtvärbindning: Det innebär att man först använder polyetenharts i kombination med lämpliga tvärbindningsmedel och antioxidanter, och sedan tillsätter andra komponenter efter behov för att producera tvärbindningsbara polyetenblandningspartiklar. Under extruderingsprocessen sker tvärbindning genom rör som tvärbinds med het ånga.
B. Silantvärbindning (varmvattentvärbindning): Detta är också en metod för kemisk tvärbindning. Dess huvudsakliga mekanism är att tvärbinda organosiloxan och polyeten under specifika förhållanden, en
och graden av tvärbindning kan generellt uppgå till cirka 60 %.
C. Bestrålningstvärbindning: Den använder högenergistrålar som R-strålar, alfastrålar och elektronstrålar för att aktivera kolatomerna i polyetenmakromolekyler och orsaka tvärbindning. De högenergistrålar som vanligtvis används i ledningar och kablar är elektronstrålar som genereras av elektronacceleratorer. Eftersom denna tvärbindning är beroende av fysisk energi tillhör den fysisk tvärbindning.
Ovanstående tre olika tvärbindningsmetoder har distinkta egenskaper och tillämpningar:
Jämfört med termoplastisk polyeten (PVC) har XLPE-isolering följande fördelar:
A. Det har förbättrat motståndet mot värmedeformation, förbättrat de mekaniska egenskaperna vid höga temperaturer och förbättrat motståndskraften mot miljömässiga spänningssprickbildning och värmeåldring.
B. Den har förbättrad kemisk stabilitet och lösningsmedelsbeständighet, minskad kallflytning och bibehåller i princip den ursprungliga elektriska prestandan. Den långsiktiga arbetstemperaturen kan nå 125 ℃ och 150 ℃. Den tvärbundna polyetenisolerade tråden och kabeln förbättrar också kortslutningsmotståndet, och dess kortsiktiga temperaturbeständighet kan nå 250 ℃, för trådar och kablar av samma tjocklek, är strömbärande kapaciteten hos tvärbunden polyeten mycket större.
C. Den har utmärkta mekaniska, vattentäta och strålningsbeständiga egenskaper, så den används ofta inom olika områden. Såsom: interna anslutningskablar för elektriska apparater, motorkablar, belysningskablar, lågspänningssignalstyrkablar för bilar, lokomotivkablar, ledningar och kablar för tunnelbanor, miljöskyddskablar för gruvor, marina kablar, kablar för kärnkraftsförläggning, högspänningskablar för TV, högspänningskablar för röntgenavfyrning och kraftöverföringskablar och -kablar, etc.
XLPE-isolerade ledningar och kablar har betydande fördelar, men de har också vissa inneboende nackdelar som begränsar deras tillämpning:
A. Dålig värmebeständig vidhäftning. Vid bearbetning och användning av trådar över deras nominella temperatur är det lätt att trådarna fastnar i varandra. I allvarliga fall kan det leda till isoleringsskador och kortslutningar.
B. Dålig värmeledningsförmåga. Vid temperaturer över 200 ℃ blir trådarnas isolering extremt mjuk. När de utsätts för yttre kraft, klämning eller stötar är det lätt att trådarna skärs igenom och kortsluts.
C. Det är svårt att kontrollera färgskillnaden mellan batcher. Problem som repor, vithet och att tryckta tecken lossnar är benägna att uppstå under bearbetningen.
D. XLPE-isoleringen med en temperaturbeständighetsgrad på 150 ℃ är helt halogenfri och kan klara VW-1-förbränningstestet i enlighet med UL1581-standarderna, samtidigt som den bibehåller utmärkta mekaniska och elektriska egenskaper. Det finns dock fortfarande vissa flaskhalsar i tillverkningstekniken och kostnaden är hög.
3. Silikongummitrådar och kablar
Polymermolekylerna i silikongummi är kedjestrukturer som bildas av SI-O (kisel-syre) bindningar. SI-O bindningen är 443,5 kJ/MOL, vilket är mycket högre än CC bindningsenergin (355 kJ/MOL). De flesta silikongummitrådar och kablar produceras genom kall extrudering och högtemperaturvulkaniseringsprocesser. Bland olika syntetiska gummitrådar och kablar har silikongummi, tack vare sin unika molekylstruktur, överlägsen prestanda jämfört med andra vanliga gummin.
A. Det är extremt mjukt, har god elasticitet, är luktfritt och giftfritt, och är inte rädd för höga temperaturer och tål sträng kyla. Driftstemperaturintervallet är från -90 till 300 ℃. Silikongummi har mycket bättre värmebeständighet än vanligt gummi. Det kan användas kontinuerligt vid 200 ℃ och under en tidsperiod vid 350 ℃.
B. Utmärkt väderbeständighet. Även efter långvarig exponering för ultravioletta strålar och andra klimatförhållanden har dess fysikaliska egenskaper endast genomgått mindre förändringar.
C. Silikongummi har en mycket hög resistivitet och dess resistans förblir stabil över ett brett temperatur- och frekvensområde.
Samtidigt har silikongummi utmärkt motståndskraft mot högspännings-koronaurladdning och ljusbågsurladdning. Silikongummiisolerade ledningar och kablar har ovanstående fördelar och används ofta i högspänningskablar för tv-apparater, högtemperaturbeständiga ledningar för mikrovågsugnar, ledningar för induktionsspisar, ledningar för kaffekannor, ledningar för lampor, UV-utrustning, halogenlampor, interna anslutningskablar för ugnar och fläktar, särskilt inom små hushållsapparater.
Emellertid begränsar vissa av dess egna brister också dess bredare tillämpning. Till exempel:
A. Dålig rivhållfasthet. Under bearbetning eller användning är den benägen att skadas på grund av yttre kraft, klämning, repor och slipning, vilket kan orsaka kortslutning. Den nuvarande skyddsåtgärden är att lägga ett lager av glasfiber eller högtemperaturpolyesterfiber flätad utanför silikonisoleringen. Det är dock fortfarande nödvändigt att undvika skador orsakade av yttre kraft, klämning, så mycket som möjligt under bearbetningen.
B. Det vulkaniseringsmedel som för närvarande huvudsakligen används vid vulkaniseringsgjutning är dubbelt, tvåt, fyrat. Detta vulkaniseringsmedel innehåller klor. Helt halogenfria vulkaniseringsmedel (såsom platinavulkanisering) har strikta krav på produktionsmiljöns temperatur och är dyra. Därför bör följande punkter beaktas vid bearbetning av kabelhärvor: trycket på tryckhjulet bör inte vara för högt. Det är bäst att använda gummimaterial för att förhindra sprickbildning under produktionsprocessen, vilket kan leda till dålig tryckmotståndskraft.
4. Tvärbunden etylenpropylendienmonomer (EPDM) gummitråd (XLEPDM)
Tvärbunden etylen-propylendienmonomer (EPDM) gummi är en terpolymer av etylen, propylen och en icke-konjugerad dien, som är tvärbunden genom kemiska eller bestrålningsmetoder. Tvärbunden EPDM-gummisolerad tråd kombinerar fördelarna med både polyolefinisolerad tråd och vanlig gummiisolerad tråd:
A. Mjuk, flexibel, elastisk, non-stick vid höga temperaturer, långvarig åldringsbeständighet och motståndskraftig mot hårda väderförhållanden (-60 till 125 ℃).
B. Ozonbeständighet, UV-beständighet, elektrisk isoleringsbeständighet och kemisk korrosionsbeständighet.
C. Olje- och lösningsmedelsbeständigheten är jämförbar med den för allmän kloroprengummiisolering. Den bearbetas med vanlig varm extruderingsutrustning och bestrålningstvärbindning används, vilket är enkelt att bearbeta och lågt till priset. Tvärbundna etylenpropylendienmonomer (EPDM) gummiisolerade trådar har de ovan nämnda många fördelarna och används ofta inom områden som kylkompressorkablar, vattentäta motorkablar, transformatorkablar, mobila kablar i gruvor, borrning, bilar, medicintekniska produkter, fartyg och allmän intern ledningsdragning i elektriska apparater.
De största nackdelarna med XLEPDM-kablar är:
A. Liksom XLPE- och PVC-trådar har den relativt dålig rivmotståndskraft.
B. Dålig vidhäftning och självhäftande förmåga påverkar den efterföljande bearbetbarheten.
5. Fluorplastiska trådar och kablar
Jämfört med vanliga polyeten- och polyvinylkloridkablar har fluoroplastkablar följande framträdande egenskaper:
A. Högtemperaturbeständiga fluoroplaster har extraordinär termisk stabilitet, vilket gör att fluoroplastkablar kan anpassa sig till högtemperaturmiljöer från 150 till 250 grader Celsius. Under förutsättning att ledare med samma tvärsnittsarea används kan fluoroplastkablar överföra en större tillåten ström, vilket avsevärt utökar användningsområdet för denna typ av isolerad tråd. På grund av denna unika egenskap används fluoroplastkablar ofta för intern ledningsdragning och ledningar i flygplan, fartyg, högtemperaturugnar och elektronisk utrustning.
B. God flamskyddsförmåga: Fluorplaster har ett högt syreindex, och vid förbränning är flamspridningsområdet litet, vilket genererar mindre rök. Tråden som tillverkas av dem är lämplig för verktyg och platser med strikta krav på flamskyddsförmåga. Till exempel: datornätverk, tunnelbanor, fordon, höghus och andra offentliga platser, etc. När en brand bryter ut kan människor ha lite tid att evakuera utan att bli träffade av tjock rök, vilket sparar värdefull räddningstid.
C. Utmärkt elektrisk prestanda: Jämfört med polyeten har fluorplaster en lägre dielektricitetskonstant. Därför har fluorplastkablar, jämfört med koaxialkablar med liknande struktur, mindre dämpning och är mer lämpade för högfrekvent signalöverföring. Numera har den ökande frekvensen av kabelanvändning blivit en trend. Samtidigt, på grund av fluorplasternas höga temperaturbeständighet, används de ofta som intern kablage för överförings- och kommunikationsutrustning, byglar mellan trådlösa överföringsmatare och sändare, samt video- och ljudkablar. Dessutom har fluorplastkablar god dielektrisk hållfasthet och isolationsmotstånd, vilket gör dem lämpliga att använda som styrkablar för viktiga instrument och mätare.
D. Perfekta mekaniska och kemiska egenskaper: Fluorplaster har hög kemisk bindningsenergi, hög stabilitet, är nästan opåverkade av temperaturförändringar och har utmärkt väderbeständighet, åldringsbeständighet och mekanisk hållfasthet. De påverkas inte av olika syror, alkalier och organiska lösningsmedel. Därför är de lämpliga för miljöer med betydande klimatförändringar och korrosiva förhållanden, såsom petrokemikalier, oljeraffinering och instrumentkontroll för oljebrunnar.
E. Underlättar svetsförbindelser I elektroniska instrument görs många förbindelser genom svetsning. På grund av den låga smältpunkten hos vanliga plaster tenderar de att smälta lätt vid höga temperaturer, vilket kräver goda svetsfärdigheter. Dessutom behöver vissa svetspunkter en viss mängd svetstid, vilket också är anledningen till att fluoroplastkablar är populära. Till exempel för intern kabeldragning i kommunikationsutrustning och elektroniska instrument.
Naturligtvis har fluorplaster fortfarande vissa nackdelar som begränsar deras användning:
A. Priset på råvaror är högt. För närvarande är den inhemska produktionen fortfarande huvudsakligen beroende av import (Daikin i Japan och DuPont i USA). Även om inhemska fluorplaster har utvecklats snabbt de senaste åren, är produktionsvarianterna fortfarande enkla. Jämfört med importerade material finns det fortfarande en viss skillnad i termisk stabilitet och andra övergripande egenskaper hos materialen.
B. Jämfört med andra isoleringsmaterial är produktionsprocessen svårare, produktionseffektiviteten är låg, de tryckta tecknen är benägna att falla av och förlusten är stor, vilket gör produktionskostnaden relativt hög.
Sammanfattningsvis är tillämpningen av alla ovan nämnda typer av isoleringsmaterial, särskilt högtemperaturisolerande specialmaterial med en temperaturbeständighet på över 105 ℃, fortfarande i en övergångsperiod i Kina. Oavsett om det gäller trådproduktion eller bearbetning av kablage, finns det inte bara en mogen process, utan också en process för att rationellt förstå fördelarna och nackdelarna med denna typ av tråd.
Publiceringstid: 27 maj 2025