(1)Tvärbunden lågrökfri halogenfri polyeten (XLPE) isoleringsmaterial:
XLPE-isoleringsmaterial framställs genom att blanda polyeten (PE) och etylenvinylacetat (EVA) som basmatris, tillsammans med olika tillsatser såsom halogenfria flamskyddsmedel, smörjmedel, antioxidanter etc., genom en blandnings- och pelleteringsprocess. Efter bestrålningsbehandling omvandlas PE från en linjär molekylstruktur till en tredimensionell struktur, och går från ett termoplastiskt material till en olöslig värmehärdande plast.
XLPE-isoleringskablar har flera fördelar jämfört med vanlig termoplastisk PE:
1. Förbättrad motståndskraft mot termisk deformation, förbättrade mekaniska egenskaper vid höga temperaturer och förbättrad motståndskraft mot miljömässiga spänningssprickbildning och termisk åldring.
2. Förbättrad kemisk stabilitet och lösningsmedelsbeständighet, minskad kallflytning och bibehållna elektriska egenskaper. Långsiktiga driftstemperaturer kan nå 125 °C till 150 °C. Efter tvärbindningsprocess kan kortslutningstemperaturen för PE ökas till 250 °C, vilket möjliggör en betydligt högre strömbärande kapacitet för kablar med samma tjocklek.
3. XLPE-isolerade kablar uppvisar också utmärkta mekaniska, vattentäta och strålningsbeständiga egenskaper, vilket gör dem lämpliga för olika tillämpningar, såsom intern kabeldragning i elektriska apparater, motorkablar, belysningskablar, lågspänningskablar för signalstyrning i fordon, lokkablar, tunnelbanekablar, miljövänliga gruvkablar, fartygskablar, 1E-kablar för kärnkraftverk, kablar för dränkbara pumpar och kraftöverföringskablar.
De nuvarande inriktningarna inom utveckling av XLPE-isoleringsmaterial inkluderar bestrålningstvärbundna PE-kraftkabelisoleringsmaterial, bestrålningstvärbundna PE-luftisoleringsmaterial och bestrålningstvärbundna flamskyddsmedel av polyolefinmantlingsmaterial.
(2)Isoleringsmaterial av tvärbunden polypropylen (XL-PP):
Polypropen (PP), som en vanlig plast, har egenskaper som låg vikt, rikliga råmaterialkällor, kostnadseffektivitet, utmärkt kemisk korrosionsbeständighet, enkel formning och återvinningsbarhet. Den har dock begränsningar som låg hållfasthet, dålig värmebeständighet, betydande krympningsdeformation, dålig krypmotståndskraft, lågtemperatursprödhet och dålig motståndskraft mot värme- och syreåldring. Dessa begränsningar har begränsat dess användning i kabelapplikationer. Forskare har arbetat med att modifiera polypropenmaterial för att förbättra deras totala prestanda, och bestrålningstvärbunden modifierad polypropen (XL-PP) har effektivt övervunnit dessa begränsningar.
XL-PP-isolerade kablar kan uppfylla UL VW-1-flamtester och UL-klassade 150 °C-standarder för kabel. I praktiska kabelapplikationer blandas EVA ofta med PE, PVC, PP och andra material för att justera prestandan hos kabelisoleringslagret.
En av nackdelarna med bestrålningstvärbunden PP är att den involverar en konkurrerande reaktion mellan bildandet av omättade ändgrupper genom nedbrytningsreaktioner och tvärbindningsreaktioner mellan stimulerade molekyler och stora molekylära fria radikaler. Studier har visat att förhållandet mellan nedbrytnings- och tvärbindningsreaktioner vid PP-bestrålningstvärbindning är ungefär 0,8 vid användning av gammastrålningsbestrålning. För att uppnå effektiva tvärbindningsreaktioner i PP måste tvärbindningspromotorer tillsättas för bestrålningstvärbindning. Dessutom begränsas den effektiva tvärbindningstjockleken av elektronstrålarnas penetrationsförmåga under bestrålning. Bestrålning leder till produktion av gas och skumbildning, vilket är fördelaktigt för tvärbindning av tunna produkter men begränsar användningen av tjockväggiga kablar.
(3) Isoleringsmaterial av tvärbunden etylen-vinylacetat-sampolymer (XL-EVA):
I takt med att efterfrågan på kabelsäkerhet ökar har utvecklingen av halogenfria flamskyddade tvärbundna kablar ökat snabbt. Jämfört med PE har EVA, som introducerar vinylacetatmonomerer i molekylkedjan, lägre kristallinitet, vilket resulterar i förbättrad flexibilitet, slagtålighet, fyllnadsmedelskompatibilitet och värmeförseglingsegenskaper. Generellt sett beror egenskaperna hos EVA-harts på innehållet av vinylacetatmonomerer i molekylkedjan. Högre vinylacetathalt leder till ökad transparens, flexibilitet och seghet. EVA-harts har utmärkt fyllnadsmedelskompatibilitet och tvärbindningsförmåga, vilket gör det alltmer populärt i halogenfria flamskyddade tvärbundna kablar.
EVA-harts med en vinylacetathalt på cirka 12 % till 24 % används ofta i isolering av trådar och kablar. I faktiska kabelapplikationer blandas EVA ofta med PE, PVC, PP och andra material för att justera prestandan hos kabelisoleringslagret. EVA-komponenter kan främja tvärbindning och förbättra kabelns prestanda efter tvärbindning.
(4) Isoleringsmaterial av tvärbunden etylen-propylen-dienmonomer (XL-EPDM):
XL-EPDM är en terpolymer bestående av etylen, propylen och icke-konjugerade dienmonomerer, tvärbundna genom bestrålning. XL-EPDM-kablar kombinerar fördelarna med polyolefinisolerade kablar och vanliga gummiisolerade kablar:
1. Flexibilitet, motståndskraft, icke-vidhäftning vid höga temperaturer, långvarig åldringsbeständighet och motståndskraft mot tuffa klimat (-60 °C till 125 °C).
2. Ozonbeständighet, UV-beständighet, elektrisk isoleringsprestanda och motståndskraft mot kemisk korrosion.
3. Beständighet mot olja och lösningsmedel jämförbar med allmän kloroprengummiisolering. Den kan tillverkas med vanlig varmpressningsutrustning, vilket gör den kostnadseffektiv.
XL-EPDM-isolerade kablar har ett brett användningsområde, inklusive men inte begränsat till lågspänningskablar, fartygskablar, tändkablar för bilar, styrkablar för kylkompressorer, mobila gruvkablar, borrutrustning och medicintekniska produkter.
De största nackdelarna med XL-EPDM-kablar inkluderar dålig rivhållfasthet och svaga vidhäftnings- och självhäftningsegenskaper, vilket kan påverka efterföljande bearbetning.
(5) Silikongummiisoleringsmaterial
Silikongummi har flexibilitet och utmärkt motståndskraft mot ozon, koronaurladdning och flammor, vilket gör det till ett idealiskt material för elektrisk isolering. Dess primära tillämpning inom elindustrin är för ledningar och kablar. Silikongummitrådar och -kablar är särskilt väl lämpade för användning i högtemperatur- och krävande miljöer, med en betydligt längre livslängd jämfört med standardkablar. Vanliga tillämpningar inkluderar högtemperaturmotorer, transformatorer, generatorer, elektronisk och elektrisk utrustning, tändkablar i transportfordon och marina kraft- och styrkablar.
För närvarande tvärbinds silikongummiisolerade kablar vanligtvis med antingen atmosfärstryck med varmluft eller högtrycksånga. Det pågår också forskning om att använda elektronstrålningsbestrålning för tvärbindning av silikongummi, även om det ännu inte har blivit vanligt förekommande inom kabelindustrin. Med de senaste framstegen inom bestrålningstvärbindningsteknik erbjuder det ett billigare, mer effektivt och miljövänligt alternativ för silikongummiisoleringsmaterial. Genom elektronstrålningsbestrålning eller andra strålningskällor kan effektiv tvärbindning av silikongummiisolering uppnås samtidigt som man kan kontrollera djupet och graden av tvärbindning för att möta specifika applikationskrav.
Därför är tillämpningen av bestrålningstvärbindningsteknik för silikongummiisoleringsmaterial mycket lovande inom tråd- och kabelindustrin. Denna teknik förväntas minska produktionskostnaderna, förbättra produktionseffektiviteten och bidra till att minska negativa miljöpåverkan. Framtida forsknings- och utvecklingsinsatser kan ytterligare driva användningen av bestrålningstvärbindningsteknik för silikongummiisoleringsmaterial, vilket gör dem mer allmänt tillämpbara för tillverkning av högtemperatur- och högpresterande trådar och kablar inom elindustrin. Detta kommer att ge mer tillförlitliga och hållbara lösningar för olika tillämpningsområden.
Publiceringstid: 28 sep-2023