(1)Изолационен материал от омрежен полиетилен (XLPE) с ниско съдържание на дим и нулеви халогени:
Изолационният материал XLPE се произвежда чрез смесване на полиетилен (PE) и етиленвинилацетат (EVA) като основна матрица, заедно с различни добавки като безхалогенни забавители на горенето, смазочни материали, антиоксиданти и др., чрез процес на смесване и пелетизиране. След обработка с облъчване, PE се трансформира от линейна молекулярна структура в триизмерна, променяйки се от термопластичен материал в неразтворима термореактивна пластмаса.
XLPE изолационните кабели имат няколко предимства в сравнение с обикновения термопластичен PE:
1. Подобрена устойчивост на термична деформация, подобрени механични свойства при високи температури и подобрена устойчивост на напукване от напрежение в околната среда и термично стареене.
2. Повишена химическа стабилност и устойчивост на разтворители, намалено течене при ниски температури и запазени електрически свойства. Дългосрочните работни температури могат да достигнат от 125°C до 150°C. След омрежване, температурата на късо съединение на PE може да се увеличи до 250°C, което позволява значително по-висока тоководеща способност за кабели със същата дебелина.
3. Кабелите с XLPE изолация също така проявяват отлични механични, водоустойчиви и радиационноустойчиви свойства, което ги прави подходящи за различни приложения, като например вътрешно окабеляване в електрически уреди, кабели за двигатели, кабели за осветление, кабели за управление на автомобилни сигнали с ниско напрежение, кабели за локомотиви, кабели за метро, екологични минни кабели, корабни кабели, кабели клас 1E за атомни електроцентрали, кабели за потопяеми помпи и кабели за пренос на енергия.
Настоящите насоки в разработването на изолационни материали от XLPE включват изолационни материали за силови кабели, омрежени чрез облъчване PE, изолационни материали за въздушна изолация, омрежени чрез облъчване PE, и облъчване, омрежени чрез облъчване, огнеупорни полиолефинови обвивни материали.
(2)Изолационен материал от омрежен полипропилен (XL-PP):
Полипропиленът (PP), като често срещана пластмаса, притежава характеристики като леко тегло, изобилие от суровини, икономическа ефективност, отлична устойчивост на химическа корозия, лесно формоване и рециклируемост. Той обаче има ограничения като ниска якост, лоша топлоустойчивост, значителна деформация от свиване, лоша устойчивост на пълзене, нискотемпературна крехкост и лоша устойчивост на стареене от топлина и кислород. Тези ограничения са ограничили употребата му в кабелни приложения. Изследователите работят за модифициране на полипропиленовите материали, за да подобрят цялостните им характеристики, а модифицираният полипропилен, омрежен чрез облъчване (XL-PP), ефективно преодолява тези ограничения.
Изолираните проводници с XL-PP могат да отговарят на UL VW-1 тестове за пламък и UL стандартите за проводници с температура 150°C. В практическите кабелни приложения EVA често се смесва с PE, PVC, PP и други материали, за да се регулират характеристиките на изолационния слой на кабела.
Един от недостатъците на омрежения чрез облъчване PP е, че той включва конкурентна реакция между образуването на ненаситени крайни групи чрез реакции на разграждане и реакции на омрежване между стимулирани молекули и свободни радикали с големи молекули. Проучванията показват, че съотношението на реакциите на разграждане към реакциите на омрежване при омрежването чрез облъчване на PP е приблизително 0,8, когато се използва гама-лъчево облъчване. За да се постигнат ефективни реакции на омрежване в PP, е необходимо да се добавят промотори на омрежване. Освен това, ефективната дебелина на омрежването е ограничена от способността за проникване на електронните лъчи по време на облъчване. Облъчването води до производство на газ и разпенване, което е предимство за омрежването на тънки продукти, но ограничава използването на дебелостенни кабели.
(3) Изолационен материал от омрежен етилен-винилацетатен съполимер (XL-EVA):
С нарастването на търсенето на безопасност на кабелите, разработването на безхалогенни огнеупорни омрежени кабели се разраства бързо. В сравнение с PE, EVA, който въвежда винилацетатни мономери в молекулярната верига, има по-ниска кристалност, което води до подобрена гъвкавост, устойчивост на удар, съвместимост с пълнители и свойства на термозапечатване. Като цяло, свойствата на EVA смолата зависят от съдържанието на винилацетатни мономери в молекулярната верига. По-високото съдържание на винилацетат води до повишена прозрачност, гъвкавост и здравина. EVA смолата има отлична съвместимост с пълнители и омрежваемост, което я прави все по-популярна в безхалогенни огнеупорни омрежени кабели.
EVA смола със съдържание на винилацетат от приблизително 12% до 24% се използва често в изолацията на проводници и кабели. В реалните кабелни приложения EVA често се смесва с PE, PVC, PP и други материали, за да се регулират характеристиките на изолационния слой на кабела. Компонентите на EVA могат да насърчат омрежването, подобрявайки характеристиките на кабела след омрежването.
(4) Изолационен материал от омрежен етилен-пропилен-диенов мономер (XL-EPDM):
XL-EPDM е терполимер, съставен от етилен, пропилен и неконюгирани диенови мономери, омрежени чрез облъчване. XL-EPDM кабелите съчетават предимствата на кабелите с полиолефинова изолация и обикновените кабели с гумена изолация:
1. Гъвкавост, устойчивост, неслепване при високи температури, дългосрочна устойчивост на стареене и устойчивост на сурови климатични условия (от -60°C до 125°C).
2. Устойчивост на озон, устойчивост на UV лъчи, електрическа изолация и устойчивост на химическа корозия.
3. Устойчивост на масла и разтворители, сравнима с тази на изолацията от хлоропренов каучук за общо предназначение. Може да се произвежда с помощта на общо оборудване за гореща екструдация, което го прави рентабилен.
XL-EPDM-изолираните кабели имат широк спектър от приложения, включително, но не само, нисковолтови силови кабели, корабни кабели, кабели за автомобилно запалване, контролни кабели за хладилни компресори, мобилни кабели за минно дело, сондажно оборудване и медицински изделия.
Основните недостатъци на XL-EPDM кабелите включват лоша устойчивост на разкъсване и слаби адхезивни и самозалепващи свойства, което може да повлияе на последващата обработка.
(5) Изолационен материал от силиконов каучук
Силиконовият каучук притежава гъвкавост и отлична устойчивост на озон, коронен разряд и пламъци, което го прави идеален материал за електрическа изолация. Основното му приложение в електротехническата промишленост е за проводници и кабели. Силиконовите каучукови проводници и кабели са особено подходящи за употреба във високотемпературни и взискателни среди, със значително по-дълъг живот в сравнение със стандартните кабели. Често срещани приложения включват високотемпературни двигатели, трансформатори, генератори, електронно и електрическо оборудване, кабели за запалване в транспортни средства и морски захранващи и контролни кабели.
Понастоящем кабелите, изолирани със силиконов каучук, обикновено се омрежват, използвайки или атмосферно налягане с горещ въздух, или пара под високо налягане. Продължават и изследванията за използване на електроннолъчево облъчване за омрежване на силиконов каучук, въпреки че това все още не е разпространено в кабелната индустрия. С последните постижения в технологията за омрежване чрез облъчване, тя предлага по-евтина, по-ефективна и екологична алтернатива на изолационните материали от силиконов каучук. Чрез електроннолъчево облъчване или други източници на радиация може да се постигне ефективно омрежване на изолацията от силиконов каучук, като същевременно се позволява контрол върху дълбочината и степента на омрежване, за да се отговорят на специфичните изисквания на приложението.
Следователно, прилагането на технологията за омрежване чрез облъчване за изолационни материали от силиконов каучук е значителен потенциал в производството на кабели и телчета. Очаква се тази технология да намали производствените разходи, да подобри ефективността на производството и да допринесе за намаляване на неблагоприятното въздействие върху околната среда. Бъдещите усилия в областта на научноизследователската и развойна дейност могат допълнително да стимулират използването на технологията за омрежване чрез облъчване за изолационни материали от силиконов каучук, което ще ги направи по-широко приложими за производството на високотемпературни, високопроизводителни проводници и кабели в електротехническата промишленост. Това ще осигури по-надеждни и издръжливи решения за различни области на приложение.
Време на публикуване: 28 септември 2023 г.