EVA:n sovellus- ja kehitysnäkymät kaapeliteollisuudessa

Technology Press

EVA:n sovellus- ja kehitysnäkymät kaapeliteollisuudessa

1. Johdanto

EVA on lyhenne sanoista eteenivinyyliasetaattikopolymeeri, polyolefiinipolymeeri. Alhaisen sulamislämpötilansa, hyvän juoksevuuden, napaisuuden ja ei-halogeenisten elementtien ansiosta, ja se voi olla yhteensopiva useiden polymeerien ja mineraalijauheiden kanssa, useiden mekaanisten ja fysikaalisten ominaisuuksien, sähköisten ominaisuuksien ja käsittelyn suorituskyvyn tasapainon, ja hinta ei ole korkea, markkinoiden tarjonta on riittävä, joten sekä kaapelin eristemateriaalina, voidaan käyttää myös täyteaineena, vaippamateriaalina; voidaan valmistaa kestomuovimateriaaliksi ja siitä voidaan tehdä lämpökovettuva silloitusmateriaali.

EVA:sta voidaan käyttää erilaisia ​​palonestoaineita, joista voidaan tehdä vähän savuttomia halogeenittomia tai halogeenipolttonesteitä; valita korkea VA-pitoisuus EVA pohjamateriaaliksi voidaan tehdä myös öljynkestäväksi materiaaliksi; Valitse sulamisindeksi kohtalainen EVA, lisää 2-3 kertaa EVA palonestoaineiden täyttö voidaan tehdä suulakepuristusprosessin suorituskykyyn ja hintaan tasapainoisemman happisulku (täyte) materiaali.

Tässä artikkelissa EVA:n rakenteellisista ominaisuuksista, sen soveltamisesta kaapeliteollisuudessa ja kehitysnäkymistä.

2. Rakenteelliset ominaisuudet

Synteesiä valmistettaessa polymerointiasteen n/m suhteen muuttaminen voi tuottaa VA-pitoisuuden 5 - 90 % EVA:sta; kokonaispolymerointiasteen nostaminen voi tuottaa molekyylipainoa kymmenistä tuhansista satoihin tuhansiin EVA:ta; VA-pitoisuus alle 40 % johtuen osittaisesta kiteytymisestä, huonosta elastisuudesta, joka tunnetaan yleisesti EVA-muovina; kun VA-pitoisuus on yli 40 %, kumimainen elastomeeri, joka ei ole kiteytynyt, tunnetaan yleisesti nimellä EVM-kumi.

1. 2 Ominaisuudet
EVA:n molekyyliketju on lineaarinen kyllästetty rakenne, joten sillä on hyvä lämmön-ikääntymisen, sään ja otsonin kestävyys.
EVA-molekyylin pääketju ei sisällä kaksoissidoksia, bentseenirengasta, asyyli-, amiiniryhmiä ja muita helposti poltettavia ryhmiä, sivuketjut eivät myöskään sisällä helposti poltettavia metyyli-, fenyyli-, syano- ja muita ryhmiä. Lisäksi molekyyli itsessään ei sisällä halogeenielementtejä, joten se sopii erityisen hyvin vähäsavuiseen halogeenivapaaseen resistiiviseen polttoainepohjaan.
Vinyyliasetaattiryhmän (VA) suuri koko EVA-sivuketjussa ja sen keskinkertainen polaarisuus tarkoittaa, että se sekä estää vinyylirungon taipumusta kiteytyä että yhdistyy hyvin mineraalitäyteaineiden kanssa, mikä luo edellytykset korkean suorituskyvyn sulkupolttoaineille. Tämä pätee erityisesti vähäsavuisten ja halogeenivapaiden vastusten osalta, sillä yli 50 tilavuusprosenttia sisältäviä palonestoaineita [esim. Al(OH) 3, Mg(OH) 2 jne.] on lisättävä kaapelistandardien vaatimusten täyttämiseksi. palonsuojaa varten. Keskipitkällä tai korkealla VA-pitoisella EVA:lla valmistetaan erinomaiset ominaisuudet omaavia vähäsavuisia ja halogeenittomia palonestopolttoaineita.
Koska EVA-sivuketjun vinyyliasetaattiryhmä (VA) on polaarinen, mitä suurempi VA-pitoisuus, sitä polaarisempi polymeeri on ja sitä parempi öljynkestävyys. Kaapeliteollisuuden vaatima öljynkestävyys viittaa enimmäkseen kykyyn kestää ei-polaarisia tai heikosti polaarisia mineraaliöljyjä. Samanlaisen yhteensopivuuden periaatteen mukaisesti korkean VA-pitoisuuden omaavaa EVA:ta käytetään pohjamateriaalina tuottamaan vähäsavuinen ja halogeeniton polttoainesulku, jolla on hyvä öljynkestävyys.
EVA-molekyylit alfa-olefiini H-atomi suorituskyky on aktiivisempi, peroksidiradikaaleja tai korkean energian elektronisäteilyn vaikutus on helppo ottaa H-silloitusreaktio, tulee silloitettu muovi tai kumi, voidaan tehdä vaativia suorituskykyvaatimuksia erikoislangoista ja kaapelimateriaaleista.
Vinyyliasetaattiryhmän lisääminen saa EVA:n sulamislämpötilan laskemaan merkittävästi, ja VA:n lyhyiden sivuketjujen määrä voi lisätä EVA:n virtausta. Siksi sen suulakepuristuskyky on paljon parempi kuin samanlaisen polyeteenin molekyylirakenne, ja siitä tulee suositeltu perusmateriaali puolijohtaville suojamateriaaleille sekä halogeeni- ja halogeenittomille polttoainesuluille.

2 Tuotteen edut

2. 1 Erittäin korkea kustannustehokkuus
EVA:n fyysiset ja mekaaniset ominaisuudet, lämmönkestävyys, säänkestävyys, otsoninkestävyys, sähköiset ominaisuudet ovat erittäin hyvät. Valitse sopiva laatu, voidaan tehdä lämmönkestävyys, palonestokyky, mutta myös öljy-, liuottimenkestävä erikoiskaapelimateriaali.
Termoplastista EVA-materiaalia käytetään enimmäkseen VA-pitoisuuden ollessa 15-46 %, sulaindeksin ollessa 0,5-4 astetta. EVA:lla on monia valmistajia, monia merkkejä, laaja valikoima vaihtoehtoja, kohtuulliset hinnat, riittävä tarjonta, käyttäjien tarvitsee vain avata verkkosivuston EVA-osio, tuotemerkki, suorituskyky, hinta, toimituspaikka yhdellä silmäyksellä, voit valita, erittäin kätevä.
EVA on polyolefiinipolymeeri, jonka pehmeys ja käyttö suorituskyky vertailut, ja polyeteeni (PE) materiaali ja pehmeä polyvinyylikloridi (PVC) kaapeli materiaali on samanlainen. Mutta lisätutkimuksia, löydät EVA ja edellä mainitut kaksi materiaalia verrattuna korvaamaton paremmuus.

2. 2 erinomainen käsittelyteho
EVA kaapelisovelluksessa on peräisin keski- ja korkeajännitekaapelin suojamateriaalista sisällä ja ulkopuolella alussa, ja myöhemmin laajennettu halogeenivapaaksi polttoainesuluksi. Näitä kahta materiaalityyppiä pidetään prosessoinnin kannalta "korkeasti täytettynä materiaalina": suojamateriaali, koska tarvittiin lisätä suuri määrä johtavaa hiilimustaa ja lisätä sen viskositeettia, likviditeetti laski jyrkästi; halogeeniton palonestoaine on lisättävä suuri määrä halogeenittomia palonestoaineita, myös halogeenittoman materiaalin viskositeetti kasvoi jyrkästi, likviditeetti laski jyrkästi. Ratkaisu on löytää polymeeri, johon mahtuu suuria annoksia täyteainetta, mutta jolla on myös alhainen sulaviskositeetti ja hyvä juoksevuus. Tästä syystä EVA on suositeltu valinta.
EVA-sulan viskositeetti ekstruusiokäsittelyn lämpötilalla ja leikkausnopeudella lisää nopeaa laskua, käyttäjän tarvitsee vain säätää suulakepuristimen lämpötilaa ja ruuvin nopeutta, jotta voit tehdä erinomaisen suorituskyvyn lanka- ja kaapelituotteista. Lukuisat kotimaiset ja ulkomaiset sovellukset osoittavat, että erittäin täytetylle matalasavuiselle halogeenivapaalle materiaalille, koska viskositeetti on liian suuri, sulaindeksi on liian pieni, joten vain alhaisen puristussuhteen ruuvin käyttö (puristussuhde alle 1. 3) suulakepuristus hyvän ekstruusiolaadun varmistamiseksi. Kumipohjaisia ​​EVM-materiaaleja, joissa on vulkanointiaineita, voidaan suulakepuristaa sekä kumiekstruudereilla että yleiskäyttöisillä ekstruudereilla. Myöhempi vulkanointi (silloittaminen) voidaan suorittaa joko termokemiallisella (peroksidi) silloituksella tai elektronikiihdytinsäteilytyssilloituksella.

2. 3 Helppo muokata ja mukauttaa
Johtoja ja kaapeleita on kaikkialla, taivaalta maahan, vuorilta mereen. Myös lanka- ja kaapelivaatimusten käyttäjät ovat vaihtelevia ja outoja, kun taas johdon ja kaapelin rakenne on samanlainen, sen suorituskykyerot näkyvät pääasiassa eriste- ja vaippapäällystemateriaaleissa.
Toistaiseksi sekä kotimaassa että ulkomailla pehmeä PVC muodostaa edelleen suurimman osan kaapeliteollisuudessa käytetyistä polymeerimateriaaleista. Kuitenkin, kun tietoisuus ympäristönsuojelusta ja kestävästä kehityksestä kasvaa.
PVC-materiaaleja on rajoitettu suuresti, tutkijat tekevät kaikkensa löytääkseen vaihtoehtoisia materiaaleja PVC:lle, joista lupaavin on EVA.
EVA voidaan sekoittaa erilaisten polymeerien kanssa, mutta myös erilaisten mineraalijauheiden ja prosessointiapuaineiden kanssa, jotka ovat yhteensopivia, sekoitetuista tuotteista voidaan valmistaa kestomuovi muovikaapeleita varten, mutta myös silloitettu kumi kumikaapeleita varten. Formulaatiosuunnittelijat voivat perustua käyttäjän (tai standardin) vaatimuksiin, EVA:n perusmateriaaliksi, jotta materiaalin suorituskyky vastaa vaatimuksia.

3 EVA-sovellusvalikoima

3.1 Käytetään puolijohtavana suojamateriaalina suurjännitekaapeleille
Kuten me kaikki tiedämme, suojamateriaalin päämateriaali on johtavaa hiilimustaa, muovi- tai kumipohjamateriaaliin suuren määrän hiilimustaa lisääminen huonontaa vakavasti suojamateriaalin juoksevuutta ja suulakepuristustason tasaisuutta. Suurjännitekaapeleiden osittaisen purkauksen estämiseksi sisä- ja ulkovaippa on ohut, kiiltävä, kirkas ja tasainen. Muihin polymeereihin verrattuna EVA voi tehdä tämän helpommin. Syynä tähän on se, että EVA:n suulakepuristusprosessi on erityisen hyvä, hyvä virtaus, eikä ole altis sulamurtumisilmiölle. Suojausmateriaali on jaettu kahteen luokkaan: kääritty ulkopuoliseen johtimeen, jota kutsutaan sisäsuojaksi – sisäpuolisen suojamateriaalin kanssa; kääritty ulkopuoliseen eristeeseen, jota kutsutaan ulommaksi suojaksi – ulkoseinämateriaalilla; sisäseulamateriaali on enimmäkseen kestomuovia. Sisäseulamateriaali on enimmäkseen kestomuovia ja perustuu usein EVA:han, jonka VA-pitoisuus on 18–28 %; ulkoseinämateriaali on enimmäkseen silloitettua ja kuorittavaa ja perustuu usein EVA:han, jonka VA-pitoisuus on 40–46 %.

3. 2 Termoplastiset ja silloitetut palonestopolttoaineet
Termoplastista paloa hidastavaa polyolefiinia käytetään laajalti kaapeliteollisuudessa, pääasiassa merikaapeleiden, voimakaapeleiden ja korkealaatuisten rakennuslinjojen halogeeni- tai halogeenittomiin vaatimuksiin. Niiden pitkäaikaiset käyttölämpötilat ovat 70 - 90 °C.
Keski- ja korkeajännitteisten 10 kV:n ja sitä suurempien voimakaapeleiden osalta, joilla on erittäin korkeat sähköisen suorituskyvyn vaatimukset, palonestoominaisuudet ovat pääasiassa ulkovaipan varassa. Joissakin ympäristöä vaativissa rakennuksissa tai projekteissa kaapeleiden vaaditaan olevan vähäsavuisia, halogeenittomia, vähän myrkyllisiä tai vähäsavuisia ja vähän halogeeneja, joten termoplastiset palonestopolyolefiinit ovat varteenotettava ratkaisu.
Joihinkin erityistarkoituksiin ulkohalkaisija ei ole suuri, lämpötilankesto 105 ~ 150 ℃ erikoiskaapelin välillä, enemmän ristisilloitettua paloa hidastavaa polyolefiinimateriaalia, kaapelin valmistaja voi valita sen ristisilloituksen omien tuotantoolosuhteiden mukaan , sekä perinteinen korkeapaineinen höyry tai korkean lämpötilan suolakylpy, mutta myös saatavilla elektronikiihdytin huoneenlämpöinen säteilytys silloittunut tavalla. Sen pitkäaikainen käyttölämpötila on jaettu 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ kolmeen tiedostoon, tuotantolaitos voidaan tehdä käyttäjien eri vaatimusten tai standardien mukaan, halogeenivapaa tai halogeenipitoinen polttoainesulku.
On hyvin tunnettua, että polyolefiinit ovat ei-polaarisia tai heikosti polaarisia polaarisia polymeerejä. Koska polyolefiinit ovat napaisuudeltaan samanlaisia ​​kuin mineraaliöljy, niitä pidetään useimmiten vähemmän öljyä kestävinä samanlaisen yhteensopivuuden periaatteen mukaisesti. Kuitenkin monet kaapelistandardit kotimaassa ja ulkomailla edellyttävät myös, että silloitettujen vastusten tulee kestää hyvin öljyjä, liuottimia ja jopa öljylietteitä, happoja ja emäksiä. Tämä on haaste materiaalitutkijoille, nyt, Kiinassa tai ulkomailla, nämä vaativat materiaalit on kehitetty ja niiden pohjamateriaalina on EVA.

3. 3 Happisulkumateriaali
Kierteitetyissä monisäikeisissä kaapeleissa on monia aukkoja johtimien välissä, jotka on täytettävä pyöreän kaapelin ulkonäön varmistamiseksi, jos ulkovaipan täyttö on valmistettu halogeenivapaasta polttoainesulusta. Tämä täyttökerros toimii liekinsulkuna (happina) kaapelin palaessa ja tunnetaan siksi teollisuudessa "happisulkuna".
Happisulkumateriaalin perusvaatimukset ovat hyvät pursotusominaisuudet, hyvä halogeeniton palonestokyky (happiindeksi yleensä yli 40) ja edullinen hinta.
Tätä happisulkua on käytetty laajasti kaapeliteollisuudessa yli vuosikymmenen ajan, ja se on johtanut merkittäviin parannuksiin kaapeleiden palonestokyvyssä. Happisulkua voidaan käyttää sekä halogeenittomissa palonestokaapeleissa että halogeenittomissa palonestokaapeleissa (esim. PVC). Suuri määrä käytäntöjä on osoittanut, että happisululla varustetut kaapelit läpäisevät todennäköisemmin yksittäiset pystysuorat palamis- ja nippupalamistestit.

Materiaalin koostumuksen kannalta tämä happisulkumateriaali on itse asiassa "erittäin korkea täyteaine", koska alhaisten kustannusten täyttämiseksi on käytettävä korkeaa täyteainetta, korkean happiindeksin saavuttamiseksi on myös lisättävä suuri osuus. (2-3 kertaa) Mg (OH) 2:ta tai Al (OH) 3:a, ja ekstrudoidakseen hyvää ja on valittava EVA perusmateriaaliksi.

3. 4 Modifioitu PE-vaippamateriaali
Polyeteenivaippamateriaalit ovat alttiita kahdelle ongelmalle: Ensinnäkin ne ovat alttiita sulan rikkoutumiseen (eli hainnahka) ekstruusion aikana; toiseksi ne ovat alttiita ympäristön rasitushalkeilulle. Yksinkertaisin ratkaisu on lisätä formulaatioon tietty osuus EVA:ta. käytetään muunneltuna EVA:na, jossa käytetään enimmäkseen alhaista laatuluokan VA-pitoisuutta, sen sulaindeksi välillä 1-2 on sopiva.

4. Kehitysnäkymät

(1) EVA:ta on käytetty laajalti kaapeliteollisuudessa, vuotuinen määrä on asteittainen ja tasainen kasvu. Varsinkin viimeisen vuosikymmenen aikana ympäristönsuojelun tärkeyden vuoksi EVA-pohjainen polttoaineen kestävyys on kehittynyt nopeasti, ja se on osittain korvannut PVC-pohjaisen kaapelimateriaalitrendin. Sen erinomainen kustannustehokkuus ja erinomainen ekstruusioprosessin suorituskyky on vaikea korvata muita materiaaleja.

(2) Kaapeliteollisuuden EVA-hartsin vuosikulutus on lähes 100 000 tonnia, EVA-hartsilajikkeiden valinta, VA-pitoisuus matalasta korkeaan, yhdistettynä kaapelimateriaalin rakeistusyrityksen koko ei ole suuri, leviää jokaisessa yrityksessä vuosittain Vain tuhansia tonneja EVA-hartsi ylös ja alas, ja siten ei EVA teollisuuden jättiläinen yritys huomiota. Esimerkiksi suurin määrä halogeenitonta palonestoainetta, päävalinta VA / MI = 28 /2 ~ 3 EVA-hartsia (kuten Yhdysvaltain DuPontin EVA 265 # ). Ja tämä eritelmä luokka EVA toistaiseksi ei ole kotimaisten valmistajien tuottaa ja toimittaa. Puhumattakaan VA-pitoisuudesta yli 28 ja sulaindeksistä alle 3 muun EVA-hartsin tuotannossa ja toimituksessa.

(3) ulkomaiset yritykset, jotka tuottavat EVA, koska ei ole kotimaisia ​​kilpailijoita, ja hinta on ollut pitkään korkea, vakavasti tukahduttaa kotimaisen kaapelikasvien tuotannon innostusta. yli 50 % kumityyppisen EVM:n VA-pitoisuudesta on ulkomaisen yrityksen hallitsemia, ja hinta on 2-3 kertaa samanlainen kuin merkin VA-pitoisuus. Tällaiset korkeat hinnat puolestaan ​​vaikuttavat myös tämän kumityypin EVM:n määrään, joten kaapeliteollisuus vaatii kotimaisia ​​EVA-valmistajia parantamaan EVA:n kotimaista tuotantoa. Teollisuuden lisää tuotantoa on käytetty paljon EVA-hartsia.

(4) Globalisaation aikakauden ympäristönsuojelun aaltoon luottaen kaapeliteollisuus pitää EVA:ta parhaana pohjamateriaalina ympäristöystävälliselle polttoaineenkestävyydelle. EVA:n käyttö kasvaa 15 % vuodessa ja näkymät ovat erittäin lupaavat. Määrä ja kasvuvauhti suojamateriaalien ja keski- ja korkeajännitevoimakaapelin tuotanto ja kasvuvauhti, noin 8-10% välillä; polyolefiiniresistenssit kasvavat nopeasti, viime vuosina ovat pysyneet 15–20 prosentissa, ja seuraavan 5–10 vuoden aikana se voi myös ylläpitää tätä kasvuvauhtia.


Postitusaika: 31.7.2022