(1)Ristisilloitettu vähäsavuinen, halogeeniton polyeteeni (XLPE) -eristemateriaali:
XLPE-eristemateriaali valmistetaan yhdistämällä polyeteeniä (PE) ja etyleenivinyyliasetaattia (EVA) perusmatriisina sekä erilaisia lisäaineita, kuten halogeenittomia palonestoaineita, voiteluaineita, antioksidantteja jne., seostus- ja pelletointiprosessin avulla. Säteilytyskäsittelyn jälkeen PE muuttuu lineaarisesta molekyylirakenteesta kolmiulotteiseksi rakenteeksi, jolloin se muuttuu termoplastisesta materiaalista liukenemattomaksi lämpökovettuvaksi muoviksi.
XLPE-eristekaapeleilla on useita etuja verrattuna tavalliseen termoplastiseen PE-muoviin:
1. Parannettu kestävyys lämpömuodonmuutokselle, paremmat mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa ja parempi kestävyys ympäristön aiheuttamalle jännityshalkeilulle ja lämpövanhenemiselle.
2. Parannettu kemiallinen stabiilius ja liuottimien kestävyys, vähentynyt kylmävirtaus ja säilyneet sähköiset ominaisuudet. Pitkäaikainen käyttölämpötila voi olla 125–150 °C. Ristisilloituskäsittelyn jälkeen PE:n oikosulkulämpötilaa voidaan nostaa 250 °C:seen, mikä mahdollistaa huomattavasti suuremman virrankestokyvyn samanpaksuisille kaapeleille.
3. XLPE-eristetyillä kaapeleilla on myös erinomaiset mekaaniset, vedenpitävät ja säteilynkestävät ominaisuudet, minkä ansiosta ne soveltuvat erilaisiin sovelluksiin, kuten sähkölaitteiden sisäiseen johdotukseen, moottorijohtimiin, valaisinjohtimiin, autojen pienjännitesignaalien ohjausjohtoihin, veturijohtimiin, metrokaapeleihin, ympäristöystävällisiin kaivoskaapeleihin, laivakaapeleihin, ydinvoimaloiden 1E-luokan kaapeleihin, uppopumppukaapeleihin ja voimansiirtokaapeleihin.
XLPE-eristemateriaalien kehityksen nykyisiä suuntia ovat säteilytyksellä silloitettujen PE-voimakaapelien eristysmateriaalit, säteilytyksellä silloitettujen PE-ilmaeristysmateriaalit ja säteilytyksellä silloitettujen palonestoaineella valmistettujen polyolefiinivaippamateriaalien käyttö.
(2)Ristisilloitettu polypropeeni (XL-PP) eristysmateriaali:
Polypropeeni (PP) on yleinen muovi, jolla on ominaisuuksia, kuten keveys, runsaat raaka-ainelähteet, kustannustehokkuus, erinomainen kemiallinen korroosionkestävyys, helppo muovattavuus ja kierrätettävyys. Sillä on kuitenkin rajoituksia, kuten alhainen lujuus, huono lämmönkestävyys, merkittävä kutistumis- ja muodonmuutoskestävyys, heikko virumiskestävyys, alhaisen lämpötilan hauraus sekä heikko lämmön- ja happivanhenemisen kestävyys. Nämä rajoitukset ovat rajoittaneet sen käyttöä kaapelisovelluksissa. Tutkijat ovat työskennelleet polypropeenimateriaalien modifioimiseksi niiden yleisen suorituskyvyn parantamiseksi, ja säteilytyksellä silloitettu modifioitu polypropeeni (XL-PP) on tehokkaasti voittanut nämä rajoitukset.
XL-PP-eristetyt johdot täyttävät UL VW-1 -liekkitestit ja UL-luokitellut 150 °C:n johdinstandardit. Käytännön kaapelisovelluksissa EVA:ta sekoitetaan usein PE:hen, PVC:hen, PP:hen ja muihin materiaaleihin kaapelin eristyskerroksen suorituskyvyn säätämiseksi.
Yksi säteilytyksellä silloitetun PP:n haittapuolista on, että siihen liittyy kilpaileva reaktio tyydyttymättömien pääteryhmien muodostumisen välillä hajoamisreaktioiden kautta ja ristisilloitusreaktioiden välillä stimuloitujen molekyylien ja suurimolekyylisten vapaiden radikaalien välillä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että hajoamis- ja ristisilloitusreaktioiden suhde PP:n säteilytyksellä silloituksessa on noin 0,8 gammasäteilytystä käytettäessä. Tehokkaiden ristisilloitusreaktioiden saavuttamiseksi PP:ssä on lisättävä ristisilloituspromoottoreita säteilytysristisilloitusta varten. Lisäksi tehokasta ristisilloituspaksuutta rajoittaa elektronisuihkujen tunkeutumiskyky säteilytyksen aikana. Säteilytys johtaa kaasun tuotantoon ja vaahtoamiseen, mikä on edullista ohuiden tuotteiden ristisilloitusprosessissa, mutta rajoittaa paksuseinäisten kaapeleiden käyttöä.
(3) Ristisilloitettu etyleeni-vinyyliasetaattikopolymeeri (XL-EVA) -eristysmateriaali:
Kaapeliturvallisuuden kysynnän kasvaessa halogeenittomien, palonsuoja-aineiden kanssa ristisilloitettujen kaapeleiden kehitys on kasvanut nopeasti. PE:hen verrattuna EVA:lla, joka lisää vinyyliasetaattimonomeerejä molekyyliketjuun, on alhaisempi kiteisyys, mikä johtaa parempaan joustavuuteen, iskunkestävyyteen, täyteaineyhteensopivuuteen ja lämmönsaumausominaisuuksiin. Yleisesti ottaen EVA-hartsin ominaisuudet riippuvat vinyyliasetaattimonomeerien pitoisuudesta molekyyliketjussa. Korkeampi vinyyliasetaattipitoisuus johtaa lisääntyneeseen läpinäkyvyyteen, joustavuuteen ja sitkeyteen. EVA-hartsilla on erinomainen täyteaineyhteensopivuus ja ristisilloittuvuus, minkä vuoksi se on yhä suositumpi halogeenittomissa, palonsuoja-aineilla varustetuissa ristisilloitetuissa kaapeleissa.
EVA-hartsia, jonka vinyyliasetaattipitoisuus on noin 12–24 %, käytetään yleisesti johdin- ja kaapelieristeissä. Käytännössä kaapelisovelluksissa EVA:a sekoitetaan usein PE:hen, PVC:hen, PP:hen ja muihin materiaaleihin kaapelin eristyskerroksen suorituskyvyn säätämiseksi. EVA-komponentit voivat edistää ristisilloittumista ja parantaa kaapelin suorituskykyä ristisilloituksen jälkeen.
(4) Silloitettu etyleeni-propeeni-dieenimonomeeri (XL-EPDM) -eristysmateriaali:
XL-EPDM on terpolymeeri, joka koostuu eteenistä, propeenista ja konjugoimattomista dieenimonomeereistä, jotka on ristisilloitettu säteilyttämällä. XL-EPDM-kaapelit yhdistävät polyolefiinieristeisten kaapeleiden ja yleisten kumieristeisten kaapeleiden edut:
1. Joustavuus, kimmoisuus, tarttumattomuus korkeissa lämpötiloissa, pitkäaikainen ikääntymisen kestävyys ja kestävyys ankarissa ilmastoissa (-60 °C - 125 °C).
2. Otsoninkestävyys, UV-säteilyn kestävyys, sähköeristyskyky ja kemiallisen korroosion kestävyys.
3. Öljyn- ja liuottimienkestävyys on verrattavissa yleiskäyttöiseen kloropreenikumieristeeseen. Sitä voidaan valmistaa tavallisilla kuumapuristuslaitteilla, mikä tekee siitä kustannustehokkaan.
XL-EPDM-eristetyillä kaapeleilla on laaja valikoima käyttökohteita, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, pienjännitekaapelit, laivakaapelit, autojen sytytyskaapelit, jäähdytyskompressorien ohjauskaapelit, kaivosteollisuuden mobiilikaapelit, porauslaitteet ja lääkinnälliset laitteet.
XL-EPDM-kaapeleiden tärkeimpiä haittoja ovat heikko repäisylujuus sekä heikot tarttuvuus- ja itseliimautumisominaisuudet, jotka voivat vaikuttaa myöhempään käsittelyyn.
(5) Silikonikumieristemateriaali
Silikonikumilla on joustavuutta ja se kestää erinomaisesti otsonia, koronapurkauksia ja liekkejä, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin sähköeristykseen. Sen ensisijainen käyttökohde sähköteollisuudessa on johdot ja kaapelit. Silikonikumijohdot ja -kaapelit soveltuvat erityisen hyvin käytettäväksi korkeissa lämpötiloissa ja vaativissa ympäristöissä, ja niiden käyttöikä on huomattavasti pidempi kuin tavallisilla kaapeleilla. Yleisiä käyttökohteita ovat korkean lämpötilan moottorit, muuntajat, generaattorit, elektroniikka- ja sähkölaitteet, kuljetusajoneuvojen sytytyskaapelit sekä merivoimien sähkö- ja ohjauskaapelit.
Tällä hetkellä silikonikumieristeiset kaapelit ristisilloitus tehdään tyypillisesti joko ilmakehän paineessa kuumalla ilmalla tai korkeapainehöyryllä. Myös elektronisuihkusäteilytyksen käyttöä silikonikumin ristisilloitusmenetelmässä tutkitaan parhaillaan, vaikka se ei ole vielä yleistynyt kaapeliteollisuudessa. Säteilytyssilloitustekniikan viimeaikaisen kehityksen ansiosta se tarjoaa edullisemman, tehokkaamman ja ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon silikonikumieristeille. Elektronisuihkusäteilytyksen tai muiden säteilylähteiden avulla voidaan saavuttaa silikonikumieristeen tehokas ristisilloitus samalla, kun ristisilloituksen syvyyttä ja astetta voidaan hallita tiettyjen sovellusvaatimusten täyttämiseksi.
Tästä syystä säteilytyssilloitustekniikan soveltaminen silikonikumieristemateriaaleihin on erittäin lupaavaa johdin- ja kaapeliteollisuudessa. Tämän teknologian odotetaan alentavan tuotantokustannuksia, parantavan tuotannon tehokkuutta ja vähentävän haitallisia ympäristövaikutuksia. Tulevaisuuden tutkimus- ja kehitystyö voi entisestään edistää säteilytyssilloitustekniikan käyttöä silikonikumieristemateriaaleissa, mikä tekee niistä laajemmin sovellettavissa korkean lämpötilan ja korkean suorituskyvyn omaavien johtojen ja kaapeleiden valmistukseen sähköteollisuudessa. Tämä tarjoaa luotettavampia ja kestävämpiä ratkaisuja eri sovellusalueille.
Julkaisun aika: 28.9.2023