(1)Izolační materiál ze zesíťovaného nízkokouřového nulového halogenového polyetylenu (XLPE).:
Izolační materiál XLPE se vyrábí smícháním polyethylenu (PE) a etylenvinylacetátu (EVA) jako základní matrice spolu s různými přísadami, jako jsou bezhalogenové zpomalovače hoření, maziva, antioxidanty atd., procesem míchání a peletizace. Po zpracování ozářením se PE transformuje z lineární molekulární struktury na trojrozměrnou strukturu, která se mění z termoplastického materiálu na nerozpustný termoset.
Izolační kabely XLPE mají ve srovnání s běžným termoplastickým PE několik výhod:
1. Vylepšená odolnost proti tepelné deformaci, zlepšené mechanické vlastnosti při vysokých teplotách a zlepšená odolnost proti praskání vlivem vnějšího namáhání a tepelnému stárnutí.
2. Zvýšená chemická stabilita a odolnost proti rozpouštědlům, snížený tok za studena a zachovány elektrické vlastnosti. Dlouhodobé provozní teploty mohou dosáhnout 125 °C až 150 °C. Po zpracování síťováním lze zkratovou teplotu PE zvýšit na 250 °C, což umožňuje výrazně vyšší proudovou zatížitelnost pro kabely stejné tloušťky.
3. Kabely s izolací XLPE také vykazují vynikající mechanické, vodotěsné a radiační vlastnosti, díky čemuž jsou vhodné pro různé aplikace, jako jsou vnitřní elektroinstalace v elektrických spotřebičích, kabely k motoru, kabely osvětlení, kabely pro ovládání nízkonapěťových signálů v automobilech, kabely lokomotiv , kabely metra, kabely pro těžbu šetrné k životnímu prostředí, kabely pro lodě, kabely třídy 1E pro jaderné elektrárny, kabely pro ponorná čerpadla a kabely pro přenos energie.
Současné směry ve vývoji izolačních materiálů XLPE zahrnují izolační materiály silových kabelů zesíťované ozářením, vzdušné izolační materiály zesíťované PE a ozářením síťované polyolefinové obalové materiály zpomalující hoření.
(2)Izolační materiál ze zesíťovaného polypropylenu (XL-PP).:
Polypropylen (PP), jako běžný plast, má vlastnosti, jako je nízká hmotnost, bohaté zdroje surovin, hospodárnost, vynikající chemická odolnost proti korozi, snadné tvarování a recyklovatelnost. Má však omezení, jako je nízká pevnost, špatná tepelná odolnost, výrazná deformace smršťováním, špatná odolnost proti tečení, křehkost při nízkých teplotách a špatná odolnost vůči stárnutí teplem a kyslíkem. Tato omezení omezují jeho použití v kabelových aplikacích. Výzkumníci pracovali na úpravě polypropylenových materiálů, aby se zlepšil jejich celkový výkon, a ozářením síťovaný modifikovaný polypropylen (XL-PP) účinně překonal tato omezení.
Izolované vodiče XL-PP mohou vyhovovat testům plamene UL VW-1 a standardům vodičů UL při 150°C. V praktických kabelových aplikacích se EVA často míchá s PE, PVC, PP a dalšími materiály, aby se upravil výkon izolační vrstvy kabelu.
Jednou z nevýhod ozařováním zesíťovaného PP je to, že zahrnuje kompetitivní reakci mezi tvorbou nenasycených koncových skupin prostřednictvím degradačních reakcí a zesíťovacích reakcí mezi stimulovanými molekulami a velkými molekulami volných radikálů. Studie ukázaly, že poměr degradačních k síťovacím reakcím při síťování PP ozařováním je přibližně 0,8 při použití gama záření. K dosažení účinných síťovacích reakcí v PP je třeba přidat síťovací promotory pro síťování ozářením. Kromě toho je účinná tloušťka zesíťování omezena schopností penetrace elektronových paprsků během ozařování. Ozařování vede k produkci plynu a pěnění, což je výhodné pro zesíťování tenkých produktů, ale omezuje použití silnostěnných kabelů.
(3) Izolační materiál zesíťovaný ethylen-vinylacetátový kopolymer (XL-EVA):
S rostoucí poptávkou po bezpečnosti kabelů rychle rostl vývoj bezhalogenových zesíťovaných kabelů zpomalujících hoření. Ve srovnání s PE má EVA, která zavádí vinylacetátové monomery do molekulárního řetězce, nižší krystalinitu, což má za následek zlepšenou flexibilitu, odolnost proti nárazu, kompatibilitu s plnivem a vlastnosti tepelného těsnění. Obecně platí, že vlastnosti pryskyřice EVA závisí na obsahu vinylacetátových monomerů v molekulárním řetězci. Vyšší obsah vinylacetátu vede ke zvýšené průhlednosti, pružnosti a houževnatosti. Pryskyřice EVA má vynikající kompatibilitu s plnivem a síťovatelnost, díky čemuž je stále populárnější v bezhalogenových zesíťovaných kabelech zpomalujících hoření.
EVA pryskyřice s obsahem vinylacetátu přibližně 12 % až 24 % se běžně používá v izolaci vodičů a kabelů. Ve skutečných kabelových aplikacích se EVA často míchá s PE, PVC, PP a dalšími materiály, aby se upravil výkon izolační vrstvy kabelu. Komponenty EVA mohou podporovat zesíťování a zlepšovat výkon kabelu po zesíťování.
(4) Izolační materiál zesíťovaný ethylen-propylen-dienový monomer (XL-EPDM):
XL-EPDM je terpolymer složený z ethylenu, propylenu a nekonjugovaných dienových monomerů, zesíťovaných ozařováním. Kabely XL-EPDM kombinují výhody kabelů s polyolefinovou izolací a běžných kabelů s pryžovou izolací:
1. Pružnost, odolnost, nepřilnavost při vysokých teplotách, dlouhodobá odolnost proti stárnutí a odolnost vůči drsnému klimatu (-60°C až 125°C).
2. Odolnost vůči ozónu, odolnost vůči UV záření, elektrické izolační vlastnosti a odolnost vůči chemické korozi.
3. Odolnost vůči oleji a rozpouštědlům srovnatelná s univerzální chloroprenovou pryžovou izolací. Lze jej vyrábět pomocí běžného zařízení pro zpracování vytlačováním za tepla, což je nákladově efektivní.
XL-EPDM izolované kabely mají širokou škálu aplikací, mimo jiné včetně nízkonapěťových silových kabelů, lodních kabelů, automobilových zapalovacích kabelů, ovládacích kabelů pro chladicí kompresory, důlních mobilních kabelů, vrtných zařízení a lékařských přístrojů.
Mezi hlavní nevýhody XL-EPDM kabelů patří špatná odolnost proti roztržení a slabé lepicí a samolepicí vlastnosti, které mohou ovlivnit následné zpracování.
(5) Izolační materiál ze silikonové pryže
Silikonový kaučuk má pružnost a vynikající odolnost vůči ozónu, korónovému výboji a plamenům, což z něj činí ideální materiál pro elektrickou izolaci. Jeho primární použití v elektrotechnickém průmyslu je pro dráty a kabely. Dráty a kabely ze silikonové pryže jsou zvláště vhodné pro použití ve vysokoteplotních a náročných prostředích s výrazně delší životností ve srovnání se standardními kabely. Mezi běžné aplikace patří vysokoteplotní motory, transformátory, generátory, elektronická a elektrická zařízení, zapalovací kabely v dopravních prostředcích a lodní napájecí a ovládací kabely.
V současné době jsou kabely izolované silikonovou pryží typicky zesíťovány buď pomocí atmosférického tlaku s horkým vzduchem, nebo pomocí vysokotlaké páry. Probíhá také výzkum využití ozařování elektronovým paprskem pro zesíťování silikonového kaučuku, i když se zatím v kabelovém průmyslu nerozšířilo. Díky nedávným pokrokům v technologii zesíťování zářením nabízí levnější, účinnější a ekologicky šetrnější alternativu izolačních materiálů ze silikonové pryže. Prostřednictvím ozařování elektronovým paprskem nebo jiných zdrojů záření lze dosáhnout účinného zesíťování izolace ze silikonového kaučuku a zároveň umožnit kontrolu nad hloubkou a stupněm zesíťování pro splnění specifických požadavků aplikace.
Použití technologie zesíťování ozařováním pro izolační materiály ze silikonové pryže je tedy významným příslibem v průmyslu drátů a kabelů. Očekává se, že tato technologie sníží výrobní náklady, zlepší efektivitu výroby a přispěje ke snížení nepříznivých dopadů na životní prostředí. Budoucí výzkumné a vývojové úsilí může dále podnítit použití technologie zesíťování ozařováním pro izolační materiály ze silikonové pryže, čímž se stanou šířeji použitelné pro výrobu vysokoteplotních, vysoce výkonných drátů a kabelů v elektrotechnickém průmyslu. To poskytne spolehlivější a odolnější řešení pro různé oblasti použití.
Čas odeslání: 28. září 2023