La funkciado de izolaj materialoj rekte influas la kvaliton, prilaboran efikecon kaj aplikan amplekson de dratoj kaj kabloj.
1. PVC-polivinilkloridaj dratoj kaj kabloj
Polivinila klorido (ĉi-poste nomataPVC) izolaj materialoj estas miksaĵoj, en kiuj stabiligiloj, plastigaj substancoj, flammalfruigiloj, lubrikaĵoj kaj aliaj aldonaĵoj estas aldonitaj al PVC-pulvoro. Laŭ la diversaj aplikoj kaj karakterizaj postuloj de dratoj kaj kabloj, la formulo estas adaptita laŭe. Post jardekoj da produktado kaj apliko, la fabrikada kaj prilabora teknologio de PVC nun fariĝis tre matura. PVC-izola materialo havas tre vastajn aplikojn en la kampo de dratoj kaj kabloj kaj havas apartajn proprajn karakterizaĵojn:
A. La fabrikada teknologio estas matura, facile formebla kaj prilaborebla. Kompare kun aliaj specoj de kablaj izolaj materialoj, ĝi ne nur havas malaltan koston, sed ankaŭ povas efike kontroli la kolordiferencon, brilon, presadon, prilaboran efikecon, molecon kaj malmolecon de la dratsurfaco, la adheron de la konduktilo, same kiel la mekanikajn kaj fizikajn ecojn kaj elektrajn ecojn de la drato mem.
B. Ĝi havas bonegan fajrorezistan efikecon, do PVC-izolitaj dratoj povas facile plenumi la fajrorezistajn gradojn postulitajn de diversaj normoj.
C. Rilate al temperaturrezisto, per optimumigo kaj plibonigo de materialaj formuloj, la nuntempe ofte uzataj tipoj de PVC-izolado ĉefe inkluzivas la jenajn tri kategoriojn:
Rilate al taksita tensio, ĝi estas ĝenerale uzata en tensiaj niveloj taksitaj je 1000V AC kaj malpli, kaj povas esti vaste aplikata en industrioj kiel hejmaj aparatoj, instrumentoj kaj mezuriloj, lumigado kaj retkomunikado.
PVC ankaŭ havas kelkajn enecajn malavantaĝojn, kiuj limigas ĝian aplikon:
A. Pro ĝia alta klorenhavo, ĝi eligos grandan kvanton da dika fumo dum brulado, kiu povas kaŭzi sufokadon, influi videblecon, kaj produkti iujn kancerogenaĵojn kaj HCl-gason, kaŭzante gravajn damaĝojn al la medio. Kun la disvolviĝo de malalt-fuma sen-halogena izolaĵmateriala fabrikadoteknologio, iom post iom anstataŭigi PVC-izolaĵon fariĝis neevitebla tendenco en la disvolviĝo de kabloj.
B. Ordinara PVC-izolado havas malbonan reziston al acidoj kaj alkaloj, varmoleo kaj organikaj solviloj. Laŭ la kemia principo "simila dissolviĝas simila", PVC-dratoj estas tre sentemaj al difektiĝo kaj fendado en la specifa medio menciita. Tamen, pro sia bonega prilabora efikeco kaj malalta kosto, PVC-kabloj estas ankoraŭ vaste uzataj en hejmaj aparatoj, lumigiloj, mekanikaj ekipaĵoj, instrumentoj kaj mezuriloj, retkomunikado, konstruaĵa drataro kaj aliaj kampoj.
2. Krucligitaj polietilenaj dratoj kaj kabloj
Krucligita PE (ĉi-poste nomataXLPE) estas tipo de polietileno, kiu povas transformiĝi de lineara molekula strukturo al tridimensia tridimensia strukturo sub certaj kondiĉoj sub la ago de alt-energiaj radioj aŭ krucligaj agentoj. Samtempe, ĝi transformiĝas de termoplasta al nesolvebla termohardanta plasto.
Nuntempe, en la apliko de drataj kaj kablaj izoladoj, ekzistas ĉefe tri krucligaj metodoj:
A. Krucligado de peroksido: Ĝi unue implikas la uzon de polietilena rezino kune kun taŭgaj krucligaj agentoj kaj antioksidantoj, kaj poste la aldonon de aliaj komponantoj laŭbezone por produkti krucligeblajn polietilenajn miksaĵajn partiklojn. Dum la eltruda procezo, la krucligado okazas per varmaj vaporaj krucligaj tuboj.
B. Silana krucligado (varmakva krucligado): Ĉi tio estas ankaŭ metodo de kemia krucligado. Ĝia ĉefa mekanismo estas krucligi organosiloksanon kaj polietilenon sub specifaj kondiĉoj, a
kaj la grado de krucligado povas ĝenerale atingi ĉirkaŭ 60%.
C. Radiada krucligado: Ĝi uzas alt-energiajn radiojn kiel R-radiojn, alfa-radiojn kaj elektronradiojn por aktivigi la karbonatomojn en polietilenaj makromolekuloj kaj kaŭzi krucligadon. La alt-energiaj radioj ofte uzataj en dratoj kaj kabloj estas elektronradioj generitaj de elektronakceliloj. Ĉar ĉi tiu krucligado dependas de fizika energio, ĝi apartenas al fizika krucligado.
La supre menciitaj tri malsamaj krucligaj metodoj havas apartajn karakterizaĵojn kaj aplikojn:
Kompare kun termoplasta polietileno (PVC), XLPE-izolado havas la jenajn avantaĝojn:
A. Ĝi plibonigis la varmodeformadan reziston, plibonigis la mekanikajn ecojn je altaj temperaturoj, kaj plibonigis la reziston al media stresfekado kaj varmomaljuniĝo.
B. Ĝi plibonigis kemian stabilecon kaj solventan reziston, reduktis malvarman fluon, kaj baze konservis la originalan elektran funkciadon. La longdaŭra funkcia temperaturo povas atingi 125℃ kaj 150℃. La krucligita polietilena izolita drato kaj kablo ankaŭ plibonigas la kurtcirkvitan reziston, kaj ĝia mallongdaŭra temperaturrezisto povas atingi 250℃, por dratoj kaj kabloj de la sama dikeco, la kurent-portanta kapacito de krucligita polietileno estas multe pli granda.
C. Ĝi havas bonegajn mekanikajn, akvorezistajn kaj radiadrezistajn ecojn, tial ĝi estas vaste uzata en diversaj kampoj. Ekzemple: internaj konektaj dratoj por elektraj aparatoj, motoraj kabloj, lumigaj kabloj, malalttensiaj signalaj kontrolaj dratoj por aŭtoj, lokomotivaj dratoj, dratoj kaj kabloj por metrooj, mediprotektaj kabloj por minejoj, maraj kabloj, kabloj por metado de nuklea energio, alttensiaj dratoj por televido, alttensiaj dratoj por rentgen-pafado, kaj dratoj kaj kabloj por potenco-transdono, ktp.
XLPE-izolitaj dratoj kaj kabloj havas signifajn avantaĝojn, sed ili ankaŭ havas kelkajn enecajn malavantaĝojn, kiuj limigas ilian aplikon:
A. Malbona varmorezista adhero. Dum prilaborado kaj uzado de dratoj preter ilia indikita temperaturo, estas facile por la dratoj algluiĝi unu al la alia. En severaj kazoj, tio povas kaŭzi difekton de la izolado kaj kurtajn cirkvitojn.
B. Malbona varmokondukta rezisto. Je temperaturoj super 200℃, la izolado de dratoj fariĝas ekstreme mola. Kiam submetita al premo aŭ kolizio de ekstera forto, ĝi emas kaŭzi tranĉadon kaj kurtcirkviton de la dratoj.
C. Estas malfacile kontroli la kolordiferencon inter aroj. Problemoj kiel gratvundoj, blankigo kaj deŝiriĝo de presitaj signoj emas okazi dum la prilaborado.
D. La XLPE-izolaĵo kun temperaturrezista grado de 150℃ estas tute senohalogena kaj povas sukcese trapasi la bruligteston VW-1 laŭ la normoj UL1581, samtempe konservante bonegajn mekanikajn kaj elektrajn ecojn. Tamen, ankoraŭ ekzistas iuj obstakloj en la fabrikada teknologio kaj la kosto estas alta.
3. Dratoj kaj kabloj el silikona kaŭĉuko
La polimeraj molekuloj de silikona kaŭĉuko estas ĉenaj strukturoj formitaj per SI-O (silicio-oksigeno) ligoj. La SI-O ligo estas 443.5KJ/MOL, kio estas multe pli alta ol la CC-liga energio (355KJ/MOL). Plej multaj silikonaj kaŭĉukaj dratoj kaj kabloj estas produktitaj per malvarma eltrudado kaj alttemperaturaj vulkanizaj procezoj. Inter diversaj sintezaj kaŭĉukaj dratoj kaj kabloj, pro sia unika molekula strukturo, silikona kaŭĉuko havas pli bonan rendimenton kompare kun aliaj ordinaraj kaŭĉukoj.
A. Ĝi estas ekstreme mola, havas bonan elastecon, estas senodora kaj netoksa, kaj ne timas altajn temperaturojn kaj povas elteni severan malvarmon. La funkcianta temperaturintervalo estas de -90 ĝis 300℃. Silikonkaŭĉuko havas multe pli bonan varmoreziston ol ordinara kaŭĉuko. Ĝi povas esti uzata kontinue je 200℃ kaj dum tempodaŭro je 350℃.
B. Bonega veterrezisto. Eĉ post longdaŭra eksponiĝo al ultraviolaj radioj kaj aliaj klimataj kondiĉoj, ĝiaj fizikaj ecoj spertis nur malgrandajn ŝanĝojn.
C. Silikonkaŭĉuko havas tre altan rezistecon kaj ĝia rezisto restas stabila tra vasta gamo de temperaturoj kaj frekvencoj.
Dume, silikona kaŭĉuko havas bonegan reziston al alttensia korona malŝargo kaj arka malŝargo. Dratoj kaj kabloj izolitaj el silikona kaŭĉuko havas la supre menciitajn seriojn de avantaĝoj kaj estas vaste uzataj en dratoj por alttensiaj aparatoj por televidiloj, alttemperaturaj rezistemaj dratoj por mikroondiloj, dratoj por induktaj kuiriloj, dratoj por kafkruĉoj, kabloj por lampoj, UV-ekipaĵo, halogenaj lampoj, internaj konektaj dratoj por fornoj kaj ventoliloj, precipe en la kampo de malgrandaj hejmaj aparatoj.
Tamen, kelkaj el ĝiaj propraj mankoj ankaŭ limigas ĝian pli vastan aplikon. Ekzemple:
A. Malbona ŝirrezisto. Dum prilaborado aŭ uzado, ĝi emas difektiĝi pro premado, skrapado kaj frotado fare de ekstera forto, kio povas kaŭzi kurtan cirkviton. La nuna protekta rimedo estas aldoni tavolon de vitrofibro aŭ alttemperatura poliestera fibro plektita ekster la silikona izolado. Tamen, dum la prilaborado, necesas eviti vundojn kaŭzitajn de premado fare de ekstera forto kiel eble plej multe.
B. La vulkaniza agento nuntempe ĉefe uzata en vulkaniza fandado estas duobla, du, kvar. Ĉi tiu vulkaniza agento enhavas kloron. Tute senhalogenaj vulkanizaj agentoj (kiel platena vulkanizado) havas striktajn postulojn pri la temperaturo de la produktada medio kaj estas multekostaj. Tial, dum prilaborado de dratoj, oni devas atenti la jenajn punktojn: la premo de la premorado ne estu tro alta. Estas plej bone uzi kaŭĉukan materialon por malhelpi rompiĝon dum la produktada procezo, kio povas konduki al malbona premorezisto.
4. Krucligita etilena propilena diena monomera (EPDM) kaŭĉuka (XLEPDM) drato
Krucligita etileno-propileno-diena monomero (EPDM) kaŭĉuko estas terpolimero de etileno, propileno kaj nekonjugita dieno, kiu estas krucligita per kemiaj aŭ surradiaj metodoj. Krucligita EPDM-kaŭĉuka izolita drato kombinas la avantaĝojn de kaj poliolefina izolita drato kaj ordinara kaŭĉuka izolita drato:
A. Mola, fleksebla, elasta, negluema je altaj temperaturoj, longdaŭra rezisto al maljuniĝo, kaj rezistema al severaj veterkondiĉoj (-60 ĝis 125℃).
B. Ozonrezisto, UV-rezisto, elektra izoladorezisto kaj kemia korodorezisto.
C. La rezisto al oleo kaj solviloj estas komparebla al tiu de ĝeneraluzebla kloroprena kaŭĉuka izolado. Ĝi estas prilaborita per ordinara varma eltruda ekipaĵo kaj oni uzas surradian krucligadon, kio estas simpla por prilabori kaj malmultekosta. Krucligitaj etilena propilena diena monomera (EPDM) kaŭĉukaj izolitaj dratoj havas la supre menciitajn multajn avantaĝojn kaj estas vaste uzataj en kampoj kiel fridigkompresoraj kabloj, akvorezistaj motoraj kabloj, transformilaj kabloj, moveblaj kabloj en minejoj, borado, aŭtomobiloj, medicinaj aparatoj, ŝipoj kaj ĝenerala interna drataro de elektraj aparatoj.
La ĉefaj malavantaĝoj de XLEPDM-dratoj estas:
A. Kiel XLPE kaj PVC-dratoj, ĝi havas relative malbonan ŝirreziston.
B. Malbona adhero kaj memglueco influas postan prilaboreblecon.
5. Fluoroplastaj dratoj kaj kabloj
Kompare kun komunaj polietilenaj kaj polivinilkloridaj kabloj, fluoroplastaj kabloj havas la jenajn elstarajn trajtojn:
A. Fluoroplastoj rezistemaj al alta temperaturo havas eksterordinaran termikan stabilecon, ebligante al fluoroplastaj kabloj adaptiĝi al alttemperaturaj medioj intervalantaj de 150 ĝis 250 celsiusgradoj. Sub la kondiĉo de konduktiloj kun la sama transversa areo, fluoroplastaj kabloj povas transdoni pli grandan permesitan kurenton, tiel multe vastigante la aplikan gamon de ĉi tiu tipo de izolita drato. Pro ĉi tiu unika eco, fluoroplastaj kabloj ofte estas uzataj por internaj dratoj kaj konduktiloj en aviadiloj, ŝipoj, alttemperaturaj fornoj kaj elektronikaj ekipaĵoj.
B. Bona flammalfruo: Fluoroplastoj havas altan oksigenan indekson, kaj dum brulado, la flamdisvastiĝa distanco estas malgranda, generante malpli da fumo. La drato farita el ili taŭgas por iloj kaj lokoj kun striktaj postuloj pri flammalfruo. Ekzemple: komputilaj retoj, metrooj, veturiloj, nubskrapuloj kaj aliaj publikaj lokoj, ktp. Post kiam incendio ekas, homoj povas havi iom da tempo por evakui sen esti faligitaj de dika fumo, tiel gajnante valoran savtempon.
C. Bonega elektra funkciado: Kompare kun polietileno, fluoroplastoj havas pli malaltan dielektrikan konstanton. Tial, kompare kun koaksialaj kabloj de similaj strukturoj, fluoroplastaj kabloj havas malpli da atenuiĝo kaj estas pli taŭgaj por altfrekvenca signaltransdono. Nuntempe, la kreskanta ofteco de kablouzado fariĝis tendenco. Dume, pro la alttemperatura rezisto de fluoroplastoj, ili estas ofte uzataj kiel internaj dratoj por dissendaj kaj komunikaj ekipaĵoj, konektiloj inter sendrataj dissendiloj kaj sendiloj, kaj video- kaj aŭdio-kabloj. Krome, fluoroplastaj kabloj havas bonan dielektrikan forton kaj izolan reziston, igante ilin taŭgaj por uzo kiel kontrolaj kabloj por gravaj instrumentoj kaj mezuriloj.
D. Perfektaj mekanikaj kaj kemiaj ecoj: Fluoroplastoj havas altan kemian ligenergion, altan stabilecon, preskaŭ ne estas influataj de temperaturŝanĝoj, kaj posedas bonegan veterreziston kaj mekanikan forton. Kaj ili ne estas influataj de diversaj acidoj, alkaloj kaj organikaj solviloj. Tial, ili taŭgas por medioj kun signifaj klimataj ŝanĝoj kaj korodaj kondiĉoj, kiel ekzemple petrolkemiaĵoj, naftorafinado kaj naftoputaciaj instrumentoj.
E. Faciligas veldadon de konektoj En elektronikaj instrumentoj, multaj konektoj estas faritaj per veldado. Pro la malalta fandopunkto de ĝeneralaj plastoj, ili emas facile fandiĝi je altaj temperaturoj, postulante lertajn veldkapablojn. Krome, iuj veldpunktoj bezonas certan kvanton da veldtempo, kio estas ankaŭ la kialo, kial fluoroplastaj kabloj estas popularaj. Kiel ekzemple la interna drataro de komunikada ekipaĵo kaj elektronikaj instrumentoj.
Kompreneble, fluoroplastoj ankoraŭ havas kelkajn malavantaĝojn, kiuj limigas ilian uzon:
A. La prezo de krudmaterialoj estas alta. Nuntempe, la hejma produktado ankoraŭ ĉefe dependas de importaĵoj (Daikin de Japanio kaj DuPont de Usono). Kvankam hejmaj fluoroplastoj rapide disvolviĝis en la lastaj jaroj, la produktadvarioj ankoraŭ estas ununuraj. Kompare kun importitaj materialoj, ankoraŭ ekzistas ia breĉo en termika stabileco kaj aliaj ampleksaj ecoj de la materialoj.
B. Kompare kun aliaj izolaj materialoj, la produktada procezo estas pli malfacila, la produktada efikeco estas malalta, la presitaj signoj emas defali, kaj la perdo estas granda, kio igas la produktokoston relative alta.
Konklude, la apliko de ĉiuj supre menciitaj specoj de izolaj materialoj, precipe specialaj izolaj materialoj por alta temperaturo kun temperaturrezisto super 105℃, ankoraŭ estas en transira periodo en Ĉinio. Ĉu temas pri dratproduktado aŭ prilaborado de dratkabloj, ekzistas ne nur matura procezo, sed ankaŭ procezo de racie kompreno de la avantaĝoj kaj malavantaĝoj de ĉi tiu speco de drato.
Afiŝtempo: 27-a de majo 2025