Abstraktaĵo: La principo de krucligado, klasifiko, formuliĝo, procezo kaj ekipaĵo de silana krucligita polietilena izola materialo por drato kaj kablo estas koncize priskribitaj, kaj kelkaj karakterizaĵoj de silana nature krucligita polietilena izola materialo en apliko kaj uzo same kiel faktoroj influantaj la krucligan staton de la materialo estas prezentitaj.
Ŝlosilvortoj: Silano-krucligado; Natura krucligado; Polietileno; Izolado; Drato kaj kablo
Silano-krucligita polietilena kablomaterialo nun estas vaste uzata en la drat- kaj kablindustrio kiel izola materialo por malalt-tensiaj elektraj kabloj. La materialo en la fabrikado de krucligitaj dratoj kaj kabloj, kaj peroksida krucligado kaj surradiada krucligado kompare kun la bezonata fabrikadekipaĵo estas simpla, facile uzebla, malalta ampleksa kosto kaj aliaj avantaĝoj, fariĝante la ĉefa materialo por malalt-tensiaj krucligitaj kabloj kun izolado.
1.Silano-krucligita kablomaterialo-krucliga principo
Du ĉefaj procezoj estas uzataj en la fabrikado de silana krucligita polietileno: greftado kaj krucligado. En la greftada procezo, la polimero perdas sian H-atomon sur la terciara karbonatomo sub la ago de libera iniciatinto kaj pirolizo en liberajn radikalulojn, kiuj reagas kun la –CH = CH2-grupo de vinilosilano por produkti greftitan polimeron enhavantan trioksisililan esteran grupon. En la krucligada procezo, la greftita polimero unue hidroliziĝas en la ĉeesto de akvo por produkti silanolon, kaj la –OH kondensiĝas kun la apuda Si-OH-grupo por formi la Si-O-Si-ligon, tiel krucligante la polimerajn makromolekulojn.
2. Silano-krucligita kablomaterialo kaj ĝia kabloproduktadmetodo
Kiel vi scias, ekzistas du-ŝtupaj kaj unu-ŝtupaj produktadmetodoj por silanaj krucligitaj kabloj kaj iliaj kabloj. La diferenco inter la du-ŝtupa metodo kaj la unu-ŝtupa metodo kuŝas en kie la silana greftadprocezo estas efektivigita, la greftadprocezo ĉe la kablomaterialfabrikisto por la du-ŝtupa metodo, la greftadprocezo en la kablofabriko por la unu-ŝtupa metodo. La du-ŝtupa silana krucligita polietilena izola materialo kun la plej granda merkatparto konsistas el la tiel nomataj A kaj B materialoj, kie A-materialo estas la polietileno greftita kun silano kaj B-materialo estas la katalizila majstra aro. La izola kerno estas poste krucligita en varma akvo aŭ vaporo.
Ekzistas alia tipo de du-ŝtupa silano-krucligita polietilena izolilo, kie la A-materialo estas produktita laŭ malsama maniero, per enkonduko de vinilosilano rekte en la polietilenon dum sintezo por akiri polietilenon kun silanaj branĉitaj ĉenoj.
Unupaŝa metodo ankaŭ havas du tipojn. La tradicia unupaŝa procezo konsistas el diversaj krudmaterialoj laŭ formulo en proporcio de speciala preciza mezursistemo, en speciale desegnitan specialan eltrudilon por kompletigi la transplantadon kaj eltrudadon de kabla izolaĵa kerno en unu paŝo. En ĉi tiu procezo, neniu granulado, neniu bezono de partopreno en kabla materiala fabriko, estas kompletigita de la kabla fabriko mem. Ĉi tiu unupaŝa silana krucligita kabla produktada ekipaĵo kaj formula teknologio estas plejparte importita el eksterlando kaj estas multekosta.
Alia tipo de unu-ŝtupa silana krucligita polietilena izolaĵa materialo estas produktita de kablomaterialaj fabrikantoj, kiuj uzas krudmaterialojn laŭ formulo en la proporcio de speciala metodo de miksado, pakado kaj vendado. Ne ekzistas A-materialo kaj B-materialo, la kablofabriko povas esti rekte en la eltrudilo por kompletigi paŝon samtempe kun greftado kaj eltrudado de la kabloizola kerno. La unika trajto de ĉi tiu metodo estas, ke ne necesas multekostaj specialaj eltrudiloj, ĉar la silana greftadprocezo povas esti kompletigita en ordinara PVC-eltrudilo, kaj la du-ŝtupa metodo forigas la bezonon miksi A- kaj B-materialojn antaŭ eltrudado.
3. Konsisto de la formulo
La formulo de silano-krucligita polietilena kablomaterialo ĝenerale konsistas el bazmateriala rezino, iniciatinto, silano, antioksidanto, polimeriga inhibiciilo, katalizilo, ktp.
(1) La baza rezino estas ĝenerale malalt-denseca polietileno (LDPE) rezino kun fandindekso (MI) de 2, sed lastatempe, kun la disvolviĝo de sinteza rezinteknologio kaj kostopremoj, lineara malalt-denseca polietileno (LLDPE) ankaŭ estis uzata aŭ parte uzata kiel la baza rezino por ĉi tiu materialo. Malsamaj rezinoj ofte havas signifan efikon sur greftado kaj krucligado pro diferencoj en ilia interna makromolekula strukturo, do la formulo estos modifita per uzado de malsamaj bazaj rezinoj aŭ la sama tipo de rezino de malsamaj fabrikantoj.
(2) La iniciatinto ofte uzata estas diizopropila peroksido (DCP). La ŝlosilo estas kompreni la kvanton de la problemo. Tro malmulte kaŭzas silanan transplantadon, sed ne sufiĉas; tro multe kaŭzas polietilenan krucligon, kiu reduktas ĝian fluecon. La surfaco de la elstarita izola kerno estas malglata, malfacile premebla. Ĉar la aldonita kvanto de iniciatinto estas tre malgranda kaj sentema, gravas distribui ĝin egale, do ĝi estas ĝenerale aldonita kune kun la silano.
(3) Silano estas ĝenerale uzata kiel vinila nesaturita silano, inkluzive de vinila trimetoksisilano (A2171) kaj vinila trietoksisilano (A2151). Pro la rapida hidroliza rapideco de A2171, pli da homoj elektas A2171. Simile, ekzistas problemo pri aldono de silano. Nuntempe, la fabrikantoj de kablomaterialoj provas atingi sian pli malaltan limon por redukti kostojn. Ĉar la silano estas importita, la prezo estas pli alta.
(4) Antioksidanto celas certigi la stabilecon de la polietilena prilaborado kaj kontraŭ-aĝiĝon de kablo. Aldonita antioksidanto en la silana greftadprocezo havas la rolon inhibicii la greftadreakcion, do dum la greftadprocezo, oni devas esti singarda pri la aldono de antioksidanto, konsideri la aldonitan kvanton kaj elekti la kvanton de DCP. En la du-ŝtupa krucligprocezo, plejparto de la antioksidanto povas esti aldonita en la ĉefan katalizilon, kio povas redukti la efikon sur la greftadprocezo. En la unu-ŝtupa krucligprocezo, la antioksidanto ĉeestas en la tuta greftadprocezo, do la elekto de la tipo kaj kvanto estas pli grava. Ofte uzataj antioksidantoj estas 1010, 168, 330, ktp.
(5) Polimeriga inhibiciilo estas aldonita por inhibicii iujn kromefikojn de la greftado kaj krucligado. Aldoni kontraŭ-krucligan agenton en la greftado povas efike redukti la okazon de C2C-krucligado, tiel plibonigante la prilaboran fluecon. Krome, la aldono de greftaĵo en la samaj kondiĉoj estos antaŭita de la hidrolizo de silano sur la polimeriga inhibiciilo, kiu povas redukti la hidrolizon de greftita polietileno, por plibonigi la longdaŭran stabilecon de la greftaĵa materialo.
(6) Kataliziloj ofte estas organostanaj derivaĵoj (krom natura krucligado), la plej ofta estas dibutilstana dilaŭrato (DBDTL), kiu ĝenerale estas aldonita en formo de majstra aro. En la du-ŝtupa procezo, la greftaĵo (A-materialo) kaj la katalizila majstra aro (B-materialo) estas pakitaj aparte kaj la A kaj B-materialoj estas miksitaj kune antaŭ ol esti aldonitaj al la eltrudilo por malhelpi antaŭ-krucligadon de la A-materialo. En la kazo de unu-ŝtupaj silanaj krucligitaj polietilenaj izolaĵoj, la polietileno en la pakaĵo ankoraŭ ne estas greftita, do ne ekzistas problemo de antaŭ-krucligado kaj tial la katalizilo ne bezonas esti pakita aparte.
Krome, ekzistas kunmetitaj silanoj haveblaj sur la merkato, kiuj estas kombinaĵo de silano, iniciatinto, antioksidanto, iuj lubrikaĵoj kaj kontraŭkupraj agentoj, kaj estas ĝenerale uzataj en unupaŝaj silanaj krucligaj metodoj en kablofabrikoj.
Tial, la formuliĝo de silano-krucligita polietilena izolado, kies konsisto ne estas konsiderata tre kompleksa kaj estas havebla en la koncernaj informoj, sed la taŭgaj produktaj formuloj, submetataj al iuj alĝustigoj por finpretigi, postulas plenan komprenon pri la rolo de la komponantoj en la formuliĝo kaj la leĝon de ilia efiko sur la rendimenton kaj ilian reciprokan influon.
Inter la multaj variaĵoj de kablomaterialoj, silane krucligita kablomaterialo (ĉu du-ŝtupa aŭ unu-ŝtupa) estas konsiderata la sola variaĵo de kemiaj procezoj okazantaj en eltrudado. Aliaj variaĵoj, kiel polivinil-klorida (PVC) kablomaterialo kaj polietilena (PE) kablomaterialo, la eltruda granuliga procezo estas fizika miksa procezo. Eĉ se la kemia krucligado kaj surradiada krucligado de la kablomaterialo, ĉu en la eltruda granuliga procezo, ĉu en la eltruda kablosistemo, ne okazas kemia procezo, do, kompare, ĉe la produktado de silane krucligita kablomaterialo kaj kabloizola eltrudado, la procezkontrolo estas pli grava.
4. Du-ŝtupa silana krucligita polietilena izolaĵa produktadprocezo
La produktadprocezo de la du-ŝtupa silane krucligita polietilena izolaĵmaterialo A povas esti mallonge reprezentita per Figuro 1.
Figuro 1 Produktada procezo de du-ŝtupa silana krucligita polietilena izola materialo A
Kelkaj ŝlosilaj punktoj en la produktadprocezo de du-ŝtupa silana krucligita polietilena izolado:
(1) Sekigado. Ĉar la polietilena rezino enhavas malgrandan kvanton da akvo, kiam ĝi estas eltrudita je altaj temperaturoj, la akvo rapide reagas kun la sililaj grupoj por produkti krucligadon, kiu reduktas la fluecon de la fandita materialo kaj produktas antaŭ-krucligadon. La preta materialo ankaŭ enhavas akvon post akva malvarmigo, kiu ankaŭ povas kaŭzi antaŭ-krucligadon se ne forigita, kaj ankaŭ devas esti sekigita. Por certigi la kvaliton de la sekigado, oni uzas profundan sekigan unuon.
(2) Mezurado. Ĉar la precizeco de la materiala formulo gravas, oni ĝenerale uzas importitan pesilon kun pezoperdo. La polietilena rezino kaj antioksidanto estas mezuritaj kaj enmetitaj tra la eniga aperturo de la eltrudilo, dum la silano kaj iniciatilo estas injektitaj per pumpilo por likva materialo en la duan aŭ trian barelon de la eltrudilo.
(3) Ekstruda greftado. La greftadprocezo de silano estas kompletigita en la eltrudilo. La procezaj agordoj de la eltrudilo, inkluzive de temperaturo, ŝraŭba kombinaĵo, ŝraŭba rapido kaj nutra rapido, devas sekvi la principon, ke la materialo en la unua sekcio de la eltrudilo povas esti plene fandita kaj miksita unuforme, kiam trofrua malkomponiĝo de la peroksido ne estas dezirata, kaj ke la plene unuforma materialo en la dua sekcio de la eltrudilo devas esti plene malkomponita kaj la greftadprocezo kompletigita. Tipaj temperaturoj de la ekstrudila sekcio (LDPE) estas montritaj en Tabelo 1.
Tabelo 1 Temperaturoj de la du-ŝtupaj eltrudilaj zonoj
| Laborzono | Zono 1 | Zono 2 | Zono 3 ① | Zono 4 | Zono 5 |
| Temperaturo P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Laborzono | Zono 6 | Zono 7 | Zono 8 | Zono 9 | Buŝa ĵetkubo |
| Temperaturo °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① estas kie la silano estas aldonita.
La rapido de la ŝraŭbo de la eltrudilo determinas la restadtempon kaj la miksan efikon de la materialo en la eltrudilo. Se la restadtempo estas mallonga, la peroksida malkomponiĝo estas nekompleta; se la restadtempo estas tro longa, la viskozeco de la eltrudita materialo pliiĝas. Ĝenerale, la averaĝa restadtempo de la granulo en la eltrudilo devas esti kontrolita je duoniĝotempo de la iniciatinto de la malkomponiĝo je 5-10 fojoj. La nutra rapido ne nur havas certan efikon sur la restadtempo de la materialo, sed ankaŭ sur la miksado kaj tondado de la materialo. Elekti taŭgan nutra rapidon ankaŭ estas tre grava.
(4) Pakado. Du-ŝtupa silana krucligita izola materialo estu pakita en aluminio-plastaj kompozitaj saketoj en rekta aero por forigi humidon.
5. Unupaŝa silana krucligita polietilena izola materiala produktadprocezo
Unupaŝa silana krucligita polietilena izolaĵa materialo pro sia greftadprocezo estas uzata en la eltrudado de kabla izolaĵa kerno en kablofabriko, do la eltruda temperaturo de la kabloizolaĵa kabloizolaĵa estas signife pli alta ol la du-ŝtupa metodo. Kvankam la unupaŝa silana krucligita polietilena izolaĵa formulo estis plene konsiderata por la rapida disvastiĝo de iniciatinto kaj silano kaj materiala ŝirado, la greftadprocezo devas esti garantiita per la temperaturo, kio estas la unupaŝa silana krucligita polietilena izolaĵa produktadfabriko plurfoje emfazis la gravecon de la ĝusta elekto de la eltruda temperaturo, la ĝenerala rekomendita eltruda temperaturo estas montrita en Tabelo 2.
Tabelo 2 Unupaŝa ekstrudila temperaturo de ĉiu zono (unuo: ℃)
| Zono | Zono 1 | Zono 2 | Zono 3 | Zono 4 | Flanĝo | Kapo |
| Temperaturo | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Tio estas unu el la malfortoj de la unu-paŝa silano-krucligita polietilena procezo, kiu ĝenerale ne estas necesa dum eltrudado de kabloj en du paŝoj.
6. Produktadekipaĵo
La produktada ekipaĵo estas grava garantio de procesregado. La produktado de silanaj krucligitaj kabloj postulas tre altan gradon de procesregada precizeco, do la elekto de produktada ekipaĵo estas aparte grava.
La produktado de du-ŝtupa silano-krucligita polietilena izolaĵa materialo. Materiala produktada ekipaĵo, nuntempe pli hejmaj izotropaj paralelaj ĝemel-ŝraŭbaj eltrudiloj kun importita senpeza pesado, tiaj aparatoj povas plenumi la postulojn de procezkontrola precizeco, la elekto de longo kaj diametro de la ĝemel-ŝraŭba eltrudilo por certigi la materialan restadtempon, la elekto de importita senpeza pesado por certigi la precizecon de la ingrediencoj. Kompreneble, estas multaj detaloj de la ekipaĵo, al kiuj oni bezonas plenan atenton.
Kiel menciite antaŭe, la unupaŝaj silane-krucligitaj kablaj produktadaj ekipaĵoj en la kablofabriko estas importitaj, multekostaj, hejmaj ekipaĵoproduktantoj ne havas similan produktadan ekipaĵon, la kialo estas la manko de kunlaboro inter ekipaĵoproduktantoj kaj formulo- kaj procezesplorantoj.
7. Silano natura krucligita polietilena izola materialo
Natura krucligita polietilena izola materialo el silano, evoluigita en la lastaj jaroj, povas esti krucligita sub naturaj kondiĉoj ene de kelkaj tagoj, sen vaporo aŭ varma akvomergado. Kompare kun la tradicia metodo de silano-krucligado, ĉi tiu materialo povas redukti la produktadprocezon por kablofabrikistoj, plue reduktante produktokostojn kaj pliigante produktadan efikecon. Nature krucligita polietilena izolado el silano estas ĉiam pli agnoskata kaj uzata de kablofabrikistoj.
En la lastaj jaroj, hejma silana natura krucligita polietilena izolado maturiĝis kaj estas produktita en grandaj kvantoj, kun certaj avantaĝoj rilate al prezo kompare kun importitaj materialoj.
7. 1 Formulaj ideoj por silanaj nature krucligitaj polietilenaj izolaĵoj
Silanaj naturaj krucligitaj polietilenaj izolaĵoj estas produktitaj per du-ŝtupa procezo, kun la sama formulo konsistanta el baza rezino, iniciatinto, silano, antioksidanto, polimeriga inhibiciilo kaj katalizilo. La formulo de silanaj naturaj krucligitaj polietilenaj izoliloj baziĝas sur pliigo de la silana greftrapideco de la A-materialo kaj elekto de pli efika katalizilo ol silanaj varmakvaj krucligitaj polietilenaj izoliloj. La uzo de A-materialoj kun pli alta silana greftrapideco kombinita kun pli efika katalizilo ebligos al la silana krucligita polietilena izolilo rapide krucligiĝi eĉ je malaltaj temperaturoj kaj kun nesufiĉa humideco.
La A-materialoj por importitaj silanaj nature krucligitaj polietilenaj izoliloj estas sintezitaj per kopolimerizado, kie la silana enhavo povas esti kontrolita je alta nivelo, dum la produktado de A-materialoj kun altaj greftrapidecoj per greftado de silano estas malfacila. La baza rezino, iniciatinto kaj silano uzataj en la recepto devus esti variigitaj kaj adaptitaj laŭ diverseco kaj aldono.
La elekto de la rezistaĵo kaj la alĝustigo de ĝia dozo ankaŭ estas decidaj, ĉar pliiĝo de la greftrapideco de la silano neeviteble kondukas al pli da kromreagoj de CC-krucligado. Por plibonigi la prilaboran fluecon kaj surfacan staton de la A-materialo por posta kablo-eltrudado, taŭga kvanto de polimeriga inhibiciilo estas necesa por efike inhibicii CC-krucligadon kaj antaŭan antaŭ-krucligadon.
Krome, kataliziloj ludas gravan rolon en pliigo de la krucligripo kaj devus esti elektitaj kiel efikaj kataliziloj enhavantaj transirmetalo-liberajn elementojn.
7. 2 Krucliga tempo de silanaj nature krucligitaj polietilenaj izolaĵoj
La tempo bezonata por kompletigi la krucligadon de silano-natura krucligita polietilena izolado en ĝia natura stato dependas de la temperaturo, humideco kaj dikeco de la izola tavolo. Ju pli alta la temperaturo kaj humideco, des pli maldika la dikeco de la izola tavolo, des pli mallonga la krucliga tempo bezonata, kaj des pli longa la malo. Ĉar la temperaturo kaj humideco varias de regiono al regiono kaj de sezono al sezono, eĉ en la sama loko kaj samtempe, la temperaturo kaj humideco hodiaŭ kaj morgaŭ estos malsamaj. Tial, dum la uzado de la materialo, la uzanto devas determini la krucligan tempon laŭ la loka kaj reganta temperaturo kaj humideco, same kiel la specifoj de la kablo kaj la dikeco de la izola tavolo.
Afiŝtempo: 13-a de aŭgusto 2022