Abstrak: Prinsip cross-linking, klasifikasi, formulasi, prosés sareng peralatan bahan insulasi polietilen cross-linked silane pikeun kawat sareng kabel dijelaskeun sacara singget, sareng sababaraha ciri bahan insulasi polietilen cross-linked silane sacara alami dina aplikasi sareng panggunaan ogé faktor-faktor anu mangaruhan kaayaan cross-linking bahan diwanohkeun.
Kecap konci: Silang silan; Silang alami; Polietilen; Insulasi; Kawat jeung kabel
Bahan kabel polietilen silang silana ayeuna seueur dianggo dina industri kawat sareng kabel salaku bahan insulasi pikeun kabel listrik tegangan rendah. Bahan dina pembuatan kawat sareng kabel silang, sareng silang peroksida sareng silang iradiasi dibandingkeun sareng peralatan manufaktur anu diperyogikeun nyaéta saderhana, gampang dioperasikeun, biaya komprehensif anu murah sareng kaunggulan sanésna, parantos janten bahan utama pikeun kabel silang tegangan rendah kalayan insulasi.
1. Prinsip sambungan silang bahan kabel silane
Aya dua prosés utama anu kalibet dina nyieun polietilén anu dihijikeun silang silana: nyangkok sareng ngahiji silang. Dina prosés nyangkok, polimér kaleungitan atom-H na dina atom karbon tersiér dina pangaruh inisiator bébas sareng pirolisis janten radikal bébas, anu ngaréaksikeun sareng gugus –CH = CH2 tina vinil silana pikeun ngahasilkeun polimér anu dihijikeun anu ngandung gugus éster trioksisilil. Dina prosés ngahiji silang, polimér cangkok mimitina dihidrolisis ku ayana cai pikeun ngahasilkeun silanol, sareng –OH ngakondensasi sareng gugus Si-OH anu caket pikeun ngabentuk beungkeut Si-O-Si, sahingga ngahiji silang makromolekul polimér.
2. Bahan kabel silang silana sareng metode produksi kabelna
Sakumaha anjeun terang, aya metode produksi dua léngkah sareng hiji léngkah pikeun kabel silan anu dihubungkeun silang sareng kabelna. Bédana antara metode dua léngkah sareng metode hiji léngkah aya dina dimana prosés cangkok silan dilaksanakeun, prosés cangkok di produsén bahan kabel pikeun metode dua léngkah, prosés cangkok di pabrik manufaktur kabel pikeun metode hiji léngkah. Bahan insulasi polietilen silan dua léngkah anu dihubungkeun silang kalayan pangsa pasar panggedéna diwangun ku anu disebut bahan A sareng B, kalayan bahan A nyaéta polietilen anu dicangkok ku silan sareng bahan B nyaéta master batch katalis. Inti insulasi teras dihubungkeun silang dina cai haneut atanapi uap.
Aya jinis insulator polietilen silang silan dua léngkah anu sanés, dimana bahan A dihasilkeun ku cara anu béda, ku cara ngenalkeun vinil silan langsung kana polietilen nalika sintésis pikeun kéngingkeun polietilen kalayan ranté cabang silan.
Métode hiji léngkah ogé gaduh dua jinis, prosés hiji léngkah tradisional nyaéta rupa-rupa bahan baku numutkeun rumus dina babandingan sistem pangukuran presisi khusus, kana extruder khusus anu dirancang khusus dina hiji léngkah pikeun ngalengkepan cangkok sareng ékstrusi inti insulasi kabel, dina prosés ieu, teu aya granulasi, teu kedah partisipasi pabrik bahan kabel, ku pabrik kabel pikeun ngalengkepan nyalira. Peralatan produksi kabel cross-linked silane hiji léngkah sareng téknologi formulasi ieu biasana diimpor ti luar negeri sareng mahal.
Jenis séjén tina bahan insulasi poliétilén silang silan hiji léngkah anu dihasilkeun ku produsén bahan kabel, nyaéta sadaya bahan baku numutkeun rumus dina babandingan metode khusus pikeun nyampur, ngabungkus sareng ngajual, teu aya bahan A sareng bahan B, pabrik kabel tiasa langsung aya dina extruder pikeun ngalengkepan léngkah dina waktos anu sami nyangkok sareng ékstrusi inti insulasi kabel. Fitur unik tina metode ieu nyaéta teu aya kabutuhan pikeun extruder khusus anu mahal, sabab prosés nyangkok silan tiasa réngsé dina extruder PVC biasa, sareng metode dua léngkah ngaleungitkeun kabutuhan pikeun nyampur bahan A sareng B sateuacan ékstrusi.
3. Komposisi formulasi
Formulasi bahan kabel polietilen silang silan umumna diwangun ku bahan dasar résin, inisiator, silan, antioksidan, inhibitor polimérisasi, katalis, jsb.
(1) Résin dasar umumna mangrupa résin poliétilén kapadetan handap (LDPE) kalayan indéks lebur (MI) 2, tapi nembe waé, kalayan kamekaran téknologi résin sintétis sareng tekanan biaya, poliétilén kapadetan handap linier (LLDPE) ogé parantos dianggo atanapi sabagian dianggo salaku résin dasar pikeun bahan ieu. Résin anu béda sering gaduh dampak anu signifikan kana cangkok sareng cross-linking kusabab bédana dina struktur makromolekul internalna, janten formulasi bakal dirobih ku ngagunakeun résin dasar anu béda atanapi jinis résin anu sami ti produsén anu béda.
(2) Inisiator anu umumna dianggo nyaéta diisopropil péroksida (DCP), konci na nyaéta pikeun nangkep jumlah masalahna, sakedik teuing pikeun nyababkeun cangkok silan henteu cekap; seueur teuing pikeun nyababkeun cross-linking poliétilén, anu ngirangan fluiditasna, permukaan inti insulasi anu diekstrusi kasar, sistem hésé dipencet. Kusabab jumlah inisiator anu ditambahkeun sakedik pisan sareng sénsitip, penting pikeun nyebarkeunana sacara rata, janten umumna ditambahkeun babarengan sareng silan.
(3) Silana umumna dianggo nyaéta silana vinil teu jenuh, kalebet vinil trimetoksisilana (A2171) sareng vinil trietoksisilana (A2151), kusabab laju hidrolisis A2171 anu gancang, janten langkung seueur anu milih A2171. Nya kitu, aya masalah nambihan silana, produsén bahan kabel ayeuna nyobian ngahontal wates handapna pikeun ngirangan biaya, kusabab silana diimpor, hargana langkung mahal.
(4) Antioksidan nyaéta pikeun mastikeun stabilitas pamrosésan poliétilén sareng kabel anti-aging sareng ditambahkeun, antioksidan dina prosés cangkok silan gaduh peran pikeun ngahambat réaksi cangkok, janten prosés cangkok, panambahan antioksidan kedah ati-ati, jumlah anu ditambahkeun pikeun mertimbangkeun jumlah DCP pikeun cocog sareng pilihan. Dina prosés cross-linking dua léngkah, kaseueuran antioksidan tiasa ditambahkeun dina master batch katalis, anu tiasa ngirangan dampak kana prosés cangkok. Dina prosés cross-linking hiji léngkah, antioksidan aya dina sakabéh prosés cangkok, janten pilihan spésiés sareng jumlah langkung penting. Antioksidan anu umum dianggo nyaéta 1010, 168, 330, jsb.
(5) Inhibitor polimérisasi ditambahkeun pikeun ngahalangan sababaraha prosés cangkok sareng cross-linking tina réaksi samping anu lumangsung, dina prosés cangkok pikeun nambihan agén anti-cross-linking, tiasa sacara efektif ngirangan kajadian cross-linking C2C, sahingga ningkatkeun fluiditas pamrosésan, salian ti éta, panambahan cangkok dina kaayaan anu sami bakal didahului ku hidrolisis silan dina inhibitor polimérisasi anu tiasa ngirangan hidrolisis polietilen anu dicangkok, pikeun ningkatkeun stabilitas jangka panjang bahan cangkok.
(6) Katalis seringna mangrupa turunan organotin (iwal ti crosslinking alami), anu paling umum nyaéta dibutiltin dilaurat (DBDTL), anu umumna ditambahkeun dina bentuk masterbatch. Dina prosés dua léngkah, cangkokan (bahan A) sareng master batch katalis (bahan B) dibungkus misah sareng bahan A sareng B dicampur sateuacan ditambahkeun kana extruder pikeun nyegah pra-crosslinking bahan A. Dina kasus insulasi polietilén silang silan hiji léngkah, polietilén dina bungkusna tacan dicangkok, janten teu aya masalah pra-crosslinking sareng ku kituna katalis henteu kedah dibungkus misah.
Salian ti éta, aya silana majemuk anu sayogi di pasaran, nyaéta kombinasi silana, inisiator, antioksidan, sababaraha pelumas sareng agén anti-tambaga, sareng umumna dianggo dina metode cross-linking silana hiji léngkah dina pabrik kabel.
Ku kituna, formulasi insulasi polietilén silan cross-linked, anu komposisina henteu dianggap rumit pisan sareng sayogi dina inpormasi anu relevan, tapi formulasi produksi anu pas, tunduk kana sababaraha panyesuaian pikeun ngarengsekeun, anu meryogikeun pamahaman lengkep ngeunaan peran komponén dina formulasi sareng hukum dampakna kana kinerja sareng pangaruh silih.
Dina rupa-rupa bahan kabel, bahan kabel silan cross-linked (boh dua léngkah atanapi hiji léngkah) dianggap hiji-hijina rupa-rupa prosés kimia anu lumangsung dina ékstrusi, variétas séjén sapertos bahan kabel polivinil klorida (PVC) sareng bahan kabel polietilen (PE), prosés granulasi ékstrusi mangrupikeun prosés nyampur fisik, sanaos bahan kabel cross-linking kimiawi sareng iradiasi cross-linking, naha dina prosés granulasi ékstrusi, atanapi sistem Kabel ékstrusi, teu aya prosés kimia anu lumangsung, janten, dina babandingan, produksi bahan kabel silan cross-linked sareng ékstrusi insulasi kabel, kontrol prosés langkung penting.
4. Prosés produksi insulasi polietilen silang silana dua léngkah
Prosés produksi bahan insulasi polietilen silang silan dua léngkah A tiasa digambarkeun sacara singget ku Gambar 1.
Gambar 1 Prosés produksi bahan insulasi polietilen silang silana dua léngkah A
Sababaraha poin konci dina prosés produksi insulasi polietilen silang silan dua léngkah:
(1) Pangeringan. Kusabab résin polietilén ngandung saeutik cai, nalika diékstrusi dina suhu anu luhur, cai gancang réaksi sareng gugus silil pikeun ngahasilkeun cross-linking, anu ngirangan fluiditas lebur sareng ngahasilkeun pre-cross-linking. Bahan anu parantos réngsé ogé ngandung cai saatos didinginkan ku cai, anu ogé tiasa nyababkeun pre-crosslinking upami henteu dicabut, sareng ogé kedah dikeringkeun. Pikeun mastikeun kualitas pangeringan, unit pangeringan jero dianggo.
(2) Pangukuran. Kusabab akurasi formulasi bahan penting, timbangan impor pikeun ngukur beurat anu leungit umumna dianggo. Résin polietilen sareng antioksidan diukur sareng dialirkeun ngaliwatan liang asupan ékstruder, sedengkeun silana sareng inisiator diinjeksi ku pompa bahan cair dina laras kadua atanapi katilu ékstruder.
(3) Cangkok ékstrusi. Prosés cangkok silana réngsé dina ékstruder. Setélan prosés ékstruder, kalebet suhu, kombinasi sekrup, kecepatan sekrup sareng laju asupan, kedah nuturkeun prinsip yén bahan dina bagian kahiji ékstruder tiasa dilebur sapinuhna sareng dicampur rata, nalika dékomposisi prématur péroksida henteu dipikahoyong, sareng yén bahan anu seragam sapinuhna dina bagian kadua ékstruder kedah didekomposisi sapinuhna sareng prosés cangkok réngsé. Suhu bagian ékstruder has (LDPE) dipidangkeun dina Tabel 1.
Tabel 1 Suhu zona ékstruder dua léngkah
| Zona gawé | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Suhu P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zona gawé | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Baham paeh |
| Suhu °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①éta tempat silana ditambahkeun.
Laju sekrup extruder nangtukeun waktos cicing sareng pangaruh nyampur bahan dina extruder, upami waktos cicing pondok, dékomposisi péroksida henteu lengkep; upami waktos cicing panjang teuing, viskositas bahan anu diekstrusi ningkat. Sacara umum, waktos cicing rata-rata granul dina extruder kedah dikontrol dina satengah umur dékomposisi inisiator 5-10 kali. Laju tuang henteu ngan ukur gaduh dampak anu tangtu kana waktos cicing bahan, tapi ogé kana nyampur sareng ngagésér bahan, milih laju tuang anu pas ogé penting pisan.
(4) Bungkusan. Bahan insulasi silan dua léngkah anu dihijikeun silang kedah dibungkus dina kantong komposit aluminium-plastik dina hawa langsung pikeun ngaleungitkeun kalembaban.
5. Prosés produksi bahan insulasi polietilen silang silan hiji léngkah
Bahan insulasi polietilén silang silan hiji léngkah kusabab prosés cangkokna aya dina ékstrusi pabrik kabel inti insulasi kabel, janten suhu ékstrusi insulasi kabel sacara signifikan langkung luhur tibatan metode dua léngkah. Sanaos rumus insulasi polietilén silang silan hiji léngkah parantos dipertimbangkeun sacara lengkep dina dispersi gancang inisiator sareng silan sareng geseran bahan, tapi prosés cangkok kedah dijamin ku suhu, nyaéta pabrik produksi insulasi polietilén silang silan hiji léngkah anu sababaraha kali nekenkeun pentingna pilihan suhu ékstrusi anu leres, suhu ékstrusi anu disarankeun sacara umum dipidangkeun dina Tabel 2.
Tabel 2 Suhu ékstruder hiji léngkah pikeun unggal zona (unit: ℃)
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Flens | Hulu |
| Suhu | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Ieu mangrupikeun salah sahiji kalemahan tina prosés polietilen silang silan hiji léngkah, anu umumna henteu diperyogikeun nalika ngékstrusi kabel dina dua léngkah.
6. Peralatan produksi
Peralatan produksi mangrupikeun jaminan anu penting pikeun kontrol prosés. Produksi kabel silang silan meryogikeun tingkat akurasi kontrol prosés anu luhur pisan, janten pilihan peralatan produksi penting pisan.
Produksi bahan insulasi polietilen silang silan dua léngkah A alat produksi bahan, ayeuna langkung seueur extruder twin-screw paralel isotropik domestik kalayan timbangan tanpa beurat impor, alat sapertos kitu tiasa nyumponan sarat akurasi kontrol prosés, pilihan panjang sareng diaméter extruder twin-screw pikeun mastikeun yén waktos tinggal bahan, pilihan timbangan tanpa beurat impor pikeun mastikeun akurasi bahan. Tangtosna aya seueur detil alat anu kedah dipasihkeun perhatian pinuh.
Sakumaha anu parantos disebatkeun sateuacanna, alat produksi kabel silang silan hiji léngkah di pabrik kabel diimpor, mahal, produsén alat domestik henteu gaduh alat produksi anu sami, alesanna nyaéta kurangna kerjasama antara produsén alat sareng panaliti rumus sareng prosés.
7. Bahan insulasi polietilen silang alami silana
Bahan insulasi polietilen silang alami silana anu dikembangkeun dina sababaraha taun ka pengker tiasa disambung silang dina kaayaan alami dina sababaraha dinten, tanpa kedah direndam dina uap atanapi cai haneut. Dibandingkeun sareng metode silana silang tradisional, bahan ieu tiasa ngirangan prosés produksi pikeun produsén kabel, langkung ngirangan biaya produksi sareng ningkatkeun efisiensi produksi. Insulasi polietilen silang alami silana beuki dikenal sareng dianggo ku produsén kabel.
Dina sababaraha taun ka pengker, insulasi polietilén silang alami silana domestik parantos dewasa sareng diproduksi dina jumlah anu ageung, kalayan kaunggulan harga anu tangtu dibandingkeun sareng bahan impor.
7. 1 Ide formulasi pikeun insulasi polietilen silang alami silana
Insulasi polietilen silang alami silana dihasilkeun dina prosés dua léngkah, kalayan formulasi anu sami anu diwangun ku résin dasar, inisiator, silana, antioksidan, inhibitor polimérisasi sareng katalis. Formulasi insulator polietilen silang alami silana dumasar kana ningkatkeun laju cangkok silana tina bahan A sareng milih katalis anu langkung efisien tibatan insulator polietilen silang cai haneut silana. Panggunaan bahan A kalayan laju cangkok silana anu langkung luhur digabungkeun sareng katalis anu langkung efisien bakal ngamungkinkeun insulator polietilen silang silana pikeun gancang ngahubungkeun silang sanajan dina suhu anu handap sareng kalayan kalembaban anu henteu cekap.
Bahan-A pikeun insulator polietilen silang silang alami silana impor disintésis ku kopolimerisasi, dimana eusi silana tiasa dikontrol dina tingkat anu luhur, sedengkeun produksi bahan-A kalayan laju cangkok anu luhur ku cara nyangkok silana hésé. Résin dasar, inisiator, sareng silana anu dianggo dina resep kedah divariasikeun sareng disaluyukeun dina hal variasi sareng panambahan.
Pilihan résistansi sareng panyesuaian dosisna ogé penting pisan, sabab paningkatan laju cangkok silana pasti bakal nyababkeun langkung seueur réaksi sisi crosslinking CC. Pikeun ningkatkeun fluiditas pamrosésan sareng kaayaan permukaan bahan A pikeun ékstrusi kabel salajengna, jumlah inhibitor polimérisasi anu cocog diperyogikeun pikeun sacara efektif ngahambat crosslinking CC sareng pra-crosslinking sateuacana.
Salian ti éta, katalis maénkeun peran penting dina ningkatkeun laju crosslinking sareng kedah dipilih salaku katalis efisien anu ngandung unsur bébas logam transisi.
7. 2 Waktu crosslinking tina insulasi polietilen silang alami silana
Waktu anu diperyogikeun pikeun ngalengkepan cross-linking insulasi polietilén cross-linked alami silane dina kaayaan alami gumantung kana suhu, kalembaban sareng ketebalan lapisan insulasi. Beuki luhur suhu sareng kalembaban, beuki ipis ketebalan lapisan insulasi, beuki pondok waktos crosslinking anu diperyogikeun, sareng beuki lami sabalikna. Kusabab suhu sareng kalembaban bénten-bénten ti daérah ka daérah sareng ti usum ka usum, bahkan di tempat anu sami sareng dina waktos anu sami, suhu sareng kalembaban ayeuna sareng énjing bakal béda. Ku alatan éta, nalika nganggo bahan, pangguna kedah nangtukeun waktos cross-linking numutkeun suhu sareng kalembaban lokal sareng anu berlaku, ogé spésifikasi kabel sareng ketebalan lapisan insulasi.
Waktos posting: 13-Agu-2022