Перформансите на изолационите материјали директно влијаат на квалитетот, ефикасноста на обработката и опсегот на примена на жиците и каблите. Перформансите на изолационите материјали директно влијаат на квалитетот, ефикасноста на обработката и опсегот на примена на жиците и каблите.
1. ПВЦ жици и кабли од поливинил хлорид
Поливинил хлорид (во понатамошниот текстПВЦ) изолационите материјали се мешавини во кои стабилизатори, пластификатори, средства за забавување на пламенот, лубриканти и други адитиви се додаваат во PVC прав. Според различните примени и карактеристични барања на жиците и каблите, формулата се прилагодува соодветно. По децении производство и примена, технологијата на производство и преработка на PVC сега е многу зрела. PVC изолациониот материјал има многу широка примена во областа на жиците и каблите и има свои посебни карактеристики:
A. Технологијата на производство е зрела, лесна за обликување и обработка. Во споредба со другите видови материјали за изолација на кабли, таа не само што има ниска цена, туку може ефикасно да ја контролира разликата во бојата, сјајот, печатењето, ефикасноста на обработката, мекоста и тврдоста на површината на жицата, адхезијата на проводникот, како и механичките и физичките својства и електричните својства на самата жица.
Б. Има одлични перформанси на отпорност на пламен, па затоа жиците изолирани со PVC лесно можат да ги задоволат оценките на отпорност на пламен пропишани со различни стандарди.
C. Во однос на отпорноста на температурата, преку оптимизација и подобрување на формулите на материјалите, моментално најчесто користените видови на PVC изолација главно ги вклучуваат следните три категории:
Што се однесува до номиналниот напон, генерално се користи во напонски нивоа оценети на 1000V AC и помалку, и може да се примени широко во индустрии како што се апарати за домаќинство, инструменти и броила, осветлување и мрежна комуникација.
ПВЦ, исто така, има некои вродени недостатоци што ја ограничуваат неговата примена:
A. Поради високата содржина на хлор, при горење ќе испушти голема количина густ чад, што може да предизвика задушување, да влијае на видливоста и да произведе некои канцерогени материи и HCl гас, предизвикувајќи сериозна штета на животната средина. Со развојот на технологијата за производство на изолациски материјали со низок чад и нула халогени, постепената замена на PVC изолацијата стана неизбежен тренд во развојот на кабли.
Б. Обичната PVC изолација има слаба отпорност на киселини и алкалии, топлинско масло и органски растворувачи. Според хемискиот принцип „слично се раствора слично“, PVC жиците се многу склони кон оштетување и пукање во споменатата специфична средина. Сепак, со своите одлични перформанси на обработка и ниска цена, PVC каблите сè уште се широко користени во апарати за домаќинство, светилки, механичка опрема, инструменти и броила, мрежна комуникација, градежно ожичување и други области.
2. Вкрстено поврзани полиетиленски жици и кабли
Вкрстено поврзан PE (во понатамошниот текстXLPE) е вид на полиетилен кој може да се трансформира од линеарна молекуларна структура во тродимензионална тродимензионална структура под одредени услови под дејство на високоенергетски зраци или средства за вкрстено поврзување. Во исто време, се трансформира од термопластична во нерастворлива термореактивна пластика.
Во моментов, во примената на изолација од жици и кабли, постојат главно три методи на вкрстено поврзување:
A. Вкрстено поврзување со пероксид: Прво вклучува употреба на полиетиленска смола во комбинација со соодветни средства за вкрстено поврзување и антиоксиданси, а потоа додавање на други компоненти по потреба за да се добијат честички од полиетиленска смеса што можат да се вкрстено поврзуваат. За време на процесот на екструдирање, вкрстеното поврзување се случува преку цевки со врела пареа.
Б. Вкрстено поврзување со силан (вкрстено поврзување со топла вода): Ова е исто така метод на хемиско вкрстено поврзување. Неговиот главен механизам е вкрстено поврзување на органосилоксан и полиетилен под специфични услови,
и степенот на вкрстено поврзување генерално може да достигне околу 60%.
C. Вкрстено поврзување со зрачење: Користи зраци со висока енергија како што се R-зраци, алфа-зраци и електронски зраци за да ги активира јаглеродните атоми во полиетиленските макромолекули и да предизвика вкрстено поврзување. Зраците со висока енергија што најчесто се користат во жиците и каблите се електронски зраци генерирани од електронски забрзувачи. Бидејќи ова вкрстено поврзување се потпира на физичка енергија, спаѓа во физичко вкрстено поврзување.
Горенаведените три различни методи на вкрстено поврзување имаат различни карактеристики и примени:
Во споредба со термопластичниот полиетилен (PVC), XLPE изолацијата ги има следниве предности:
A. Ја зголеми отпорноста на топлинска деформација, ги подобри механичките својства на високи температури и ја подобри отпорноста на пукање од стрес на животната средина и стареење од топлина.
Б. Има подобрена хемиска стабилност и отпорност на растворувачи, намален проток на студ и во основа ги одржува оригиналните електрични перформанси. Долгорочната работна температура може да достигне 125℃ и 150℃. Изолираната жица и кабел од вкрстено поврзан полиетилен, исто така, ја подобрува отпорноста на краток спој, а нејзината краткорочна температурна отпорност може да достигне 250℃, за жици и кабли со иста дебелина, капацитетот на пренос на струја на вкрстено поврзаниот полиетилен е многу поголем.
C. Има одлични механички, водоотпорни и отпорни на зрачење својства, па затоа е широко користен во различни области. Како што се: внатрешни жици за поврзување за електрични апарати, моторни кабли, кабли за осветлување, нисконапонски жици за контрола на сигнали за автомобили, жици за локомотиви, жици и кабли за метроа, кабли за заштита на животната средина за рудници, морски кабли, кабли за поставување нуклеарна енергија, високонапонски жици за телевизија, високонапонски жици за рендгенско палење и жици и кабли за пренос на енергија, итн.
XLPE изолираните жици и кабли имаат значајни предности, но исто така имаат и некои вродени недостатоци што ја ограничуваат нивната примена:
A. Лоша отпорност на топлина на адхезија. При обработка и употреба на жици над нивната номинална температура, лесно е жиците да се залепат една за друга. Во тешки случаи, тоа може да доведе до оштетување на изолацијата и кратки споеви.
Б. Слаба отпорност на топлинска спроводливост. На температури над 200℃, изолацијата на жиците станува екстремно мека. Кога се изложени на надворешна сила, притискање или судир, склоно е кон сечење на жиците и краток спој.
C. Тешко е да се контролира разликата во бојата помеѓу сериите. Проблеми како што се гребнатини, избелување и лупење на печатените знаци се склони кон појава за време на обработката.
D. XLPE изолацијата со степен на отпорност на температура од 150℃ е целосно без халогени и може да го помине тестот за согорување VW-1 во согласност со стандардите UL1581, додека одржува одлични механички и електрични својства. Сепак, сè уште постојат одредени тесни грла во производствената технологија, а цената е висока.
3. Силиконски гумени жици и кабли
Полимерните молекули на силиконската гума се синџирни структури формирани од SI-O (силикон-кислород) врски. SI-O врската е 443,5 KJ/MOL, што е многу повисока од енергијата на CC врската (355 KJ/MOL). Повеќето силиконски гумени жици и кабли се произведуваат преку процеси на ладно екструдирање и вулканизација на висока температура. Меѓу различните синтетички гумени жици и кабли, поради својата единствена молекуларна структура, силиконската гума има супериорни перформанси во споредба со другите обични гуми.
A. Таа е исклучително мека, има добра еластичност, е без мирис и нетоксична, не се плаши од високи температури и може да издржи силен студ. Работниот температурен опсег е од -90 до 300℃. Силиконската гума има многу подобра отпорност на топлина од обичната гума. Може да се користи континуирано на 200℃ и во одреден временски период на 350℃.
Б. Одлична отпорност на временски услови. Дури и по долготрајна изложеност на ултравиолетови зраци и други климатски услови, неговите физички својства претрпеле само мали промени.
C. Силиконската гума има многу висок отпор и нејзината отпорност останува стабилна во широк опсег на температури и фреквенции.
Во меѓувреме, силиконската гума има одлична отпорност на високонапонско коронско празнење и лачно празнење. Жиците и каблите изолирани со силиконска гума ги имаат горенаведените низи предности и се широко користени во жици за високонапонски уреди за телевизори, жици отпорни на висока температура за микробранови печки, жици за индукциски шпорети, жици за садови за кафе, кабли за ламби, UV опрема, халогени ламби, жици за внатрешно поврзување за рерни и вентилатори, особено во областа на мали апарати за домаќинство.
Сепак, некои од неговите сопствени недостатоци ја ограничуваат и неговата поширока примена. На пример:
A. Слаба отпорност на кинење. За време на обработката или употребата, склони се кон оштетување поради стискање, гребење и стружење од надворешна сила, што може да предизвика краток спој. Тековната заштитна мерка е да се додаде слој од стаклени влакна или полиестерски влакна отпорни на висока температура исплетени надвор од силиконската изолација. Сепак, за време на обработката, сè уште е потребно да се избегнат повреди предизвикани од стискање од надворешна сила колку што е можно повеќе.
Б. Вулканизирачкото средство кое моментално главно се користи во вулканизирачкото обликување е двојно, двојно, четирикратно. Ова вулканизирачко средство содржи хлор. Вулканизирачките средства без халогени (како што е платинското вулканизирање) имаат строги барања за температурата на производствената средина и се скапи. Затоа, при обработка на жичени снопови, треба да се земат предвид следниве точки: притисокот на тркалото за притисок не треба да биде превисок. Најдобро е да се користи гумен материјал за да се спречи кршење за време на производствениот процес, што може да доведе до слаба отпорност на притисок.
4. Вкрстено поврзана жица од гума од етилен-пропилен-диен мономер (EPDM) (XLEPDM)
Вкрстено поврзаната гума од етилен-пропилен-диен мономер (EPDM) е терполимер од етилен, пропилен и неконјугиран диен, кој е вкрстено поврзан преку хемиски или методи на зрачење. Вкрстено поврзаната EPDM гумена изолирана жица ги комбинира предностите и на полиолефинската изолирана жица и на обичната гумена изолирана жица:
A. Мека, флексибилна, еластична, нелеплива на високи температури, долготрајна отпорност на стареење и отпорна на сурови временски услови (-60 до 125℃).
Б. Отпорност на озон, отпорност на УВ зрачење, отпорност на електрична изолација и отпорност на хемиска корозија.
C. Отпорноста на масло и растворувачи е споредлива со онаа на изолацијата од хлоропренска гума за општа намена. Се обработува со обична опрема за топло екструдирање и се користи вкрстено поврзување со зрачење, што е едноставно за обработка и има ниска цена. Жиците изолирани со вкрстена гума од етилен пропилен диен мономер (EPDM) имаат горенаведени бројни предности и се широко користени во области како што се кабли за компресори за ладење, водоотпорни кабли за мотори, кабли за трансформатори, мобилни кабли во рудници, дупчење, автомобили, медицински помагала, бродови и општо внатрешно ожичување на електрични апарати.
Главните недостатоци на XLEPDM жиците се:
A. Како и XLPE и PVC жиците, има релативно слаба отпорност на кинење.
Б. Лошата адхезија и самолепливост влијаат врз последователната обработливост.
5. Флуоропластични жици и кабли
Во споредба со вообичаените полиетиленски и поливинилхлоридни кабли, флуоропластичните кабли ги имаат следниве истакнати карактеристики:
A. Флуоропластиките отпорни на високи температури имаат извонредна термичка стабилност, што им овозможува на флуоропластичните кабли да се прилагодат на средини со високи температури од 150 до 250 степени Целзиусови. Под услов на спроводници со ист пресек, флуоропластичните кабли можат да пренесат поголема дозволена струја, со што значително се проширува опсегот на примена на овој тип изолирана жица. Поради ова уникатно својство, флуоропластичните кабли често се користат за внатрешно ожичување и жици во авиони, бродови, печки за високи температури и електронска опрема.
Б. Добра отпорност на пламен: Флуоропластиките имаат висок индекс на кислород, а при горење, опсегот на ширење на пламенот е мал, што создава помалку чад. Жицата направена од него е погодна за алати и места со строги барања за отпорност на пламен. На пример: компјутерски мрежи, метроа, возила, високи згради и други јавни места итн. Откако ќе избувне пожар, луѓето можат да имаат малку време да се евакуираат без да бидат соборени од густ чад, со што добиваат драгоцено време за спасување.
C. Одлични електрични перформанси: Во споредба со полиетиленот, флуоропластиците имаат помала диелектрична константа. Затоа, во споредба со коаксијалните кабли со слични структури, флуоропластичните кабли имаат помало слабеење и се посоодветни за пренос на високофреквентни сигнали. Денес, зголемената фреквенција на употреба на кабли стана тренд. Во меѓувреме, поради отпорноста на флуоропластиците на високи температури, тие најчесто се користат како внатрешни инсталации за преносна и комуникациска опрема, џемпери помеѓу безжични преносни доводи и предаватели и видео и аудио кабли. Покрај тоа, флуоропластичните кабли имаат добра диелектрична цврстина и отпорност на изолација, што ги прави погодни за употреба како контролни кабли за важни инструменти и броила.
D. Совршени механички и хемиски својства: Флуоропластиците имаат висока енергија на хемиска врска, висока стабилност, речиси не се засегнати од температурни промени и поседуваат одлична отпорност на стареење од временски услови и механичка цврстина. И не се засегнати од разни киселини, алкалии и органски растворувачи. Затоа, се погодни за средини со значителни климатски промени и корозивни услови, како што се петрохемикалии, рафинирање на нафта и контрола на инструменти на нафтени бунари.
E. Олеснува заварувачките врски Кај електронските инструменти, многу врски се прават со заварување. Поради ниската точка на топење на општата пластика, тие имаат тенденција лесно да се топат на високи температури, што бара вешти вештини за заварување. Покрај тоа, на некои точки на заварување им е потребно одредено време за заварување, што е исто така причина зошто флуоропластичните кабли се популарни. Како што се внатрешните инсталации на комуникациската опрема и електронските инструменти.
Секако, флуоропластиците сè уште имаат некои недостатоци што ја ограничуваат нивната употреба:
A. Цената на суровините е висока. Во моментов, домашното производство сè уште главно се потпира на увоз (Daikin од Јапонија и DuPont од САД). Иако домашните флуоропластики брзо се развија во последниве години, производствените варијанти сè уште се единствени. Во споредба со увезените материјали, сè уште постои одреден јаз во термичката стабилност и другите сеопфатни својства на материјалите.
Б. Во споредба со другите изолациски материјали, процесот на производство е потежок, ефикасноста на производството е ниска, печатените знаци се склони кон паѓање, а загубата е голема, што ги прави трошоците за производство релативно високи.
Како заклучок, примената на сите горенаведени видови изолациски материјали, особено специјалните изолациски материјали за високи температури со температурна отпорност од над 105℃, во Кина сè уште е во транзициски период. Без разлика дали станува збор за производство на жици или за преработка на жичени снопови, не само што постои зрел процес, туку и процес на рационално разбирање на предностите и недостатоците на овој вид жица.
Време на објавување: 27 мај 2025 година