Abstract: The cross-linking principle, classification, formulation, process and equipment of silane cross-linked polyethylene insulating material for wire and cable are briefly described, and some characteristics of silane naturally cross-linked polyethylene insulating material in application and use as well as Воведени се фактори кои влијаат на состојбата на вкрстено поврзување на материјалот.
Клучни зборови: вкрстено поврзување на Силан; Природно вкрстено поврзување; Полиетилен; Изолација; Жица и кабел
Материјалот за вкрстено поврзување со полиетилен на Silane сега е широко користен во жицата и кабелската индустрија како изолационен материјал за кабли за напојување со низок напон. Материјалот во производството на вкрстена поврзана жица и кабел, и вкрстено поврзување со вкрстено поврзување со пероксид и зрачење во споредба со потребната опрема за производство е едноставна, лесна за ракување, ниска сеопфатна цена и други предности, стана водечки материјал за ниско -Волтаџ вкрстено поврзан кабел со изолација.
1.Силански вкрстено поврзан кабелски материјал за вкрстено поврзување на вкрстено поврзување
Постојат два главни процеса вклучени во правењето на полиетилен со вкрстена поврзаност со Силан: калемење и вкрстено поврзување. Во процесот на калемење, полимерот го губи својот H-атом на терциерниот јаглероден атом под дејство на слободен иницијатор и пиролиза во слободни радикали, кои реагираат со-CH = CH2 на винил силан за да произведе пресаден полимер кој содржи триоксисилил естер Група. Во процесот на вкрстено поврзување, полимерот за графт е прв хидролизиран во присуство на вода за производство на силанол, а-ох се кондензира со соседната група SI-OH за да се формира врската Si-O-Si, со што се вкрстува полимерот Макромолекули.
2.Силански вкрстено поврзан кабелски материјал и метод на производство на кабел
Како што знаете, постојат двостепени и едностепени методи на производство за вкрстено поврзани кабли на Силан и нивните кабли. Разликата помеѓу двостепениот метод и едностепениот метод лежи во местото каде што се спроведува процесот на калемење на силан, процесот на калемење кај производителот на кабелски материјали за двостепен метод, процесот на калемење во фабриката за производство на кабел за фабриката за производство на кабел за Еден чекор метод. Двостепениот вкрстено поврзан полиетиленски изолационен материјал со најголем удел на пазарот е составен од таканаречените материјали А и Б, при што материјалот е полиетилен пресаден со силен и Б материјал е мастер серија на катализатор. Изолационото јадро потоа се вкрстува во топла вода или пареа.
Постои уште еден вид на двостепено вкрстено поврзан полиетилен изолатор, каде што материјалот А се произведува на поинаков начин, со воведување на винил силан директно во полиетилен за време на синтезата за да се добие полиетилен со разгранети ланци со силан.
Методот со еден чекор, исто така, има два вида, традиционалниот едностепен процес е разновидност на суровини според формулата во однос на системот за мерење на специјална прецизност, во специјално дизајниран специјален екструдер во еден чекор за завршување на калемење и истиснување на јадрото на изолацијата на кабелот, во овој процес, нема гранулација, нема потреба од учество на кабелски материјали, од фабриката за кабел да заврши сам. Оваа едностепена опрема за производство на кабел за вкрстено поврзување на Силан и технологија за формулирање е претежно увезена од странство и е скапа.
Друг вид на едностепен силен вкрстено поврзан полиетилен изолација материјал е произведен од производители на кабелски материјали, се сите суровини според формулата во однос на посебен метод за мешање заедно, спакувани и продадени, нема материјал и Б. Материјалот, кабелското растение може да биде директно во екструдер за да заврши чекор во исто време калемење и екструзија на јадрото на изолацијата на кабелот. Единствената карактеристика на овој метод е дека нема потреба од скапи специјални екструдери, бидејќи процесот на калемење на силан може да се заврши во обичен ПВЦ екструдер, а методот со два чекори ја елиминира потребата за мешање на материјали А и Б пред екструзија.
3. Состав на формулација
Формулацијата на силен вкрстено поврзан полиетилен кабел материјал е генерално составена од основен материјал смола, иницијатор, силан, антиоксиданс, инхибитор на полимеризација, катализатор, итн.
(1) Основната смола е генерално полиетилен со мала густина (LDPE) смола со индекс на топење (MI) од 2, но неодамна, со развој на синтетичка технологија на смола и притисоци на трошоците, линеарен полиетилен со мала густина (LLDPE) исто така е исто така користена или делумно користена како основна смола за овој материјал. Различни смоли често имаат значително влијание врз калемење и вкрстено поврзување заради разликите во нивната внатрешна макромолекуларна структура, така што формулацијата ќе биде изменета со употреба на различни основни смоли или ист вид смола од различни производители.
(2) Иницијаторот што најчесто се користи е диизопропил пероксид (DCP), клучот е да се сфати количината на проблемот, премногу малку за да се предизвика калемење на силан не е доволно; Премногу за да се предизвика вкрстено поврзување на полиетилен, што ја намалува неговата флуидност, површината на екструдираното изолационо јадро грубо, тешко за стискање на системот. Бидејќи количината на иницијатор додаде е многу мала и чувствителна, важно е да се распрсне рамномерно, така што генерално се додава заедно со силанот.
(3) Силенот генерално се користи винил незаситен силан, вклучувајќи винил триметоксизилан (A2171) и винил триетоксизилан (A2151), заради брзата стапка на хидролиза на A2171, па изберете A2171 повеќе луѓе. Слично на тоа, постои проблем да се додаде Silane, тековните производители на кабелски материјали се обидуваат да ја постигнат својата пониска граница за да ги намалат трошоците, бидејќи силенот се увезува, цената е поскапа.
(4) Анти-оксиданс е да се обезбеди стабилност на обработка на полиетилен и анти-стареење на кабел и додадена, антиоксиданс во процесот на калемење на силан има улога на инхибиција на реакцијата на калемење, така што процесот на калемење, додавање на анти-оксиданс За да бидете внимателни, додадената сума за да се разгледа количината на DCP за да одговара на изборот. Во двостепениот процес на вкрстено поврзување, поголемиот дел од антиоксидантот може да се додаде во мастер серија на катализатор, што може да го намали влијанието врз процесот на калемење. Во едностепениот процес на вкрстено поврзување, антиоксидансот е присутен во целиот процес на калемење, така што изборот на видови и количина е поважен. Најчесто користени антиоксиданти се 1010, 168, 330, итн.
(5) Инхибиторот на полимеризација се додава со цел да се инхибираат некои процеси на калемење и вкрстено поврзување на страничните реакции, во процесот на калемење за да се додаде агент против вкрстување, може ефикасно да ја намали појавата на вкрстено поврзување C2C, со што се подобрува Покрај тоа, флуидноста на обработката, покрај додавањето на графт во исти услови ќе му претходи хидролиза на силан на инхибиторот на полимеризација може да ја намали хидролизата на пресаден полиетилен, за да се подобри долгорочната стабилност на графт материјалот.
(6) Катализаторите честопати се деривати на органотини (освен природно вкрстено поврзување), од кои најчеста е дибутилтин дилатура (DBDTL), што генерално се додава во форма на мастербеч. Во двостепениот процес, графтот (материјал) и мастер серија на катализатор (Б материјал) се спакувани одделно, а материјалите А и Б се мешаат заедно пред да се додадат во екструдер за да се спречи пред-кршење на материјалот А. Во случај на едностепено вкрстено поврзано полиетилен изолации, полиетилен во пакетот сè уште не е пресаден, така што не постои проблем со пред-преминот и затоа катализаторот не треба да се спакува одделно.
Покрај тоа, на пазарот има сложени силани достапни, кои се комбинација на силан, иницијатор, антиоксиданс, некои лубриканти и анти-бакарни агенси, и генерално се користат во едностепени методи за вкрстено поврзување на сила во кабелски растенија.
Затоа, формулацијата на вкрстената полиетилен изолација на Силан, чиј состав не се смета за многу комплексна и е достапна во релевантните информации, но соодветните формулации за производство, предмет на некои прилагодувања со цел да се финализира, што бара целосна разбирање на улогата на компонентите во формулацијата и законот за нивно влијание врз перформансите и нивното взаемно влијание.
Во многуте варијанти на кабелски материјали, кабелскиот материјал со вкрстено поврзување на Силан (или два чекори или еден чекор) се смета за единствена разновидност на хемиски процеси што се случуваат во екструзија, други сорти како што е кабел за поливинил хлорид (ПВЦ) и кабел и кабел и кабел и Кабелски материјал со полиетилен (PE), процесот на гранулација на екструзија е процес на физичко мешање, дури и ако хемискиот вкрстено поврзување и зрачењето на кабелскиот материјал за вкрстено поврзување, без разлика дали е во процесот на гранулација на екструзија, или кабелот за екструзија, не се појавува хемиски процес , така, за споредба, производството на вкрстено поврзан кабелски материјал и имоција на изолација на кабел, контролата на процесите е поважно.
4.
Процесот на производство на двостепената силанска вкрстена полиетилен изолација Материјалот може накратко да се претстави со Слика 1.
Слика 1 Процес на производство на двостепено вкрстено поврзан полиетилен изолационен материјал а
Некои клучни точки во процесот на производство на двостепено вкрстено поврзана полиетилен изолација:
(1) сушење. Бидејќи полиетиленската смола содржи мала количина вода, кога е екструдирана на високи температури, водата реагира брзо со групите на силил за производство на вкрстено поврзување, што ја намалува флуидноста на топењето и произведува пред-вкрстување. Завршениот материјал исто така содржи вода по ладење на вода, што исто така може да предизвика и пред-кршење ако не се отстрани, а исто така мора да се исуши. За да се обезбеди квалитетот на сушењето, се користи длабока единица за сушење.
(2) мерење. Бидејќи точноста на формулацијата на материјалот е важна, генерално се користи увезена скала за тежина во тежина. Полиетиленската смола и антиоксиданс се мерат и се хранат преку портата за добиточна храна на екструдер, додека силанот и иницијаторот се инјектираат од пумпа за течен материјал во втората или третата буре на екструдер.
(3) Калемење на екструзија. Процесот на калемење на Силан е завршен во екструдер. Процесните поставки на екструдер, вклучувајќи температура, комбинација на завртки, брзина на завртки и стапка на добиточна храна, мора да го следи принципот дека материјалот во првиот дел од екструдер може да биде целосно стопен и мешан рамномерно, кога предвремено распаѓање на пероксидот не е посакуван , и дека целосно униформниот материјал во вториот дел од екструдер мора да биде целосно распаднат и да се заврши процесот на калемење, типичните температури на екструдерниот дел (LDPE) се прикажани во Табела 1.
Табела 1 Температурите на двата чекори на екструдерните зони
| Работна зона | Зона 1 | Зона 2 | Зона 3 | Зона 4 | Зона 5 |
| Температура p ° C. | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Работна зона | Зона 6 | Зона 7 | Зона 8 | Зона 9 | Уста умира |
| Температура ° C. | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
- каде што се додава силанот.
Брзината на завртката за екструдер го одредува времето на престој и ефектот на мешање на материјалот во екструдер, доколку времето на престој е кратко, распаѓањето на пероксидот е нецелосно; Ако времето на престој е предолго, вискозноста на екструдиран материјал се зголемува. Во принцип, просечното време на престој на гранулот во екструдер треба да се контролира во полуживотот на распаѓање на иницијаторот од 5-10 пати. Брзината на хранење не само што има одредено влијание врз времето на престој на материјалот, туку и на мешањето и стрижењето на материјалот, изберете соодветна брзина на хранење е исто така многу важно.
(4) Пакување. Двостепено вкрстено-поврзаниот изолационен материјал на силан треба да биде спакуван во алуминиум-пластични композитни кеси во директен воздух за да се елиминира влагата.
5.
Едностепено силански вкрстено поврзан полиетилен изолација материјал заради неговиот процес на калемење е во фабриката за кабелска екструзија на јадрото на изолацијата на кабелот, така што температурата на истиснување на изолацијата на кабелот е значително повисока од методот со два чекори. Иако едностепената формула за вкрстена полиетилен изолација на Силан е целосно разгледана во брзата дисперзија на иницијаторот и силенот и материјалното смолкнување, но процесот на калемење мора да биде загарантиран со температурата, што е едностепено вкрстено поврзан полиетилен Фабриката за производство на изолација постојано ја истакнува важноста на точниот избор на температура на истиснување, општата препорачана температура на истиснување е прикажана во Табела 2.
Табела 2 Едностепена температура на екструдер на секоја зона (единица: ℃)
| Зона | Зона 1 | Зона 2 | Зона 3 | Зона 4 | Прирабница | Глава |
| Температура | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Ова е една од слабостите на едностепениот процес на вкрстено поврзан полиетилен, кој генерално не е потребно при екструдирање на кабли во два чекори.
6. Производство опрема
Опремата за производство е важна гаранција за контрола на процесите. Производството на вкрстено поврзани кабли на Silane бара многу висок степен на точноста на контролата на процесите, така што изборот на опрема за производство е особено важен.
Производство на двостепено вкрстено поврзан полиетилен изолација на материјал за производство на материјал, во моментов повеќе домашни изотропни паралелни екстремитети со двојни завртки со увезена тежина од бестежинска тежина, таквите уреди можат да ги исполнат барањата на точност за контрола на процесот, избор на должина и дијаметар на Екструдер со двојни завртки за да се обезбеди дека времето на престој на материјалот, изборот на увезено тежина без бестежински тежини за да се обезбеди точноста на состојките. Се разбира, има многу детали за опремата на кои треба да се посвети целосно внимание.
Како што споменавме порано, едностепената опрема за производство на кабел за вкрстено поврзување на Силан во кабелската постројка се увезува, скапи, производителите на домашна опрема немаат слична опрема за производство, причината е недостатокот на соработка помеѓу производителите на опрема и истражувачите за формула и процеси.
7.Силански природен вкрстено поврзан полиетилен изолација материјал
Силен природен вкрстено поврзан полиетилен изолационен материјал развиен во последниве години може да се вкрстува под природни услови во рок од неколку дена, без потопување на пареа или топла вода. Во споредба со традиционалниот метод на вкрстено поврзување на Силан, овој материјал може да го намали процесот на производство на производителите на кабел, што дополнително ги намалува трошоците за производство и зголемување на ефикасноста на производството. Силан природно вкрстена поврзана полиетилен изолација се повеќе се препознава и користи од производителите на кабел.
Во последниве години, домашната силанска природна вкрстена полиетилен изолација созреа и се произведува во големи количини, со одредени предности во цената во споредба со увезените материјали.
7.
Природни вкрстени вкрстени полиетиленски изолации се произведуваат во двостепен процес, со иста формулација која се состои од основна смола, иницијатор, силан, антиоксиданс, инхибитор на полимеризација и катализатор. Формулацијата на силански природни вкрстени полиетиленски изолатори се заснова на зголемување на стапката на калемење на силенот на материјалот А и избирање на поефикасен катализатор од полиетиленските изолатори поврзани со топла вода на Silane. Употребата на материјали со повисока стапка на калемење на силан во комбинација со поефикасен катализатор ќе му овозможи на силенот вкрстено поврзан полиетилен изолатор да се вкрсти брзо дури и на ниски температури и со недоволна влага.
А-материјалите за увезени силани природно вкрстено поврзани полиетилен изолатори се синтетизираат со кополимеризација, каде што содржината на силенот може да се контролира на високо ниво, додека производството на А-материјали со високи стапки на калемење со калемење е тешко. Основната смола, иницијаторот и силанот што се користи во рецептот треба да се разликува и прилагодува во однос на разновидноста и додавањето.
Изборот на отпор и прилагодување на неговата доза е исто така клучен, бидејќи зголемувањето на стапката на калемење на силанот неизбежно доведува до повеќе реакции на вкрстено поврзување на CC. За да се подобри флуидноста на обработката и површинската состојба на материјалот А за последователно искажување на кабелот, потребна е соодветна количина на инхибитор на полимеризација за ефикасно инхибирање на вкрстено поврзување на CC и претходно пред-блокирање.
Покрај тоа, катализаторите играат важна улога во зголемувањето на стапката на вкрстено поврзување и треба да бидат избрани како ефикасни катализатори кои содржат елементи без метали.
7.
Времето потребно за да се заврши вкрстеното поврзување на силанот природна вкрстена поврзана полиетилен изолација во нејзината природна состојба зависи од температурата, влажноста и дебелината на изолациониот слој. Колку е поголема температурата и влажноста, толку е потенка дебелината на изолациониот слој, колку е пократко потребното време на вкрстено поврзување и колку е подолго спротивното. Бидејќи температурата и влажноста варираат од регион до регион и од сезона во сезона, дури и на исто место и во исто време, температурата и влажноста денес и утре ќе бидат различни. Затоа, за време на употребата на материјалот, корисникот треба да го одреди времето на вкрстено поврзување според локалната и преовладувачката температура и влажност, како и спецификацијата на кабелот и дебелината на изолациониот слој.
Време на објавување: август-13-2022 година