Ytelsen til isolasjonsmaterialer påvirker direkte kvaliteten, prosesseringseffektiviteten og anvendelsesområdet til ledninger og kabler. Ytelsen til isolasjonsmaterialer påvirker direkte kvaliteten, prosesseringseffektiviteten og anvendelsesområdet til ledninger og kabler.
1. PVC polyvinylklorid ledninger og kabler
Polyvinylklorid (heretter referert til somPVC) isolasjonsmaterialer er blandinger der stabilisatorer, myknere, flammehemmere, smøremidler og andre tilsetningsstoffer tilsettes PVC-pulver. I henhold til de ulike bruksområdene og de karakteristiske kravene til ledninger og kabler, justeres formelen deretter. Etter flere tiår med produksjon og anvendelse har produksjons- og prosesseringsteknologien til PVC nå blitt svært moden. PVC-isolasjonsmateriale har svært brede bruksområder innen ledninger og kabler og har sine egne distinkte egenskaper:
A. Produksjonsteknologien er moden og enkel å forme og bearbeide. Sammenlignet med andre typer kabelisolasjonsmaterialer har den ikke bare lave kostnader, men kan også effektivt kontrollere fargeforskjell, glans, trykk, bearbeidingseffektivitet, mykhet og hardhet på ledningsoverflaten, lederens vedheft, samt de mekaniske og fysiske egenskapene og elektriske egenskapene til selve ledningen.
B. Den har utmerket flammehemmende ytelse, slik at PVC-isolerte ledninger enkelt kan oppfylle flammehemmende karakterer som er fastsatt i ulike standarder.
C. Når det gjelder temperaturbestandighet, gjennom optimalisering og forbedring av materialformler, inkluderer de vanlige PVC-isolasjonstypene som brukes for tiden hovedsakelig følgende tre kategorier:
Når det gjelder nominell spenning, brukes den vanligvis i spenningsnivåer vurdert til 1000V AC og lavere, og kan brukes mye i bransjer som husholdningsapparater, instrumenter og målere, belysning og nettverkskommunikasjon.
PVC har også noen iboende ulemper som begrenser bruken:
A. På grunn av det høye klorinnholdet vil det avgi store mengder tykk røyk ved brenning, noe som kan forårsake kvelning, påvirke sikten og produsere noen kreftfremkallende stoffer og HCl-gass, noe som kan forårsake alvorlig skade på miljøet. Med utviklingen av produksjonsteknologi for lavrøykfrie halogenfrie isolasjonsmaterialer, har gradvis erstatning av PVC-isolasjon blitt en uunngåelig trend i utviklingen av kabler.
B. Vanlig PVC-isolasjon har dårlig motstand mot syrer og alkalier, varmeolje og organiske løsemidler. I henhold til det kjemiske prinsippet om at likt løser opp likt, er PVC-ledninger svært utsatt for skader og sprekker i det spesifikke miljøet som er nevnt. Med sin utmerkede prosesseringsevne og lave kostnad er PVC-kabler fortsatt mye brukt i husholdningsapparater, belysningsarmaturer, mekanisk utstyr, instrumenter og målere, nettverkskommunikasjon, bygningskabling og andre felt.
2. Tverrbundne polyetylenledninger og -kabler
Tverrbundet PE (heretter referert til somXLPE) er en type polyetylen som kan transformeres fra en lineær molekylstruktur til en tredimensjonal tredimensjonal struktur under visse forhold under påvirkning av høyenergistråler eller tverrbindingsmidler. Samtidig transformeres den fra termoplast til uoppløselig termoherdende plast.
For tiden finnes det hovedsakelig tre tverrbindingsmetoder for isolering av ledninger og kabler:
A. Peroksid-tverrbinding: Det innebærer først å bruke polyetylenharpiks i kombinasjon med passende tverrbindingsmidler og antioksidanter, og deretter tilsette andre komponenter etter behov for å produsere tverrbindbare polyetylenblandingspartikler. Under ekstruderingsprosessen skjer tverrbinding gjennom rør for tverrbinding med varm damp.
B. Silantverrbinding (varmtvannsverrbinding): Dette er også en metode for kjemisk tverrbinding. Hovedmekanismen er å tverrbinde organosiloksan og polyetylen under spesifikke forhold, en
og graden av tverrbinding kan vanligvis nå omtrent 60 %.
C. Bestrålingstverrbinding: Den bruker høyenergistråler som R-stråler, alfastråler og elektronstråler for å aktivere karbonatomene i polyetylenmakromolekyler og forårsake tverrbinding. Høyenergistrålene som vanligvis brukes i ledninger og kabler er elektronstråler generert av elektronakseleratorer. Siden denne tverrbindingen er avhengig av fysisk energi, tilhører den fysisk tverrbinding.
De tre forskjellige tverrbindingsmetodene ovenfor har forskjellige egenskaper og anvendelser:
Sammenlignet med termoplastisk polyetylen (PVC) har XLPE-isolasjon følgende fordeler:
A. Den har forbedret motstanden mot varmedeformasjon, forbedret de mekaniske egenskapene ved høye temperaturer og forbedret motstanden mot miljømessige spenningssprekker og varmealdring.
B. Den har forbedret kjemisk stabilitet og løsemiddelbestandighet, redusert kaldflyt og i hovedsak opprettholdt den opprinnelige elektriske ytelsen. Den langsiktige driftstemperaturen kan nå 125 ℃ og 150 ℃. Den tverrbundne polyetylenisolerte ledningen og kabelen forbedrer også kortslutningsmotstanden, og den kortsiktige temperaturmotstanden kan nå 250 ℃. For ledninger og kabler med samme tykkelse er strømbæreevnen til tverrbundet polyetylen mye større.
C. Den har utmerkede mekaniske, vanntette og strålingsbestandige egenskaper, så den er mye brukt innen en rekke felt. For eksempel: interne tilkoblingsledninger for elektriske apparater, motorledninger, belysningsledninger, lavspenningssignalstyringsledninger for biler, lokomotivledninger, ledninger og kabler for undergrunnsbaner, miljøvernkabler for gruver, sjøkabler, kabler for legging av kjernekraft, høyspentledninger for TV, høyspentledninger for røntgenavfyring og kraftoverføringsledninger og -kabler, etc.
XLPE-isolerte ledninger og kabler har betydelige fordeler, men de har også noen iboende ulemper som begrenser bruken av dem:
A. Dårlig varmebestandig heft. Ved bearbeiding og bruk av ledninger utover den nominelle temperaturen, er det lett for ledningene å feste seg til hverandre. I alvorlige tilfeller kan det føre til isolasjonsskader og kortslutning.
B. Dårlig varmeledningsmotstand. Ved temperaturer over 200 ℃ blir isolasjonen i ledningene ekstremt myk. Når den utsettes for ytre krefter, klem eller kollisjon, er det tilbøyelig til å føre til at ledningene kuttes og kortsluttes.
C. Det er vanskelig å kontrollere fargeforskjellen mellom partier. Problemer som riper, hvithet og at trykte tegn flasser av, kan oppstå under behandlingen.
D. XLPE-isolasjonen med en temperaturbestandighetsgrad på 150 ℃ er fullstendig halogenfri og kan bestå VW-1-forbrenningstesten i samsvar med UL1581-standardene, samtidig som den opprettholder utmerkede mekaniske og elektriske egenskaper. Det er imidlertid fortsatt visse flaskehalser i produksjonsteknologien, og kostnadene er høye.
3. Silikongummiledninger og -kabler
Polymermolekylene i silikongummi er kjedestrukturer dannet av SI-O (silisium-oksygen)-bindinger. SI-O-bindingen er 443,5 kJ/MOL, som er mye høyere enn CC-bindingsenergien (355 kJ/MOL). De fleste silikongummitråder og -kabler produseres gjennom kaldekstrudering og høytemperaturvulkaniseringsprosesser. Blant forskjellige syntetiske gummitråder og -kabler har silikongummi, på grunn av sin unike molekylstruktur, overlegen ytelse sammenlignet med andre vanlige gummityper.
A. Den er ekstremt myk, har god elastisitet, er luktfri og giftfri, og er ikke redd for høye temperaturer og tåler sterk kulde. Driftstemperaturområdet er fra -90 til 300 ℃. Silikongummi har mye bedre varmebestandighet enn vanlig gummi. Den kan brukes kontinuerlig ved 200 ℃ og i en periode ved 350 ℃.
B. Utmerket værbestandighet. Selv etter langvarig eksponering for ultrafiolette stråler og andre klimatiske forhold, har de fysiske egenskapene bare gjennomgått mindre endringer.
C. Silikongummi har en veldig høy resistivitet, og motstanden forblir stabil over et bredt temperatur- og frekvensområde.
Silikongummi har samtidig utmerket motstand mot høyspent koronautladning og lysbueutladning. Isolerte ledninger og kabler i silikongummi har de ovennevnte fordelene og er mye brukt i høyspentledninger for TV-apparater, høytemperaturbestandige ledninger for mikrobølgeovner, ledninger for induksjonskomfyrer, ledninger for kaffekanner, ledninger for lamper, UV-utstyr, halogenlamper, interne tilkoblingsledninger for ovner og vifter, spesielt innen små husholdningsapparater.
Noen av dens egne mangler begrenser imidlertid også dens bredere anvendelse. For eksempel:
A. Dårlig rivestyrke. Under bearbeiding eller bruk er den utsatt for skade på grunn av ytre kraft, klemming, riper og sliping, noe som kan forårsake kortslutning. Det nåværende beskyttelsestiltaket er å legge til et lag med glassfiber eller høytemperatur polyesterfiber flettet utenpå silikonisolasjonen. Imidlertid er det fortsatt nødvendig å unngå skader forårsaket av ytre kraft, klemming så mye som mulig under bearbeidingen.
B. Vulkaniseringsmidlet som hovedsakelig brukes i vulkaniseringsstøping er for tiden dobbelt, to og fire. Dette vulkaniseringsmidlet inneholder klor. Helt halogenfrie vulkaniseringsmidler (som platinavulkanisering) har strenge krav til produksjonsmiljøtemperatur og er kostbare. Derfor bør følgende punkter tas i betraktning når man behandler ledningsnett: Trykkhjulets trykk bør ikke være for høyt. Det er best å bruke gummimateriale for å forhindre sprekker under produksjonsprosessen, noe som kan føre til dårlig trykkmotstand.
4. Tverrbundet etylenpropylendienmonomer (EPDM) gummitråd (XLEPDM)
Tverrbundet etylen-propylendienmonomer (EPDM)-gummi er en terpolymer av etylen, propylen og en ikke-konjugert dien, som er tverrbundet gjennom kjemiske eller bestrålingsmetoder. Tverrbundet EPDM-gummiisolert tråd kombinerer fordelene med både polyolefinisolert tråd og vanlig gummiisolert tråd:
A. Myk, fleksibel, elastisk, kleber ikke ved høye temperaturer, aldringsbestandig på lang sikt og motstandsdyktig mot tøffe værforhold (-60 til 125 ℃).
B. Ozonbestandighet, UV-bestandighet, elektrisk isolasjonsmotstand og kjemisk korrosjonsbestandighet.
C. Olje- og løsemiddelbestandigheten er sammenlignbar med den for generell kloroprengummiisolasjon. Den bearbeides med vanlig varm ekstruderingsutstyr og bestrålingstverrbinding er benyttet, noe som er enkelt å bearbeide og rimelig. Tverrbundne etylenpropylendienmonomer (EPDM) gummiisolerte ledninger har de ovennevnte mange fordelene og er mye brukt innen felt som kjølekompressorledninger, vanntette motorledninger, transformatorledninger, mobile kabler i gruver, boring, biler, medisinsk utstyr, skip og generell intern kabling av elektriske apparater.
De viktigste ulempene med XLEPDM-ledninger er:
A. I likhet med XLPE- og PVC-ledninger har den relativt dårlig rivemotstand.
B. Dårlig heft og selvheft påvirker den etterfølgende bearbeidbarheten.
5. Fluorplastledninger og -kabler
Sammenlignet med vanlige polyetylen- og polyvinylkloridkabler har fluoroplastkabler følgende fremtredende egenskaper:
A. Høytemperaturbestandige fluoroplaster har ekstraordinær termisk stabilitet, noe som gjør at fluoroplastkabler kan tilpasse seg høytemperaturmiljøer fra 150 til 250 grader Celsius. Under forutsetning av ledere med samme tverrsnittsareal kan fluoroplastkabler overføre en større tillatt strøm, og dermed utvide bruksområdet for denne typen isolert ledning betraktelig. På grunn av denne unike egenskapen brukes fluoroplastkabler ofte til intern kabling og ledninger i fly, skip, høytemperaturovner og elektronisk utstyr.
B. God flammehemming: Fluorplast har en høy oksygenindeks, og når den brenner, er flammespredningsområdet lite, noe som genererer mindre røyk. Tråden som er laget av den er egnet for verktøy og steder med strenge krav til flammehemming. For eksempel: datanettverk, t-bane, kjøretøy, høyhus og andre offentlige steder, osv. Når en brann bryter ut, kan folk ha litt tid til å evakuere uten å bli truffet av tykk røyk, og dermed spare verdifull redningstid.
C. Utmerket elektrisk ytelse: Sammenlignet med polyetylen har fluoroplastkabler en lavere dielektrisk konstant. Sammenlignet med koaksialkabler med lignende struktur har fluoroplastkabler derfor mindre demping og er mer egnet for høyfrekvent signaloverføring. I dag har den økende hyppigheten av kabelbruk blitt en trend. På grunn av fluoroplastens høye temperaturmotstand brukes de ofte som intern kabling for overførings- og kommunikasjonsutstyr, jumpere mellom trådløse overføringsmatere og sendere, og video- og lydkabler. I tillegg har fluoroplastkabler god dielektrisk styrke og isolasjonsmotstand, noe som gjør dem egnet for bruk som kontrollkabler for viktige instrumenter og målere.
D. Perfekte mekaniske og kjemiske egenskaper: Fluorplast har høy kjemisk bindingsenergi, høy stabilitet, er nesten upåvirket av temperaturendringer og har utmerket værbestandighet og mekanisk styrke. Og den påvirkes ikke av forskjellige syrer, alkalier og organiske løsemidler. Derfor er den egnet for miljøer med betydelige klimaendringer og korrosive forhold, som petrokjemikalier, oljeraffinering og kontroll av oljebrønninstrumenter.
E. Forenkler sveiseforbindelser I elektroniske instrumenter gjøres mange forbindelser ved sveising. På grunn av det lave smeltepunktet til generell plast, har de en tendens til å smelte lett ved høye temperaturer, noe som krever gode sveiseferdigheter. Dessuten trenger noen sveisepunkter en viss mengde sveisetid, noe som også er grunnen til at fluoroplastkabler er populære. For eksempel intern kabling i kommunikasjonsutstyr og elektroniske instrumenter.
Fluorplaster har selvfølgelig fortsatt noen ulemper som begrenser bruken av dem:
A. Prisen på råvarer er høy. For tiden er innenlandsk produksjon fortsatt hovedsakelig avhengig av import (Daikin i Japan og DuPont i USA). Selv om innenlandsk fluorplast har utviklet seg raskt de siste årene, er produksjonsvariantene fortsatt enkle. Sammenlignet med importerte materialer er det fortsatt et visst gap i termisk stabilitet og andre omfattende egenskaper ved materialene.
B. Sammenlignet med andre isolasjonsmaterialer er produksjonsprosessen vanskeligere, produksjonseffektiviteten er lav, de trykte tegnene er utsatt for å falle av, og tapet er stort, noe som gjør produksjonskostnadene relativt høye.
Avslutningsvis er bruken av alle de ovennevnte typene isolasjonsmaterialer, spesielt høytemperatur spesialisolasjonsmaterialer med en temperaturmotstand på over 105 ℃, fortsatt i en overgangsperiode i Kina. Enten det er trådproduksjon eller ledningsnettbehandling, er det ikke bare en moden prosess, men også en prosess for rasjonell forståelse av fordeler og ulemper med denne typen tråd.
Publisert: 27. mai 2025