Sammendrag: Tverrbindingsprinsipp, klassifisering, formulering, prosess og utstyr til silan tverrbundet polyetylenisolerende materiale for ledning og kabel er kort beskrevet, og noen egenskaper ved silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale i anvendelse og bruk så vel som så vel som så vel som så vel som så vel som Faktorer som påvirker tverrbindingstilstanden til materialet blir introdusert.
Nøkkelord: Silane tverrbinding; Naturlig tverrbinding; Polyetylen; Isolasjon; Ledning og kabel
Silan tverrbundet polyetylenkabelmateriale er nå mye brukt i ledningen og kabelindustrien som et isolerende materiale for lavspent strømkabler. Materialet i fremstilling av tverrbundet ledning og kabel, og peroksyd tverrbinding og bestråling av tverrbinding -spenning tverrbundet kabel med isolasjon.
1. Silane tverrbundet kabelmateriale tverrbindingsprinsipp
Det er to hovedprosesser involvert i å lage tverrbundet polyetylen: poding og tverrbinding. I podingsprosessen mister polymeren sin H-atom på det tertiære karbonatom under virkningen av fri initiator og pyrolyse i frie radikaler, som reagerer med-CH = CH2-gruppen vinylsilan for å produsere en podet polymer som inneholder en trioxysilylester gruppe. I tverrbindingsprosessen hydrolyseres først podepolymeren i nærvær av vann for å produsere silanol, og OH kondenserer med den tilstøtende Si-OH-gruppen for å danne Si-O-Si-bindingen, og dermed tverrbinding av polymeren Makromolekyler.
2.Silane tverrbundet kabelmateriale og kabelproduksjonsmetoden
Som du vet, er det totrinns og ett-trinns produksjonsmetoder for silan tverrbundne kabler og kablene deres. Forskjellen mellom totrinnsmetoden og ett-trinns metoden ligger i hvor silan-podingsprosessen blir utført, podingsprosessen ved kabelmaterialprodusenten for totrinnsmetoden, podingsprosessen i kabelproduksjonsanlegget for den ett-trinns metode. Det totrinns silan tverrbundet polyetylenisolerende materiale med den største markedsandelen er sammensatt av de såkalte A- og B-materialene, med et materiale som er polyetylenet podet med silan og B-materiale som katalysatorens masterbatch. Den isolerende kjernen blir deretter tverrbundet i varmt vann eller damp.
Det er en annen type totrinns silan tverrbundet polyetylenisolator, der A-materialet produseres på en annen måte, ved å introdusere vinylsilan direkte i polyetylen under syntese for å oppnå polyetylen med silanforgrenede kjeder.
En-trinns metode har også to typer, den tradisjonelle ett-trinns prosessen er en rekke råvarer i henhold til formelen i forholdet mellom spesiell presisjonsmålingssystem, til en spesialdesignet spesiell ekstruder i ett trinn for å fullføre poding og ekstrudering av Kabelisolasjonskjerne, i denne prosessen, ingen granulering, ikke behov for deltakelse i kabelmaterialet, av kabelfabrikken for å fullføre alene. Denne ett-trinns silane tverrbundet kabelproduksjonsutstyr og formuleringsteknologi importeres stort sett fra utlandet og er dyrt.
En annen type ett-trinns silan tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale produseres av kabelmaterialprodusenter, er alle råvarer i henhold til formelen i forholdet til en spesiell metode for å blande sammen, pakket og solgt, det er ikke noe materiale og B Materiale, kabelanlegg kan være direkte i ekstruderen for å fullføre et trinn samtidig som poding og ekstrudering av kabelisolasjonskjerne. Det unike med denne metoden er at det ikke er behov for dyre spesielle ekstrudere, ettersom silan-podingsprosessen kan fullføres i en vanlig PVC-ekstruder, og totrinnsmetoden eliminerer behovet for å blande A- og B-materialer før ekstrudering.
3. Formuleringssammensetning
Formuleringen av silan tverrbundet polyetylenkabelmateriale er vanligvis sammensatt av basismaterialeharpiks, initiator, silan, antioksidant, polymerisasjonsinhibitor, katalysator, etc.
(1) Baseharpiksen er generelt en polyetylen med lav tetthet (LDPE) med en smelteindeks (MI) på 2, men nylig, med utvikling av syntetisk harpiksteknologi og kostnadstrykk, har lineær polyetylen med lav tetthet også vært brukt eller delvis brukt som baseharpiks for dette materialet. Ulike harpikser har ofte en betydelig innvirkning på poding og tverrbinding på grunn av forskjeller i deres indre makromolekylære struktur, slik at formuleringen blir endret ved å bruke forskjellige basispiks eller samme type harpiks fra forskjellige produsenter.
(2) Initiativtakeren som ofte brukes er diisopropylperoksyd (DCP), nøkkelen er å forstå mengden av problemet, for lite til å forårsake poding av silan er ikke nok; For mye til å forårsake tverrbinding av polyetylen, noe som reduserer dens fluiditet, overflaten på den ekstruderte isolasjonskjernen grov, vanskelig å presse systemet. Ettersom mengden initiator som er lagt til er veldig liten og følsom, er det viktig å spre den jevnt, så det blir vanligvis lagt sammen med silanen.
(3) Silan brukes vanligvis vinylmettet silan, inkludert vinyltrimetoksysilan (A2171) og vinyltrietoksysilan (A2151), på grunn av den raske hydrolysehastigheten til A2171, så velg A2171 flere mennesker. Tilsvarende er det et problem med å legge til silan, de nåværende kabelmaterialprodusentene prøver å oppnå sin lavere grense for å redusere kostnadene, fordi silanen importeres, prisen er dyrere.
(4) Antioksidant er for å sikre stabiliteten til polyetylenbehandling og kabel-anti-aldring og tilsatt, antioksidant i silan podingsprosess For å være forsiktig, beløpet som er lagt til for å vurdere mengden DCP for å matche utvalget. I den totrinns tverrbindingsprosessen kan det meste av antioksidanten tilsettes i Catalyst Master Batch, noe som kan redusere innvirkningen på podingsprosessen. I den et-trinns tverrbindingsprosessen er antioksidanten til stede i hele podingsprosessen, så valget av arter og mengde er viktigere. Vanlige brukte antioksidanter er 1010, 168, 330 osv.
(5) Polymerisasjonsinhibitor blir tilsatt for å hemme noe poding og tverrbindingsprosess av sidreaksjoner oppstår, i podingsprosessen for å tilsette et anti-tverrbindingsmiddel, kan effektivt redusere forekomsten av C2C tverrbinding, og derved forbedre Prosesseringsfluiditeten, i tillegg, vil tilsetning av et transplantat under de samme forholdene bli forut av hydrolyse av silan på polymerisasjonsinhibitoren kan redusere hydrolysen av podet polyetylen, for å forbedre den langsiktige stabiliteten til transplantatmaterialet.
(6) Katalysatorer er ofte organotinderivater (bortsett fra naturlig tverrbinding), det vanligste er dibutyltin dilaurate (DBDTL), som vanligvis tilsettes i form av en masterbatch. I totrinnsprosessen pakkes transplantatet (et materiale) og katalysatorens master-batch (B-materiale) separat, og A- og B-materialene blandes sammen før de blir tilsatt ekstruderen for å forhindre forhåndsklatring av A-materialet. Når det gjelder ett-trinns silan tverrbundet polyetylenisolasjon, har polyetylenet i pakken ennå ikke blitt podet, så det er ikke noe pre-tvernkoblingsproblem, og derfor trenger ikke katalysatoren pakkes separat.
I tillegg er det sammensatte silaner tilgjengelig på markedet, som er en kombinasjon av silan, initiator, antioksidant, noen smøremidler og anti-kobber-midler, og brukes vanligvis i ett-trinns silan tverrbindingsmetoder i kabelanlegg.
Derfor er formuleringen av silan tverrbundet polyetylenisolasjon, hvis sammensetning ikke anses å være veldig kompleks og er tilgjengelig i relevant informasjon, men de aktuelle produksjonsformuleringene, underlagt noen justeringer for å fullføre, noe som krever full Forståelse av komponenters rolle i formuleringen og loven om deres innvirkning på ytelse og deres gjensidige innflytelse.
I de mange variantene av kabelmaterialer anses silan tverrbundet kabelmateriale (enten totrinns eller ett-trinn) for å være det eneste utvalget av kjemiske prosesser som oppstår i ekstrudering, andre varianter som polyvinylklorid (PVC) kabelmateriale og Polyetylen (PE) kabelmateriale, ekstruderingsgranulasjonsprosessen er en fysisk blandingsprosess, selv om det kjemiske tverrbinding og bestråling av tverrbinding av kabelmateriale, enten det er i ekstrudering av granuleringsprosessen, eller ekstruderingssystemkabel, er det ingen kjemisk prosess oppstår Så til sammenligning er produksjonen av silan tverrbundet kabelmateriale og ekstrudering av kabelisolering, prosesskontroll er viktigere.
4. to-trinns silan tverrbundet polyetylenisolasjonsproduksjonsprosess
Produksjonsprosessen for den totrinns silan tverrbundet polyetylenisolasjon A-materiale kan være kort representert med figur 1.
Figur 1 Produksjonsprosess av totrinns silan tverrbundet polyetylenisolerende materiale a
Noen viktige punkter i produksjonsprosessen av totrinns silan tverrbundet polyetylenisolasjon:
(1) Tørking. Ettersom polyetylenharpiksen inneholder en liten mengde vann, når de er ekstrudert ved høye temperaturer, reagerer vannet raskt med silylgruppene for å produsere tverrbinding, noe som reduserer fluiditeten til smelten og produserer pre-tvernbinding. Det ferdige materialet inneholder også vann etter vannkjøling, noe som også kan forårsake forkobling hvis ikke fjernes, og må også tørkes. For å sikre kvaliteten på tørking, brukes en dyp tørkende enhet.
(2) Måling. Ettersom nøyaktigheten av materialformuleringen er viktig, brukes vanligvis en importert tap-i-vekt-veieskala. Polyetylenharpiksen og antioksidanten måles og mates gjennom fôrporten til ekstruderen, mens silanen og initiatoren blir injisert med en flytende materialpumpe i andre eller tredje fat av ekstruderen.
(3) Ekstrudering poding. Podingsprosessen til silan er fullført i ekstruderen. Prosessinnstillingene til ekstruderen, inkludert temperatur, skruekombinasjon, skruehastighet og fôrhastighet, må følge prinsippet om at materialet i den første delen av ekstruderen kan være fullt smeltet og blandet jevnt, når for tidlig nedbrytning av peroksydet ikke er ønsket , og at det fullstendig ensartede materialet i den andre delen av ekstruderen må være helt dekomponert og podingsprosessen er fullført, er typiske ekstruderseksjonstemperaturer (LDPE) vist i tabell 1.
Tabell 1 Temperaturer for totrinns ekstrudersoner
| Working Zone | Sone 1 | Sone 2 | Sone 3 ① | Sone 4 | Sone 5 |
| Temperatur P ° C. | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Working Zone | Sone 6 | Sone 7 | Sone 8 | Sone 9 | Munnen dør |
| Temperatur ° C. | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
Dette er der silanen legges til.
Hastigheten på ekstruderskruen bestemmer oppholdstiden og blandingseffekten av materialet i ekstruderen, hvis oppholdstiden er kort, er peroksyd -nedbrytningen ufullstendig; Hvis oppholdstiden er for lang, øker viskositeten til det ekstruderte materialet. Generelt bør den gjennomsnittlige oppholdstiden for granulatet i ekstruderen kontrolleres i initiativtakeren nedbrytning av halveringstid på 5-10 ganger. Fôringshastighet har ikke bare en viss innvirkning på materialets oppholdstid, men også på blanding og skjæring av materialet, velg en passende fôringshastighet er også veldig viktig.
(4) Emballasje. To-trinns silan tverrbundet isolasjonsmateriale skal pakkes i aluminium-plast komposittposer i direkte luft for å eliminere fuktighet.
5. Et-trinns silan tverrbundet polyetylenisolerende materialproduksjonsprosess
Et-trinns silan tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale på grunn av podingsprosessen er i kabelfabrikkens ekstrudering av kabelisolasjonskjerne, så kabelisolasjons ekstruderingstemperaturen er betydelig høyere enn totrinnsmetoden. Selv om en-trinns silan tverrbundet polyetylenisolasjonsformel har blitt fullt vurdert i den raske spredningen av initiator og silan og materialskjær, men podingsprosessen må garanteres med temperaturen, som er en-trinns silan tverrbundet polyetylen Isolasjonsproduksjonsanlegg understreket gjentatte ganger viktigheten av riktig valg av ekstruderingstemperatur, den anbefalte ekstruderingstemperaturen er vist i tabell 2.
Tabell 2 ett-trinns ekstrudertemperatur for hver sone (enhet: ℃)
| Sone | Sone 1 | Sone 2 | Sone 3 | Sone 4 | Flens | Hode |
| Temperatur | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Dette er en av svakhetene ved den entrinns silan-tverrbundne polyetylenprosessen, som generelt ikke er nødvendig når du ekstruderer kabler i to trinn.
6.produksjonsutstyr
Produksjonsutstyret er en viktig garanti for prosesskontroll. Produksjonen av silan tverrbundne kabler krever en veldig høy grad av prosesskontrollnøyaktighet, så valg av produksjonsutstyr er spesielt viktig.
Produksjonen av totrinns silan tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale Et materialproduksjonsutstyr, for tiden mer innenlandsk isotropisk parallell to-skrue ekstruder med importert vektløs veiing, slike enheter kan oppfylle kravene til prosesskontrollnøyaktighet, valg av lengde og diameter på Twin-Screw-ekstruderen for å sikre at den materielle oppholdstiden, valget av importert vektløs veiing for å sikre nøyaktigheten av ingrediensene. Selvfølgelig er det mange detaljer om utstyret som må gis full oppmerksomhet.
Som nevnt tidligere, det en-trinns silane tverrbundet kabelproduksjonsutstyr i kabelanlegget importeres, dyre, innenlandske utstyrsprodusenter har ikke lignende produksjonsutstyr, grunnen er mangelen på samarbeid mellom utstyrsprodusenter og formel og prosessforskere.
7.Silane naturlig tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale
Silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjonsmateriale utviklet de siste årene kan tverrbundet under naturlige forhold i løpet av noen få dager, uten damp eller varmt vann nedsenking. Sammenlignet med den tradisjonelle tverrbindingsmetoden for silan, kan dette materialet redusere produksjonsprosessen for kabelprodusenter, og ytterligere redusere produksjonskostnadene og øke produksjonseffektiviteten. Silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon blir stadig mer anerkjent og brukt av kabelprodusenter.
De siste årene har innenlandsk silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon modnet og har blitt produsert i store mengder, med visse fordeler i pris sammenlignet med importerte materialer.
7. 1 Formuleringsideer for silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon
Silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon produseres i en totrinns prosess, med samme formulering som består av baseharpiks, initiator, silan, antioksidant, polymeriseringsinhibitor og katalysator. Formuleringen av silan naturlig tverrbundet polyetylenisolatorer er basert på å øke silan-podingshastigheten til A-materialet og velge en mer effektiv katalysator enn silan varmt vann tverrbundet polyetylenisolatorer. Bruken av materialer med en høyere podethastighet for silan kombinert med en mer effektiv katalysator vil gjøre det mulig for silan-tverrbundet polyetylenisolator for å tverrbindes raskt selv ved lave temperaturer og med utilstrekkelig fuktighet.
A-materialene for importert silan naturlig tverrbundet polyetylenisolatorer syntetiseres ved kopolymerisering, der silaninnholdet kan kontrolleres på et høyt nivå, mens produksjonen av A-materialer med høye podingshastigheter ved å pode silan er vanskelig. Baseharpiksen, initiatoren og silanen som brukes i oppskriften, skal varieres og justeres når det gjelder variasjon og tilsetning.
Valget av motstand og justering av doseringen er også avgjørende, ettersom en økning i podingshastigheten til silanen uunngåelig fører til mer CC -tverrbindende sidreaksjoner. For å forbedre prosesseringsfluiditeten og overflatetilstanden til A A-materialet for påfølgende kabelekstrudering, er det nødvendig med en passende mengde polymerisasjonsinhibitor for å effektivt hemme CC-tverrbinding og tidligere pre-crosslinking.
I tillegg spiller katalysatorer en viktig rolle i å øke tverrbindingshastigheten og bør velges som effektive katalysatorer som inneholder overgangsmetallfrie elementer.
7. 2 Tverrbindingstid for silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon
Tiden som kreves for å fullføre tverrbindingen av silan naturlig tverrbundet polyetylenisolasjon i sin naturlige tilstand, er avhengig av temperaturen, fuktigheten og tykkelsen på isolasjonslaget. Jo høyere temperatur og fuktighet, desto tynnere er tykkelsen på isolasjonslaget, jo kortere tverrbindingstiden er nødvendig, og jo lengre motsatt. Ettersom temperaturen og fuktigheten varierer fra region til region og fra sesong til sesong, selv på samme sted og samtidig, vil temperaturen og fuktigheten i dag og i morgen være annerledes. Under bruk av materialet bør brukeren derfor bestemme tverrbindingstiden i henhold til den lokale og rådende temperaturen og fuktigheten, samt spesifikasjonen av kabelen og tykkelsen på isolasjonslaget.
Post Time: Aug 13-2022