Triển vọng ứng dụng và phát triển của EVA trong ngành cáp

Báo chí công nghệ

Triển vọng ứng dụng và phát triển của EVA trong ngành cáp

1. Giới thiệu

EVA là tên viết tắt của copolyme ethylene vinyl acetate, một loại polymer polyolefin. Do nhiệt độ nóng chảy thấp, tính lưu động, tính phân cực và các nguyên tố không halogen tốt, có thể tương thích với nhiều loại polyme và bột khoáng, một số tính chất cơ lý, tính chất điện và cân bằng hiệu suất xử lý, và giá cả thì không cao, nguồn cung trên thị trường đủ, do đó, vừa là vật liệu cách điện cáp, vừa có thể được sử dụng làm chất độn, vật liệu vỏ bọc; có thể được chế tạo thành vật liệu nhựa nhiệt dẻo, và có thể được chế tạo thành vật liệu liên kết ngang nhiệt rắn.

EVA được sử dụng rộng rãi, với chất chống cháy, có thể được chế tạo thành hàng rào nhiên liệu halogen không khói hoặc halogen thấp; chọn hàm lượng VA cao của EVA làm vật liệu cơ bản cũng có thể được chế tạo thành vật liệu chịu dầu; chọn chỉ số nóng chảy của EVA vừa phải, thêm 2 đến 3 lần chất làm chậm cháy EVA có thể được thực hiện để thực hiện quá trình ép đùn và giá của vật liệu rào cản oxy (làm đầy) cân bằng hơn.

Trong bài báo này, từ các đặc tính cấu trúc của EVA, việc giới thiệu ứng dụng của nó trong ngành cáp và triển vọng phát triển.

2. Đặc tính kết cấu

Khi sản xuất tổng hợp, thay đổi tỷ lệ polyme hóa n/m có thể tạo ra hàm lượng VA từ 5 đến 90% EVA; tăng mức độ polyme hóa tổng số có thể tạo ra khối lượng phân tử từ hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn EVA; Hàm lượng VA dưới 40%, do kết tinh một phần, độ đàn hồi kém, thường được gọi là nhựa EVA; khi hàm lượng VA lớn hơn 40%, chất đàn hồi giống cao su không kết tinh, thường được gọi là cao su EVM.

1. 2 Thuộc tính
Chuỗi phân tử của EVA là cấu trúc bão hòa tuyến tính nên có khả năng chống lão hóa nhiệt, thời tiết và ozon tốt.
Chuỗi chính phân tử EVA không chứa liên kết đôi, vòng benzen, acyl, nhóm amin và các nhóm khác dễ bốc khói khi đốt, chuỗi bên cũng không chứa dễ bốc khói khi đốt methyl, phenyl, cyano và các nhóm khác. Ngoài ra, bản thân phân tử không chứa các nguyên tố halogen nên đặc biệt thích hợp với nền nhiên liệu điện trở không có halogen ít khói.
Kích thước lớn của nhóm vinyl axetat (VA) trong chuỗi bên EVA và độ phân cực trung bình của nó có nghĩa là nó vừa ức chế xu hướng kết tinh của khung vinyl vừa kết hợp tốt với các chất độn khoáng, tạo điều kiện cho nhiên liệu rào cản hiệu suất cao. Điều này đặc biệt đúng đối với điện trở ít khói và không có halogen, vì chất chống cháy có hàm lượng thể tích lớn hơn 50% [ví dụ Al(OH) 3, Mg(OH) 2, v.v.] phải được thêm vào để đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn cáp để chống cháy. EVA có hàm lượng VA từ trung bình đến cao được sử dụng làm chất nền để sản xuất nhiên liệu chống cháy không chứa halogen và ít khói với các đặc tính tuyệt vời.
Vì nhóm vinyl axetat chuỗi bên EVA (VA) có tính phân cực nên hàm lượng VA càng cao thì polyme càng phân cực và khả năng kháng dầu càng tốt. Khả năng chịu dầu mà ngành cáp yêu cầu chủ yếu đề cập đến khả năng chịu được dầu khoáng không phân cực hoặc phân cực yếu. Theo nguyên tắc tương thích tương tự, EVA có hàm lượng VA cao được sử dụng làm vật liệu cơ bản để tạo ra rào cản nhiên liệu không khói và halogen thấp với khả năng kháng dầu tốt.
Các phân tử EVA trong hiệu suất của nguyên tử alpha-olefin H hoạt động mạnh hơn, trong các gốc peroxide hoặc hiệu ứng bức xạ điện tử năng lượng cao rất dễ thực hiện phản ứng liên kết ngang H, trở thành nhựa hoặc cao su liên kết ngang, có thể được thực hiện các yêu cầu về hiệu suất đòi hỏi khắt khe bằng vật liệu dây và cáp đặc biệt.
Việc bổ sung nhóm vinyl axetat làm cho nhiệt độ nóng chảy của EVA giảm đáng kể và số lượng chuỗi bên ngắn VA có thể làm cho dòng EVA tăng lên. Do đó, hiệu suất ép đùn của nó tốt hơn nhiều so với cấu trúc phân tử của polyetylen tương tự, trở thành vật liệu cơ bản được ưa thích cho vật liệu che chắn bán dẫn và các rào cản nhiên liệu không chứa halogen và halogen.

2 Ưu điểm của sản phẩm

2. 1 Hiệu suất chi phí cực cao
Các tính chất cơ lý của EVA, khả năng chịu nhiệt, chịu thời tiết, kháng ozone, tính chất điện đều rất tốt. Chọn loại thích hợp, có thể được thực hiện khả năng chịu nhiệt, hiệu suất chống cháy, nhưng cũng có vật liệu cáp đặc biệt chịu dầu, dung môi.
Vật liệu EVA nhiệt dẻo chủ yếu được sử dụng với hàm lượng VA từ 15% đến 46%, với chỉ số nóng chảy từ 0,5 đến 4 cấp. EVA có nhiều nhà sản xuất, nhiều nhãn hiệu, nhiều lựa chọn, giá cả vừa phải, nguồn cung đầy đủ, người dùng chỉ cần mở phần EVA trên trang web là có thể xem nhanh nhãn hiệu, hiệu suất, giá cả, địa điểm giao hàng, rất tiện lợi. thuận lợi.
EVA là một loại polymer polyolefin, từ độ mềm và cách sử dụng so sánh hiệu suất, vật liệu polyetylen (PE) và vật liệu cáp polyvinyl clorua mềm (PVC) cũng tương tự nhau. Nhưng nghiên cứu sâu hơn, bạn sẽ thấy EVA và 2 loại chất liệu trên so sánh với những ưu điểm vượt trội không thể thay thế.

2. 2 hiệu suất xử lý tuyệt vời
EVA trong ứng dụng cáp ban đầu là vật liệu che chắn cáp trung thế và cao áp bên trong và bên ngoài, sau đó được mở rộng sang hàng rào nhiên liệu không chứa halogen. Hai loại vật liệu này theo quan điểm xử lý được coi là “vật liệu có độ lấp đầy cao”: vật liệu che chắn do cần thêm một lượng lớn muội than dẫn điện và làm cho độ nhớt của nó tăng lên, tính thanh khoản giảm mạnh; Nhiên liệu chống cháy không chứa halogen cần bổ sung một số lượng lớn chất chống cháy không chứa halogen, độ nhớt của vật liệu không chứa halogen cũng tăng mạnh, tính thanh khoản giảm mạnh. Giải pháp là tìm ra một loại polymer có thể chứa lượng lớn chất độn nhưng cũng có độ nhớt nóng chảy thấp và tính lưu động tốt. Vì lý do này, EVA là lựa chọn ưu tiên.
Độ nhớt tan chảy của EVA với nhiệt độ xử lý đùn và tốc độ cắt sẽ làm tăng sự suy giảm nhanh chóng, người dùng chỉ cần điều chỉnh nhiệt độ máy đùn và tốc độ trục vít, bạn có thể tạo ra hiệu suất tuyệt vời của các sản phẩm dây và cáp. Một số lượng lớn các ứng dụng trong và ngoài nước cho thấy rằng, đối với vật liệu không chứa halogen có độ khói thấp, do độ nhớt quá lớn, chỉ số nóng chảy quá nhỏ nên chỉ sử dụng vít có tỷ số nén thấp (tỷ số nén nhỏ hơn 1. 3) ép đùn, để đảm bảo chất lượng ép đùn tốt. Vật liệu EVM dựa trên cao su có chất lưu hóa có thể được ép đùn trên cả máy đùn cao su và máy đùn đa năng. Quá trình lưu hóa (liên kết ngang) tiếp theo có thể được thực hiện bằng liên kết ngang nhiệt hóa học (peroxide) hoặc bằng liên kết ngang chiếu xạ máy gia tốc điện tử.

2. 3 Dễ dàng sửa đổi và thích ứng
Dây điện có ở khắp mọi nơi, từ trên trời xuống đất, từ trên núi xuống biển. Yêu cầu của người sử dụng dây và cáp cũng rất đa dạng và lạ, trong khi cấu trúc của dây và cáp tương tự nhau, sự khác biệt về hiệu suất của nó chủ yếu thể hiện ở vật liệu cách điện và vỏ bọc.
Cho đến nay, cả trong và ngoài nước, PVC mềm vẫn chiếm đại đa số trong vật liệu polyme được sử dụng trong ngành cáp. Tuy nhiên, với nhận thức ngày càng cao về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Vật liệu PVC đã bị hạn chế rất nhiều, các nhà khoa học đang làm mọi cách có thể để tìm ra vật liệu thay thế PVC, trong đó hứa hẹn nhất là EVA.
EVA có thể được pha trộn với nhiều loại polyme khác nhau, nhưng cũng có thể với nhiều loại bột khoáng và chất hỗ trợ xử lý tương thích, các sản phẩm được pha trộn có thể được chế tạo thành nhựa nhiệt dẻo cho cáp nhựa mà còn thành cao su liên kết ngang cho cáp cao su. Các nhà thiết kế công thức có thể dựa trên yêu cầu của người dùng (hoặc tiêu chuẩn), lấy EVA làm vật liệu cơ bản để làm cho hiệu suất của vật liệu đáp ứng yêu cầu.

3 phạm vi ứng dụng EVA

3. 1 Dùng làm vật liệu che chắn bán dẫn cho cáp điện cao thế
Như chúng ta đã biết, vật liệu chính của vật liệu che chắn là muội than dẫn điện, trong vật liệu nền nhựa hoặc cao su nếu thêm một lượng lớn muội than sẽ làm suy giảm nghiêm trọng tính lưu động của vật liệu che chắn và độ mịn của mức độ đùn. Để ngăn ngừa hiện tượng phóng điện cục bộ trong cáp cao thế, các lớp chắn bên trong và bên ngoài phải mỏng, sáng bóng, sáng và đồng đều. So với các loại polyme khác, EVA có thể thực hiện việc này dễ dàng hơn. Lý do là vì quá trình ép đùn của EVA đặc biệt tốt, dòng chảy tốt và không dễ xảy ra hiện tượng đứt gãy. Vật liệu che chắn được chia thành hai loại: bọc dây dẫn bên ngoài gọi là tấm chắn bên trong – với vật liệu che chắn bên trong; được bọc trong lớp cách nhiệt bên ngoài gọi là tấm chắn bên ngoài – bằng vật liệu che chắn bên ngoài; vật liệu màn hình bên trong chủ yếu là nhựa nhiệt dẻo Vật liệu màn hình bên trong chủ yếu là nhựa nhiệt dẻo và thường dựa trên EVA với hàm lượng VA từ 18% đến 28%; vật liệu màn hình bên ngoài chủ yếu là liên kết ngang và có thể bóc được và thường dựa trên EVA với hàm lượng VA từ 40% đến 46%.

3. 2 Nhiên liệu nhiệt dẻo và chất chống cháy liên kết ngang
Polyolefin chống cháy nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi trong ngành cáp, chủ yếu đáp ứng các yêu cầu không chứa halogen hoặc không halogen của cáp biển, cáp điện và dây chuyền xây dựng cao cấp. Nhiệt độ hoạt động lâu dài của chúng dao động từ 70 đến 90 ° C.
Đối với cáp điện trung thế và cao thế từ 10 kV trở lên, có yêu cầu về hiệu suất điện rất cao, đặc tính chống cháy chủ yếu được đảm bảo bởi lớp vỏ bên ngoài. Trong một số tòa nhà hoặc dự án đòi hỏi khắt khe về môi trường, cáp được yêu cầu phải có ít khói, không chứa halogen, ít độc tính hoặc có đặc tính ít khói và halogen thấp, vì vậy polyolefin chống cháy nhựa nhiệt dẻo là một giải pháp khả thi.
Đối với một số mục đích đặc biệt, đường kính ngoài không lớn, khả năng chịu nhiệt độ trong khoảng 105 ~ 150oC giữa cáp đặc biệt, vật liệu polyolefin chống cháy liên kết ngang hơn, liên kết ngang của nó có thể được nhà sản xuất cáp lựa chọn theo điều kiện sản xuất của riêng họ , cả hơi nước áp suất cao truyền thống hoặc tắm muối nhiệt độ cao, nhưng cũng có sẵn phương pháp chiếu xạ liên kết ngang ở nhiệt độ phòng máy gia tốc điện tử. Nhiệt độ làm việc lâu dài của nó được chia thành ba tệp 105 oC, 125 oC, 150 oC, nhà máy sản xuất có thể được thực hiện theo các yêu cầu khác nhau của người dùng hoặc tiêu chuẩn, rào cản nhiên liệu không chứa halogen hoặc chứa halogen.
Người ta biết rằng polyolefin là các polyme không phân cực hoặc phân cực yếu. Vì chúng có tính phân cực tương tự như dầu khoáng nên polyolefin hầu hết được coi là có khả năng kháng dầu kém hơn theo nguyên tắc tương thích tương tự. Tuy nhiên, nhiều tiêu chuẩn cáp trong và ngoài nước cũng quy định điện trở chéo còn phải có khả năng chống dầu, dung môi tốt và thậm chí cả bùn dầu, axit, kiềm. Đây là một thách thức đối với các nhà nghiên cứu vật liệu, hiện nay, dù ở Trung Quốc hay nước ngoài, những vật liệu đòi hỏi khắt khe này đã được phát triển và vật liệu cơ bản của nó là EVA.

3. 3 Vật liệu chống oxy
Cáp nhiều lõi bện có nhiều khoảng trống giữa các lõi cần được lấp đầy để đảm bảo hình dạng cáp tròn, nếu lớp đệm bên trong vỏ bọc bên ngoài được làm bằng tấm chắn nhiên liệu không chứa halogen. Lớp lấp đầy này hoạt động như một lớp chắn lửa (oxy) khi cáp cháy và do đó được gọi là “hàng rào oxy” trong ngành.
Các yêu cầu cơ bản đối với vật liệu chống oxy là: đặc tính ép đùn tốt, khả năng chống cháy không chứa halogen tốt (chỉ số oxy thường trên 40) và chi phí thấp.
Lớp chắn oxy này đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cáp trong hơn một thập kỷ và đã mang lại những cải tiến đáng kể về khả năng chống cháy của cáp. Lớp chắn oxy có thể được sử dụng cho cả cáp chống cháy không chứa halogen và cáp chống cháy không chứa halogen (ví dụ PVC). Phần lớn thực tế đã chỉ ra rằng cáp có lớp chắn oxy có nhiều khả năng vượt qua các thử nghiệm đốt theo phương thẳng đứng và đốt theo bó.

Từ quan điểm của công thức vật liệu, vật liệu rào cản oxy này thực sự là “chất độn cực cao”, vì để đáp ứng chi phí thấp thì cần sử dụng chất độn cao, để đạt được chỉ số oxy cao cũng phải bổ sung tỷ lệ cao. (2 đến 3 lần) Mg (OH) 2 hoặc Al (OH) 3, và để ép đùn tốt thì phải chọn EVA làm vật liệu cơ bản.

3. 4 Vật liệu vỏ PE biến tính
Vật liệu bọc polyetylen dễ gặp phải hai vấn đề: thứ nhất, chúng dễ bị đứt gãy (tức là da cá mập) trong quá trình ép đùn; thứ hai, chúng dễ bị nứt do ứng suất môi trường. Giải pháp đơn giản nhất là thêm một tỷ lệ EVA nhất định vào công thức. được sử dụng như một loại EVA đã được sửa đổi, chủ yếu sử dụng hàm lượng VA thấp trong loại, chỉ số tan chảy của nó nằm trong khoảng từ 1 đến 2 là phù hợp.

4. Triển vọng phát triển

(1) EVA đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cáp, số lượng hàng năm tăng trưởng dần dần và ổn định. Đặc biệt trong thập kỷ qua, do tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường, khả năng chống nhiên liệu của EVA đã phát triển nhanh chóng và đã thay thế một phần xu hướng vật liệu cáp dựa trên PVC. Hiệu suất chi phí tuyệt vời và hiệu suất tuyệt vời của quá trình ép đùn khó có thể thay thế bất kỳ vật liệu nào khác.

(2) Tiêu thụ nhựa EVA hàng năm của ngành cáp gần 100.000 tấn, việc lựa chọn các loại nhựa EVA, hàm lượng VA từ thấp đến cao sẽ được sử dụng, cùng với quy mô doanh nghiệp tạo hạt vật liệu cáp không lớn, trải rộng ở mỗi doanh nghiệp mỗi năm chỉ có hàng ngàn tấn nhựa EVA lên xuống, và do đó sẽ không được doanh nghiệp khổng lồ của ngành công nghiệp EVA chú ý. Ví dụ, lượng vật liệu cơ bản chống cháy không chứa halogen lớn nhất, sự lựa chọn chính là VA / MI = 28/2 ~ 3 của nhựa EVA (chẳng hạn như EVA 265 # của DuPont của Hoa Kỳ). Và loại thông số kỹ thuật này của EVA cho đến nay vẫn chưa có nhà sản xuất trong nước nào sản xuất và cung cấp. Chưa kể hàm lượng VA cao hơn 28, và chỉ số tan chảy nhỏ hơn 3 so với các loại nhựa EVA khác sản xuất và cung cấp.

(3) các công ty nước ngoài sản xuất EVA do không có đối thủ cạnh tranh trong nước và giá cao từ lâu, đã kìm hãm nghiêm trọng sự nhiệt tình sản xuất của các nhà máy cáp trong nước. hơn 50% hàm lượng VA của EVM loại cao su, do công ty nước ngoài thống trị và giá tương đương với hàm lượng VA của thương hiệu từ 2 đến 3 lần. Ngược lại, mức giá cao như vậy cũng ảnh hưởng đến lượng EVM loại cao su này, vì vậy ngành cáp kêu gọi các nhà sản xuất EVA trong nước cải thiện tỷ lệ sản xuất EVA trong nước. Ngành sản xuất ngày càng sử dụng nhiều nhựa EVA.

(4) Dựa vào làn sóng bảo vệ môi trường trong thời đại toàn cầu hóa, EVA được ngành cáp coi là vật liệu cơ bản tốt nhất cho khả năng chống nhiên liệu thân thiện với môi trường. Việc sử dụng EVA đang tăng trưởng với tốc độ 15% mỗi năm và triển vọng rất hứa hẹn. Số lượng và tốc độ tăng trưởng của vật liệu che chắn và tốc độ tăng trưởng và sản xuất cáp điện trung thế và cao thế, khoảng 8% đến 10%; Sức đề kháng polyolefin đang tăng lên nhanh chóng, trong những năm gần đây vẫn duy trì ở mức 15% đến 20%, và trong 5 đến 10 năm tới, cũng có thể duy trì tốc độ tăng trưởng này.


Thời gian đăng: 31/07/2022