(1)Vật liệu cách điện Polyethylene (XLPE) ít khói, không halogen liên kết chéo:
Vật liệu cách điện XLPE được sản xuất bằng cách kết hợp polyethylene (PE) và ethylene vinyl acetate (EVA) làm nền tảng, cùng với nhiều chất phụ gia khác nhau như chất chống cháy không chứa halogen, chất bôi trơn, chất chống oxy hóa, v.v., thông qua quá trình kết hợp và tạo viên. Sau khi xử lý chiếu xạ, PE chuyển đổi từ cấu trúc phân tử tuyến tính thành cấu trúc ba chiều, thay đổi từ vật liệu nhiệt dẻo thành nhựa nhiệt rắn không hòa tan.
Cáp cách điện XLPE có một số ưu điểm so với cáp cách điện PE nhiệt dẻo thông thường:
1. Cải thiện khả năng chống biến dạng nhiệt, tăng cường tính chất cơ học ở nhiệt độ cao và cải thiện khả năng chống nứt do ứng suất môi trường và lão hóa nhiệt.
2. Tăng cường tính ổn định hóa học và khả năng chống dung môi, giảm dòng chảy lạnh và duy trì các đặc tính điện. Nhiệt độ hoạt động dài hạn có thể đạt 125°C đến 150°C. Sau khi xử lý liên kết chéo, nhiệt độ ngắn mạch của PE có thể tăng lên 250°C, cho phép khả năng dẫn dòng cao hơn đáng kể đối với cáp có cùng độ dày.
3. Cáp cách điện XLPE cũng thể hiện các đặc tính cơ học, chống thấm nước và chống bức xạ tuyệt vời, khiến chúng phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như hệ thống dây điện bên trong các thiết bị điện, dây dẫn động cơ, dây dẫn chiếu sáng, dây điều khiển tín hiệu điện áp thấp trên ô tô, dây dẫn đầu máy xe lửa, cáp tàu điện ngầm, cáp khai thác thân thiện với môi trường, cáp tàu thủy, cáp loại 1E cho nhà máy điện hạt nhân, cáp bơm chìm và cáp truyền tải điện.
Các hướng phát triển vật liệu cách điện XLPE hiện tại bao gồm vật liệu cách điện cáp điện PE liên kết chéo bằng chiếu xạ, vật liệu cách điện trên không PE liên kết chéo bằng chiếu xạ và vật liệu vỏ bọc polyolefin chống cháy liên kết chéo bằng chiếu xạ.
(2)Vật liệu cách nhiệt Polypropylene liên kết ngang (XL-PP):
Polypropylene (PP), là một loại nhựa thông dụng, có các đặc điểm như trọng lượng nhẹ, nguồn nguyên liệu thô dồi dào, hiệu quả về chi phí, khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời, dễ đúc và khả năng tái chế. Tuy nhiên, nó có những hạn chế như độ bền thấp, khả năng chịu nhiệt kém, biến dạng co ngót đáng kể, khả năng chống biến dạng kém, giòn ở nhiệt độ thấp và khả năng chống lão hóa do nhiệt và oxy kém. Những hạn chế này đã hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng cáp. Các nhà nghiên cứu đã và đang nỗ lực để biến đổi vật liệu polypropylene để cải thiện hiệu suất tổng thể của chúng và polypropylene biến tính liên kết ngang chiếu xạ (XL-PP) đã khắc phục hiệu quả những hạn chế này.
Dây cách điện XL-PP có thể đáp ứng các thử nghiệm ngọn lửa UL VW-1 và các tiêu chuẩn dây UL được đánh giá ở nhiệt độ 150°C. Trong các ứng dụng cáp thực tế, EVA thường được pha trộn với PE, PVC, PP và các vật liệu khác để điều chỉnh hiệu suất của lớp cách điện cáp.
Một trong những nhược điểm của PP liên kết chéo chiếu xạ là nó liên quan đến phản ứng cạnh tranh giữa sự hình thành các nhóm đầu không bão hòa thông qua các phản ứng phân hủy và phản ứng liên kết chéo giữa các phân tử được kích thích và các gốc tự do phân tử lớn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ phản ứng phân hủy so với phản ứng liên kết chéo trong liên kết chéo chiếu xạ PP là khoảng 0,8 khi sử dụng chiếu xạ tia gamma. Để đạt được các phản ứng liên kết chéo hiệu quả trong PP, cần thêm các chất xúc tiến liên kết chéo cho liên kết chéo chiếu xạ. Ngoài ra, độ dày liên kết chéo hiệu quả bị giới hạn bởi khả năng xuyên thấu của chùm electron trong quá trình chiếu xạ. Chiếu xạ dẫn đến việc tạo ra khí và bọt, có lợi cho việc liên kết chéo các sản phẩm mỏng nhưng hạn chế việc sử dụng cáp có thành dày.
(3) Vật liệu cách điện đồng trùng hợp Ethylene-Vinyl Acetate liên kết ngang (XL-EVA):
Khi nhu cầu về độ an toàn của cáp tăng lên, sự phát triển của cáp liên kết chéo chống cháy không chứa halogen đã tăng nhanh chóng. So với PE, EVA, đưa các monome vinyl axetat vào chuỗi phân tử, có độ kết tinh thấp hơn, dẫn đến tính linh hoạt, khả năng chống va đập, khả năng tương thích với chất độn và các đặc tính bịt kín nhiệt được cải thiện. Nhìn chung, các đặc tính của nhựa EVA phụ thuộc vào hàm lượng monome vinyl axetat trong chuỗi phân tử. Hàm lượng vinyl axetat cao hơn dẫn đến độ trong suốt, độ linh hoạt và độ dẻo dai tăng lên. Nhựa EVA có khả năng tương thích với chất độn và khả năng liên kết chéo tuyệt vời, khiến nó ngày càng phổ biến trong các loại cáp liên kết chéo chống cháy không chứa halogen.
Nhựa EVA có hàm lượng vinyl acetate khoảng 12% đến 24% thường được sử dụng trong cách điện dây và cáp. Trong các ứng dụng cáp thực tế, EVA thường được pha trộn với PE, PVC, PP và các vật liệu khác để điều chỉnh hiệu suất của lớp cách điện cáp. Các thành phần EVA có thể thúc đẩy liên kết chéo, cải thiện hiệu suất cáp sau khi liên kết chéo.
(4) Vật liệu cách điện Monome Ethylene-Propylene-Diene liên kết chéo (XL-EPDM):
XL-EPDM là một terpolymer bao gồm ethylene, propylene và monome diene không liên hợp, liên kết chéo thông qua chiếu xạ. Cáp XL-EPDM kết hợp các ưu điểm của cáp cách điện polyolefin và cáp cách điện cao su thông thường:
1. Tính linh hoạt, khả năng phục hồi, không bám dính ở nhiệt độ cao, khả năng chống lão hóa lâu dài và chịu được khí hậu khắc nghiệt (-60°C đến 125°C).
2. Khả năng chống ôzôn, chống tia cực tím, cách điện và chống ăn mòn hóa học.
3. Khả năng chống dầu và dung môi tương đương với vật liệu cách nhiệt cao su cloropren thông dụng. Có thể sản xuất bằng thiết bị gia công đùn nóng thông thường, tiết kiệm chi phí.
Cáp cách điện XL-EPDM có nhiều ứng dụng, bao gồm nhưng không giới hạn ở cáp điện hạ thế, cáp tàu thủy, cáp đánh lửa ô tô, cáp điều khiển cho máy nén lạnh, cáp di động khai thác mỏ, thiết bị khoan và thiết bị y tế.
Nhược điểm chính của cáp XL-EPDM bao gồm khả năng chống rách kém, khả năng kết dính và tự kết dính yếu, có thể ảnh hưởng đến quá trình xử lý tiếp theo.
(5) Vật liệu cách điện cao su silicon
Cao su silicon có tính linh hoạt và khả năng chống ôzôn, phóng điện corona và ngọn lửa tuyệt vời, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng để cách điện. Ứng dụng chính của nó trong ngành điện là dây và cáp. Dây và cáp cao su silicon đặc biệt phù hợp để sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao và đòi hỏi khắt khe, với tuổi thọ dài hơn đáng kể so với cáp tiêu chuẩn. Các ứng dụng phổ biến bao gồm động cơ nhiệt độ cao, máy biến áp, máy phát điện, thiết bị điện và điện tử, cáp đánh lửa trong phương tiện vận tải và cáp điện và điều khiển hàng hải.
Hiện nay, cáp cách điện bằng cao su silicon thường được liên kết chéo bằng áp suất khí quyển với không khí nóng hoặc hơi nước áp suất cao. Cũng có nghiên cứu đang được tiến hành về việc sử dụng chiếu xạ chùm electron để liên kết chéo cao su silicon, mặc dù nó vẫn chưa trở nên phổ biến trong ngành cáp. Với những tiến bộ gần đây trong công nghệ liên kết chéo chiếu xạ, nó cung cấp một giải pháp thay thế chi phí thấp hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn cho vật liệu cách điện bằng cao su silicon. Thông qua chiếu xạ chùm electron hoặc các nguồn bức xạ khác, có thể đạt được liên kết chéo hiệu quả của vật liệu cách điện bằng cao su silicon trong khi cho phép kiểm soát độ sâu và mức độ liên kết chéo để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể.
Do đó, việc ứng dụng công nghệ liên kết chéo chiếu xạ cho vật liệu cách điện cao su silicon có triển vọng to lớn trong ngành dây và cáp. Công nghệ này dự kiến sẽ giảm chi phí sản xuất, cải thiện hiệu quả sản xuất và góp phần giảm tác động tiêu cực đến môi trường. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển trong tương lai có thể thúc đẩy hơn nữa việc sử dụng công nghệ liên kết chéo chiếu xạ cho vật liệu cách điện cao su silicon, giúp chúng có thể ứng dụng rộng rãi hơn trong sản xuất dây và cáp chịu nhiệt độ cao, hiệu suất cao trong ngành điện. Điều này sẽ cung cấp các giải pháp đáng tin cậy và bền hơn cho nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
Thời gian đăng: 28-09-2023