(1)Vật liệu cách nhiệt ít khói không halogen (XLPE) liên kết ngang:
Vật liệu cách nhiệt XLPE được sản xuất bằng cách kết hợp polyetylen (PE) và ethylene vinyl axetat (EVA) làm nền tảng, cùng với các 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 trộn và tạo hạt. Sau khi xử lý chiếu xạ, PE chuyển đổi từ cấu trúc phân tử tuyến tính sang cấu trúc ba chiều, thay đổi từ vật liệu nhựa nhiệt dẻo sang nhựa nhiệt rắn không hòa tan.
Cáp cách điện XLPE có một số ưu điểm so với nhựa nhiệt dẻo PE 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 độ ổn định hóa học và khả năng kháng dung môi, giảm dòng chảy lạnh và duy trì các đặc tính điện. Nhiệt độ hoạt động lâu dài có thể đạt tới 125°C đến 150°C. Sau khi xử lý liên kết ngang, nhiệt độ ngắn mạch của PE có thể tăng lên 250°C, cho phép khả năng mang dòng cao hơn đáng kể đối với cáp có cùng độ dày.
3. Cáp cách điện XLPE còn có các đặc tính cơ học, chống thấm nước và chống bức xạ tuyệt vời, khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như dây dẫn bên trong các thiết bị điện, dây dẫn động cơ, dây dẫn chiếu sáng, dây điều khiển tín hiệu điện áp thấp ô tô, dây đầu máy , cáp tàu điện ngầm, cáp khai thác thân thiện với môi trường, cáp tàu thủy, cáp cấp 1E cho nhà máy điện hạt nhân, cáp bơm chìm và cáp truyền tải điện.
Các hướng hiện nay trong việc phát triển vật liệu cách nhiệt XLPE bao gồm vật liệu cách điện cáp điện PE liên kết ngang chiếu xạ, vật liệu cách điện trên không PE liên kết ngang chiếu xạ và vật liệu vỏ bọc polyolefin chống cháy liên kết ngang chiếu xạ.
(2)Vật liệu cách nhiệt Polypropylen liên kết ngang (XL-PP):
Polypropylen (PP), là một loại nhựa thông thường, có các đặc tính như trọng lượng nhẹ, nguồn nguyên liệu dồi dào, tiết kiệm chi phí, chống ăn mòn hóa học tuyệt vời, dễ đúc và có thể 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 rão kém, độ giòn ở nhiệt độ thấp và khả năng chống lão hóa nhiệt và oxy kém. Những hạn chế này đã hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng cáp. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực cải tiến vật liệu polypropylen để cải thiện hiệu suất tổng thể của chúng và chiếu xạ polypropylen biến đổi liên kết ngang (XL-PP) đã khắc phục được những hạn chế này một cách hiệu quả.
Dây cách điện XL-PP có thể đáp ứng các thử nghiệm về ngọn lửa UL VW-1 và tiêu chuẩn dây 150°C được xếp hạng UL. 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 ngang chiếu xạ là nó liên quan đến phản ứng cạnh tranh giữa sự hình thành các nhóm cuối không bão hòa thông qua phản ứng phân hủy và phản ứng liên kết ngang giữa các phân tử bị kích thích và các gốc tự do phân tử lớn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ phân hủy so với các phản ứng liên kết ngang trong liên kết ngang chiếu xạ PP là khoảng 0,8 khi sử dụng chiếu xạ tia gamma. Để đạt được các phản ứng liên kết ngang hiệu quả trong PP, cần phải thêm các chất xúc tiến liên kết ngang để liên kết ngang chiếu xạ. Ngoài ra, độ dày liên kết ngang hiệu quả bị hạn chế bởi khả năng xuyên thấu của chùm tia điện tử trong quá trình chiếu xạ. Chiếu xạ dẫn đến tạo ra khí và tạo bọt, thuận lợi cho việc liên kết ngang các sản phẩm mỏng nhưng hạn chế sử dụng cáp có thành dày.
(3) Chất đồng trùng hợp Ethylene-Vinyl Acetate (XL-EVA) liên kết ngang
Khi nhu cầu về độ an toàn của cáp tăng lên, sự phát triển của cáp liên kết ngang chống cháy không chứa halogen đã phát triển nhanh chóng. So với PE, EVA, loại chất đưa monome vinyl axetat vào chuỗi phân tử, có độ kết tinh thấp hơn, giúp cải thiện tính linh hoạt, khả năng chống va đập, khả năng tương thích của chất độn và đặc tính hàn nhiệt. Nói chung, tính chất của nhựa EVA phụ thuộc vào hàm lượng monome vinyl axetat trong chuỗi phân tử. Hàm lượng vinyl axetat cao hơn dẫn đến tăng độ trong suốt, tính linh hoạt và độ dẻo dai. Nhựa EVA có khả năng tương thích chất độn và khả năng liên kết chéo tuyệt vời, khiến nó ngày càng phổ biến trong các loại cáp liên kết ngang chống cháy không chứa halogen.
Nhựa EVA có hàm lượng vinyl axetat 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 ngang, cải thiện hiệu suất của cáp sau khi liên kết ngang.
(4) Vật liệu cách điện Ethylene-Propylene-Diene Monome (XL-EPDM) liên kết chéo:
XL-EPDM là một terpolyme bao gồm các monome ethylene, propylene và diene không liên hợp, liên kết ngang thông qua chiếu xạ. Cáp XL-EPDM kết hợp các ưu điểm của cáp cách điện bằng polyolefin và cáp cách điện bằng cao su thông thường:
1. Tính linh hoạt, đàn hồi, không bám dính ở nhiệt độ cao, 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, hiệu suất cách điện và chống ăn mòn hóa học.
3. Khả năng chống dầu và dung môi tương đương với vật liệu cách nhiệt bằng cao su chloroprene đa năng. Nó có thể được sản xuất bằng thiết bị xử lý ép đùn nóng thông thường, giúp 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 cũng như đặc tính kết dính và tự dính yếu, có thể ảnh hưởng đến quá trình xử lý tiếp theo.
(5) Vật liệu cách nhiệt cao su silicone
Cao su silicone có tính linh hoạt và khả năng chống chịu tuyệt vời đối với ozon, phóng điện vầng quang và ngọn lửa, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng để cách điện. Ứng dụng chính của nó trong ngành điện là làm dây và cáp điện. Dây và cáp cao su silicon đặc biệt thích hợp để sử dụng trong môi trường đòi hỏi khắt khe và nhiệt độ cao, 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, cáp điện và điều khiển hàng hải.
Hiện nay, cáp cách điện bằng cao su silicon thường được liên kết chéo bằng cách sử dụng áp suất khí quyển với không khí nóng hoặc hơi nước áp suất cao. Ngoài ra còn có nghiên cứu đang tiến hành sử dụng chiếu xạ chùm tia điện tử cho cao su silicon liên kết ngang, mặc dù nó vẫn chưa trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp cáp. Với những tiến bộ gần đây trong công nghệ liên kết ngang chiếu xạ, nó mang đến giải pháp thay thế chi phí thấp hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn cho vật liệu cách nhiệt bằng cao su silicon. Thông qua chiếu xạ chùm tia điện tử hoặc các nguồn bức xạ khác, có thể đạt được liên kết ngang hiệu quả của chất cách điện bằng cao su silicon đồng thời cho phép kiểm soát độ sâu và mức độ liên kết ngang để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể.
Do đó, việc ứng dụng công nghệ liên kết ngang chiếu xạ cho vật liệu cách điện bằng cao su silicon có nhiều triển vọng trong ngành dây và cáp. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất và góp phần giảm tác động xấu 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 ngang chiếu xạ cho vật liệu cách điện bằng cao su silicon, khiến chúng được áp dụng rộng rãi hơn để sản xuất dây và cáp hiệu suất cao, nhiệt độ cao trong ngành điện. Điều này sẽ cung cấp các giải pháp đáng tin cậy và bền vững hơn cho các lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
Thời gian đăng: 28-09-2023