Absztrakt: A szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag huzalokhoz és kábelekhez való térhálósítási elvét, osztályozását, összetételét, eljárását és felszerelését röviden ismertetjük, valamint a szilán természetesen térhálósított polietilén szigetelőanyag néhány jellemzőjét az alkalmazás és a felhasználás során, valamint bemutatjuk az anyag térhálósodási állapotát befolyásoló tényezőket.
Kulcsszavak: Szilán térhálósítás; Természetes térhálósodás; polietilén; Szigetelés; Vezeték és kábel
A szilán térhálósított polietilén kábelanyagot ma már széles körben használják a huzal- és kábeliparban kisfeszültségű tápkábelek szigetelőanyagaként. A térhálósított huzalok és kábelek, valamint a peroxid térhálósítás és a besugárzásos térhálósítás gyártásában a gyártóberendezéshez képest egyszerű, könnyen kezelhető, alacsony költségű és egyéb előnyökkel jár, és az alacsony árfekvésű termékek vezető anyagává vált. -feszültségű térhálós kábel szigeteléssel.
1. Szilán térhálósított kábel anyagának térhálósítási elve
A szilán térhálósított polietilén előállításának két fő folyamata van: ojtás és térhálósítás. Az ojtási folyamat során a polimer elveszti H-atomját a tercier szénatomon szabad iniciátor hatására, és pirolízis hatására szabad gyökökké alakulnak, amelyek reakcióba lépnek a vinil-szilán – CH = CH2 csoportjával, és trioxiszilil-észtert tartalmazó ojtott polimert képeznek. csoport. A térhálósítási eljárás során az ojtott polimert először víz jelenlétében hidrolizálják szilanol előállítására, és a – OH a szomszédos Si-OH csoporttal kondenzálva Si-O-Si kötést képez, így térhálósítja a polimert. makromolekulák.
2. Szilán térhálósított kábel anyaga és kábelgyártási módja
Mint ismeretes, a szilán térhálósított kábelek és kábelei számára két- és egylépéses gyártási eljárások léteznek. A különbség a kétlépcsős módszer és az egylépéses módszer között abban rejlik, hogy hol történik a szilán ojtási eljárás, az oltási folyamat a kábelanyag gyártónál a kétlépéses módszernél, az oltási folyamat a kábelgyártó üzemben a egylépéses módszer. A legnagyobb piaci részesedéssel rendelkező kétlépcsős szilán térhálós polietilén szigetelőanyag az úgynevezett A és B anyagokból tevődik össze, az A anyag a szilánnal ojtott polietilén, a B anyag pedig a katalizátor mesterkeverék. A szigetelő magot ezután meleg vízben vagy gőzben térhálósítják.
Létezik egy másik típusú kétlépcsős szilán térhálósított polietilén szigetelő, ahol az A anyagot más módon állítják elő úgy, hogy vinil-szilánt visznek be közvetlenül a polietilénbe a szintézis során, hogy szilán elágazó láncú polietilént kapjanak.
Az egylépcsős módszernek is két típusa van, a hagyományos egylépéses eljárás különféle nyersanyagokat tartalmaz a képlet szerint a speciális precíziós adagolórendszer arányában, egy speciálisan kialakított speciális extruderbe egy lépésben az oltás és az extrudálás befejezéséhez. kábel szigetelő mag, ebben a folyamatban nincs granulálás, nincs szükség kábelanyag üzem részvételére, a kábelgyár által egyedül. Ezt az egylépcsős szilán térhálós kábelgyártó berendezést és formulázási technológiát többnyire külföldről importálják, és drága.
Az egylépcsős szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag másik típusát a kábelanyag-gyártók állítják elő, minden alapanyag a képlet szerint speciális keverési mód arányában, csomagolva és értékesítve, nincs A és B anyag. Anyag, kábel üzem lehet közvetlenül az extruderben, hogy egy lépést egyidejűleg oltás és extrudálás kábelszigetelés mag. Ennek a módszernek az egyedülálló tulajdonsága, hogy nincs szükség drága speciális extruderekre, hiszen a szilán ojtási folyamat egy közönséges PVC extruderben is elvégezhető, a kétlépéses módszerrel pedig nincs szükség az A és B anyagok összekeverésére az extrudálás előtt.
3. A készítmény összetétele
A szilán térhálósított polietilén kábelanyag összetétele általában gyantából, iniciátorból, szilánból, antioxidánsból, polimerizációs inhibitorból, katalizátorból stb. áll.
(1) Az alapgyanta általában kis sűrűségű polietilén (LDPE) gyanta, amelynek olvadási indexe (MI) 2, de a közelmúltban a szintetikus gyanta technológia fejlődésével és a költségnyomással a lineáris kis sűrűségű polietilén (LLDPE) is megjelent. ehhez az anyaghoz alapgyantaként használják vagy részben használják. A különböző gyanták gyakran jelentős hatást gyakorolnak az ojtásra és a térhálósodásra a belső makromolekuláris szerkezetük eltérése miatt, ezért a készítményt különböző gyártóktól eltérő alapgyanták vagy azonos típusú gyanták felhasználásával módosítják.
(2) Az általánosan használt iniciátor a diizopropil-peroxid (DCP), a kulcs az, hogy megértsük a probléma mértékét, nem elég kevés ahhoz, hogy szilán oltást okozzon; túl sok polietilén térhálósodást okoz, ami csökkenti a folyékonyságát, az extrudált szigetelőmag felülete érdes, nehezen összenyomható rendszer. Mivel a hozzáadott iniciátor mennyisége nagyon kicsi és érzékeny, fontos, hogy egyenletesen eloszlassa, ezért általában a szilánnal együtt adagoljuk.
(3) A szilánt általában vinil-telítetlen szilánként használják, ideértve a vinil-trimetoxi-szilánt (A2171) és a vinil-trietoxi-szilánt (A2151), az A2171 gyors hidrolízise miatt, ezért válassza több ember számára az A2171-et. Hasonlóan gondot okoz a szilán hozzáadása, a jelenlegi kábelanyaggyártók megpróbálják elérni az alsó határt a költségek csökkentése érdekében, mert a szilánt importálják, drágább az ára.
(4) Az antioxidáns célja a polietilén feldolgozás és a kábel öregedésgátló stabilitásának biztosítása, és a hozzáadott antioxidáns a szilán oltási folyamatban gátolja az oltási reakciót, így az oltási folyamat, antioxidáns hozzáadása hogy legyen óvatos, a hozzáadott mennyiség figyelembe veszi a DCP mennyiségét, hogy megfeleljen a kiválasztásnak. A kétlépéses térhálósítási eljárás során az antioxidáns nagy része hozzáadható a katalizátor főkeverékéhez, ami csökkentheti az ojtási folyamatra gyakorolt hatást. Az egylépéses térhálósítási eljárásban az antioxidáns a teljes oltási folyamatban jelen van, így a fajok és mennyiségek megválasztása fontosabb. A leggyakrabban használt antioxidánsok a 1010, 168, 330 stb.
(5) A polimerizációs gátlót azért adják hozzá, hogy megakadályozzák az ojtást és a mellékreakciók térhálósodását, az oltási folyamatban egy térhálósodást gátló szer hozzáadása hatékonyan csökkentheti a C2C térhálósodás előfordulását, ezáltal javítva a feldolgozási folyékonyság, továbbá egy ojtott hozzáadása azonos körülmények között megelőzi a szilán hidrolízisét a polimerizációs inhibitoron, csökkentheti az ojtott polietilén hidrolízisét, javítva az ojtott anyag hosszú távú stabilitását.
(6) A katalizátorok gyakran szerves ónszármazékok (kivéve a természetes térhálósodást), a leggyakoribb a dibutilón-dilaurát (DBDTL), amelyet általában mesterkeverék formájában adnak hozzá. A kétlépéses eljárásban az ojtott anyagot (A anyag) és a katalizátor főkeveréket (B anyag) külön csomagolják, és az A és B anyagokat összekeverik, mielőtt hozzáadnák az extruderhez, hogy megakadályozzák az A anyag előzetes térhálósodását. Az egylépcsős szilán térhálós polietilén szigeteléseknél a csomagban lévő polietilén még nincs ojtva, így nincs előtérhálósítási probléma és ezért a katalizátort nem kell külön csomagolni.
Ezen túlmenően a piacon kaphatók összetett szilánok, amelyek szilánból, iniciátorból, antioxidánsból, egyes kenőanyagokból és rézgátló anyagokból állnak, és általában kábelgyárakban egylépéses szilán térhálósítási eljárásokban használatosak.
Ezért a szilán térhálósított polietilén szigetelés összetétele, amelynek összetétele nem tekinthető túl bonyolultnak, és a vonatkozó információk között elérhető, de a megfelelő gyártási összetételek, a véglegesítés érdekében bizonyos módosításokkal, amely teljes körű a komponensek megfogalmazásban betöltött szerepének és a teljesítményre gyakorolt hatásuk törvényének megértése, valamint kölcsönös hatásuk.
A kábelanyagok sokféle változatában a szilán térhálósított kábelanyag (akár kétlépcsős, akár egylépcsős) az extrudálás során előforduló kémiai folyamatok egyetlen változata, más fajták, mint például a polivinil-klorid (PVC) kábelanyag és polietilén (PE) kábelanyag, az extrudálási granulálási folyamat fizikai keverési folyamat, még akkor is, ha a kémiai térhálósítás és a besugárzás térhálósító kábelanyag, akár az extrudálási granulálási folyamatban, akár az extrudáló rendszerben Kábel, nincs kémiai folyamat , így ehhez képest a szilán térhálósított kábelanyag gyártása és a kábelszigetelés extrudálása, folyamatszabályozása fontosabb.
4. Kétlépéses szilán térhálósított polietilén szigetelés gyártási folyamata
A kétlépcsős szilán térhálós polietilén A szigetelés gyártási folyamatát röviden az 1. ábra mutatja be.
1. ábra A kétlépéses szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag A gyártási folyamata
Néhány kulcsfontosságú pont a kétlépcsős szilán térhálós polietilén szigetelés gyártási folyamatában:
(1) Szárítás. Mivel a polietilén gyanta kis mennyiségű vizet tartalmaz, magas hőmérsékleten extrudálva a víz gyorsan reagál a szililcsoportokkal és térhálósodást hoz létre, ami csökkenti az olvadék folyékonyságát és előtérhálósodást eredményez. A kész anyag vízhűtés után vizet is tartalmaz, ami szintén előtérhálósodást okozhat, ha nem távolítják el, és meg is kell szárítani. A szárítás minőségének biztosítása érdekében mélyszárító egységet használnak.
(2) Mérés. Mivel az anyagösszetétel pontossága fontos, általában importált súlyvesztési mérleget használnak. A polietilén gyantát és az antioxidánst megmérik és az extruder betápláló nyílásán keresztül vezetik be, míg a szilánt és az iniciátort egy folyékony anyagszivattyú fecskendezi be az extruder második vagy harmadik hengerébe.
(3) Extrudált ojtás. A szilán oltási folyamata az extruderben fejeződik be. Az extruder folyamatbeállításainak, beleértve a hőmérsékletet, a csavarkombinációt, a csavarfordulatszámot és az előtolási sebességet, azt az elvet kell követni, hogy az extruder első szakaszában lévő anyag teljesen megolvadjon és egyenletesen keverhető legyen, ha nem kívánatos a peroxid idő előtti bomlása. , és hogy az extruder második szakaszában lévő teljesen egyenletes anyagnak teljesen le kell bomlani, és az ojtási folyamatot be kell fejezni. A tipikus extruder szakasz hőmérsékletek (LDPE) az 1. táblázatban láthatók.
1. táblázat A kétlépcsős extruder zónáinak hőmérsékletei
| Munkazóna | 1. zóna | 2. zóna | 3. zóna ① | 4. zóna | 5. zóna |
| Hőmérséklet P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Munkazóna | 6. zóna | 7. zóna | 8. zóna | 9. zóna | A száj meghal |
| Hőmérséklet °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①itt adják hozzá a szilánt.
Az extruder csiga sebessége határozza meg az anyag tartózkodási idejét és keverő hatását az extruderben, ha a tartózkodási idő rövid, a peroxid lebomlása nem teljes; ha a tartózkodási idő túl hosszú, az extrudált anyag viszkozitása megnő. Általában a granulátum extruderben való átlagos tartózkodási idejét az iniciátor bomlási felezési idejében 5-10-szeresre kell szabályozni. Az adagolási sebesség nem csak az anyag tartózkodási idejére van hatással, hanem az anyag keveredésére és nyírására is, nagyon fontos a megfelelő adagolási sebesség kiválasztása is.
(4) Csomagolás. A kétlépcsős szilán térhálós szigetelőanyagot alumínium-műanyag kompozit zacskókba kell csomagolni, közvetlen levegőben a nedvesség eltávolítása érdekében.
5. Egylépéses szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag gyártási folyamat
Az egylépéses szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag az oltási folyamata miatt a kábelszigetelő mag kábelgyári extrudálásában van, így a kábelszigetelés extrudálási hőmérséklete lényegesen magasabb, mint a kétlépéses módszernél. Bár az egylépéses szilán térhálósított polietilén szigetelési képletet teljes mértékben figyelembe vették az iniciátor és a szilán gyors diszperziójában és az anyagnyírásban, de az oltási folyamatot a hőmérsékletnek kell garantálnia, ami az egylépéses szilán térhálós polietilén. szigetelésgyártó üzem többször is hangsúlyozta az extrudálási hőmérséklet helyes megválasztásának fontosságát, az általános ajánlott extrudálási hőmérsékletet a 2. táblázat tartalmazza.
2. táblázat Az egyes zónák egylépcsős extruder hőmérséklete ( egység: ℃ )
| Zóna | 1. zóna | 2. zóna | 3. zóna | 4. zóna | Karima | Fej |
| Hőmérséklet | 160 | 190 | 200-210 | 220-230 | 230 | 230 |
Ez az egyik gyenge pontja az egylépéses szilán térhálósított polietilén eljárásnak, amelyre általában nincs szükség kábelek kétlépcsős extrudálásakor.
6. Gyártó berendezések
A gyártóberendezés a folyamatszabályozás fontos garanciája. A szilán térhálós kábelek gyártása igen nagy fokú folyamatszabályozási pontosságot igényel, ezért különösen fontos a gyártóberendezés kiválasztása.
Kétlépcsős szilán térhálósított polietilén szigetelőanyag A anyaggyártó berendezés, jelenleg inkább hazai izotróp párhuzamos ikercsigás extruder gyártása import súlytalan mérleggel, az ilyen eszközök megfelelnek a folyamatszabályozás pontosságának, a hossz és átmérő megválasztásának. az ikercsigás extruder, hogy biztosítsa az anyag tartózkodási idejét, az importált súlytalan mérleg választása az összetevők pontosságának biztosítása érdekében. Természetesen a berendezésnek sok olyan részlete van, amelyre teljes figyelmet kell fordítani.
Mint korábban említettük, a kábelgyárban található egylépcsős szilán térhálós kábelgyártó berendezés importált, drága, a hazai berendezésgyártók nem rendelkeznek hasonló gyártóberendezéssel, ennek oka a berendezésgyártók és a képlet- és folyamatkutatók együttműködésének hiánya.
7. Szilán természetes térhálós polietilén szigetelőanyag
Az elmúlt években kifejlesztett szilán natúr térhálós polietilén szigetelőanyag természetes körülmények között pár napon belül térhálósítható, gőz- vagy melegvíz-merítés nélkül. A hagyományos szilán térhálósítási módszerhez képest ez az anyag csökkentheti a kábelgyártók gyártási folyamatát, tovább csökkentve a gyártási költségeket és növelve a termelés hatékonyságát. A szilán természetesen térhálósított polietilén szigetelést egyre inkább elismerik és használják a kábelgyártók.
Az elmúlt években a hazai szilán natúr térhálós polietilén szigetelés érlelődött és nagy mennyiségben készült, az import anyagokhoz képest bizonyos árbeli előnyökkel.
7. 1 Kiszerelési ötletek szilán természetesen térhálósított polietilén szigetelésekhez
A szilán természetes térhálósított polietilén szigeteléseket kétlépéses eljárással állítják elő, azonos összetételű alapgyantából, iniciátorból, szilánból, antioxidánsból, polimerizációt gátló anyagból és katalizátorból. A szilán természetes térhálósított polietilén szigetelők összetétele az A anyag szilán ojtási sebességének növelésén és a szilán melegvíz térhálós polietilén szigetelőknél hatékonyabb katalizátor kiválasztásán alapul. A nagyobb szilán ojtási sebességű A anyagok és egy hatékonyabb katalizátor kombinációja lehetővé teszi, hogy a szilán térhálósított polietilén szigetelő gyorsan térhálósodjon még alacsony hőmérsékleten és elégtelen nedvesség mellett is.
Az importált szilán természetesen térhálósított polietilén szigetelők A-anyagait kopolimerizációval állítják elő, ahol a szilántartalom magas szinten szabályozható, míg a nagy ojtási arányú A-anyagok előállítása szilán ojtásával nehézkes. A receptben használt alapgyantát, iniciátort és szilánt változatossá kell tenni és be kell állítani a változatosság és az adagolás szempontjából.
A reziszt kiválasztása és adagolásának beállítása is döntő jelentőségű, mivel a szilán oltási sebességének növekedése elkerülhetetlenül több CC térhálósodási mellékreakcióhoz vezet. Az A anyag feldolgozási folyékonyságának és felületi állapotának javítása érdekében a későbbi kábelextrudáláshoz megfelelő mennyiségű polimerizációs inhibitor szükséges a CC térhálósodás és az előzetes térhálósítás hatékony gátlásához.
Ezenkívül a katalizátorok fontos szerepet játszanak a térhálósodási sebesség növelésében, ezért hatékony átmenetifém-mentes elemeket tartalmazó katalizátorként kell őket kiválasztani.
7. 2 Szilánon természetesen térhálósított polietilén szigetelések térhálósodási ideje
A természetes állapotú szilán térhálós polietilén szigetelés térhálósításának befejezéséhez szükséges idő a hőmérséklettől, a páratartalomtól és a szigetelőréteg vastagságától függ. Minél magasabb a hőmérséklet és a páratartalom, annál vékonyabb a szigetelőréteg, annál rövidebb a térhálósítási idő, és annál hosszabb az ellenkezője. Mivel a hőmérséklet és a páratartalom régiónként és évszakonként változik, még ugyanazon a helyen és ugyanabban az időben is, a mai és holnapi hőmérséklet és páratartalom más lesz. Ezért az anyag használata során a felhasználónak meg kell határoznia a térhálósodási időt a helyi és az uralkodó hőmérséklet és páratartalom, valamint a kábel specifikációja és a szigetelőréteg vastagsága szerint.
Feladás időpontja: 2022. augusztus 13