1. Inleiding
EVA is de afkorting voor ethyleenvinylacetaatcopolymeer, een polyolefinepolymeer. Vanwege de lage smelttemperatuur, goede vloeibaarheid, polariteit en niet-halogeenelementen, en compatibel met een verscheidenheid aan polymeren en minerale poeders, zijn een aantal mechanische en fysieke eigenschappen, elektrische eigenschappen en verwerkingsprestaties in evenwicht, en de prijs is niet hoog, er is voldoende marktaanbod, dus zowel als kabelisolatiemateriaal, ook als vul-, omhullingsmateriaal te gebruiken; kan worden gemaakt tot thermoplastisch materiaal, en kan worden gemaakt tot thermohardend verknopingsmateriaal.
Het brede scala aan toepassingen van EVA, met vlamvertragers, kan worden omgezet in een rookarme halogeenvrije of halogeenbrandstofbarrière; kies een hoog VA-gehalte van EVA als basismateriaal en kan ook worden gemaakt in oliebestendig materiaal; kies de smeltindex van gematigd EVA, voeg 2 tot 3 keer de vulling van EVA toe. Vlamvertragers kunnen worden gemaakt om de prestaties van het extrusieproces en de prijs van een meer gebalanceerd zuurstofbarrière (vul) materiaal te verbeteren.
In dit artikel gaan we in op de structurele eigenschappen van EVA, de introductie van de toepassing ervan in de kabelindustrie en de ontwikkelingsvooruitzichten.
2. Structurele eigenschappen
Bij het produceren van synthese kan het veranderen van de verhouding van de polymerisatiegraad n/m een VA-gehalte van 5 tot 90% EVA opleveren; het verhogen van de totale polymerisatiegraad kan een molecuulgewicht van tienduizenden tot honderdduizenden EVA opleveren; VA-gehalte lager dan 40%, vanwege de aanwezigheid van gedeeltelijke kristallisatie, slechte elasticiteit, algemeen bekend als EVA-plastic; wanneer het VA-gehalte groter is dan 40%, is een rubberachtig elastomeer zonder kristallisatie algemeen bekend als EVM-rubber.
1. 2 Eigenschappen
De moleculaire keten van EVA heeft een lineaire, verzadigde structuur en is dus goed bestand tegen veroudering door hitte, weersinvloeden en ozon.
De hoofdketen van het EVA-molecuul bevat geen dubbele bindingen, benzeenringen, acyl-, aminegroepen en andere groepen die gemakkelijk te roken zijn bij verbranding, zijketens bevatten ook niet gemakkelijk te roken bij het verbranden van methyl-, fenyl-, cyano- en andere groepen. Bovendien bevat het molecuul zelf geen halogeenelementen, waardoor het bijzonder geschikt is voor rookarme, halogeenvrije resistieve brandstofbasis.
De grote omvang van de vinylacetaat (VA)-groep in de EVA-zijketen en de gemiddelde polariteit ervan zorgen ervoor dat deze zowel de neiging van de vinylruggengraat om te kristalliseren remt als goed koppelt met minerale vulstoffen, wat de voorwaarden schept voor hoogwaardige barrièrebrandstoffen. Dit geldt met name voor rookarme en halogeenvrije resists, omdat vlamvertragers met een volumegehalte van meer dan 50% [bijv. Al(OH) 3, Mg(OH) 2, etc.] moeten worden toegevoegd om aan de eisen van kabelnormen te voldoen. voor vlamvertraging. EVA met een gemiddeld tot hoog VA-gehalte wordt gebruikt als basis voor de productie van rookarme en halogeenvrije vlamvertragende brandstoffen met uitstekende eigenschappen.
Omdat de vinylacetaatgroep (VA) met de zijketen van EVA polair is, geldt: hoe hoger het VA-gehalte, hoe polairder het polymeer is en hoe beter de oliebestendigheid. De door de kabelindustrie vereiste oliebestendigheid heeft vooral betrekking op het vermogen om niet-polaire of zwak polaire minerale oliën te weerstaan. Volgens het principe van vergelijkbare compatibiliteit wordt EVA met een hoog VA-gehalte als basismateriaal gebruikt om een rookarme en halogeenvrije brandstofbarrière met goede oliebestendigheid te produceren.
EVA-moleculen in het alfa-olefine H-atoom zijn actiever, in de peroxideradicalen of het hoogenergetische elektronenstralingseffect is het gemakkelijk om H-verknopingsreactie te nemen, verknoopt plastic of rubber te worden, kunnen veeleisende prestatie-eisen worden gesteld van speciale draad- en kabelmaterialen.
De toevoeging van de vinylacetaatgroep zorgt ervoor dat de smelttemperatuur van EVA aanzienlijk daalt, en het aantal korte zijketens van VA kan de stroom van EVA doen toenemen. Daarom zijn de extrusieprestaties veel beter dan de moleculaire structuur van vergelijkbaar polyethyleen, waardoor het het voorkeursbasismateriaal wordt voor halfgeleidende afschermingsmaterialen en halogeen- en halogeenvrije brandstofbarrières.
2 Productvoordelen
2. 1 Extreem hoge kostenprestaties
De fysieke en mechanische eigenschappen van EVA, hittebestendigheid, weersbestendigheid, ozonbestendigheid en elektrische eigenschappen zijn zeer goed. Selecteer de juiste kwaliteit, kan hittebestendig zijn, vlamvertragende prestaties, maar ook olie-, oplosmiddelbestendig speciaal kabelmateriaal.
Thermoplastisch EVA-materiaal wordt meestal gebruikt met een VA-gehalte van 15% tot 46%, met een smeltindex van 0,5 tot 4 graden. EVA heeft veel fabrikanten, veel merken, een breed scala aan opties, redelijke prijzen, voldoende aanbod, gebruikers hoeven alleen het EVA-gedeelte van de website te openen, het merk, de prestaties, de prijs, de afleverlocatie in één oogopslag, u kunt kiezen, zeer handig.
EVA is een polyolefinepolymeer, gezien de zachtheid en het gebruik van prestatievergelijkingen, en polyethyleen (PE) materiaal en zacht polyvinylchloride (PVC) kabelmateriaal zijn vergelijkbaar. Maar bij verder onderzoek zul je ontdekken dat EVA en de twee bovengenoemde materiaalsoorten vergeleken met de onvervangbare superioriteit.
2. 2 uitstekende verwerkingsprestaties
EVA in de kabeltoepassing is afkomstig van het midden- en hoogspanningskabelafschermingsmateriaal binnen en buiten het begin, en later uitgebreid tot een halogeenvrije brandstofbarrière. Deze twee soorten materiaal worden vanuit het oogpunt van verwerking beschouwd als “sterk gevuld materiaal”: afschermingsmateriaal vanwege de noodzaak om een grote hoeveelheid geleidend roet toe te voegen en de viscositeit ervan te verhogen, daalde de liquiditeit scherp; Halogeenvrije vlamvertragende brandstof moet een groot aantal halogeenvrije vlamvertragers toevoegen, ook de viscositeit van het halogeenvrije materiaal nam scherp toe, de liquiditeit daalde scherp. De oplossing is het vinden van een polymeer dat grote hoeveelheden vulmiddel kan bevatten, maar ook een lage smeltviscositeit en een goede vloeibaarheid heeft. Om deze reden heeft EVA de voorkeur.
EVA-smeltviscositeit met extrusieverwerkingstemperatuur en afschuifsnelheid zal de snelle afname vergroten, de gebruiker hoeft alleen de extrudertemperatuur en schroefsnelheid aan te passen, u kunt uitstekende prestaties leveren van draad- en kabelproducten. Een groot aantal binnenlandse en buitenlandse toepassingen toont aan dat, voor het sterk gevulde, rookarme halogeenvrije materiaal, omdat de viscositeit te groot is, de smeltindex te klein is, dus alleen het gebruik van een schroef met lage compressieverhouding (compressieverhouding van minder dan 1. 3) extrusie, om een goede extrusiekwaliteit te garanderen. Op rubber gebaseerde EVM-materialen met vulkanisatiemiddelen kunnen worden geëxtrudeerd op zowel rubberextruders als extruders voor algemene doeleinden. Het daaropvolgende vulkanisatieproces (verknoping) kan worden uitgevoerd door thermochemische (peroxide) verknoping of door verknoping door bestraling met een elektronenversneller.
2. 3 Gemakkelijk aan te passen en aan te passen
Draden en kabels zijn overal, van de lucht tot de grond, van de bergen tot de zee. Gebruikers van draad- en kabelvereisten zijn ook gevarieerd en vreemd, terwijl de structuur van draad en kabel vergelijkbaar is, worden de prestatieverschillen voornamelijk weerspiegeld in de isolatie- en mantelbedekkingsmaterialen.
Tot nu toe vormt zacht PVC, zowel in binnen- als buitenland, nog steeds het overgrote deel van de polymeermaterialen die in de kabelindustrie worden gebruikt. Echter, met het toenemende bewustzijn van milieubescherming en duurzame ontwikkeling.
PVC-materialen zijn sterk beperkt, wetenschappers doen er alles aan om alternatieve materialen voor PVC te vinden, waarvan EVA de meest veelbelovende is.
EVA kan worden gemengd met een verscheidenheid aan polymeren, maar ook met een verscheidenheid aan minerale poeders en verwerkingshulpmiddelen die compatibel zijn. De gemengde producten kunnen worden verwerkt tot thermoplastisch plastic voor plastic kabels, maar ook tot verknoopt rubber voor rubberen kabels. Formuleringontwerpers kunnen gebaseerd zijn op gebruikers- (of standaard) eisen, EVA als basismateriaal, om de prestaties van het materiaal aan de eisen te laten voldoen.
3 EVA-toepassingsbereik
3. 1 Gebruikt als halfgeleidend afschermingsmateriaal voor hoogspanningskabels
Zoals we allemaal weten, is het belangrijkste materiaal van het afschermingsmateriaal geleidend roet. Als u aan het basismateriaal van kunststof of rubber een grote hoeveelheid roet toevoegt, zal dit de vloeibaarheid van het afschermingsmateriaal en de gladheid van het extrusieniveau ernstig verslechteren. Om gedeeltelijke ontladingen in hoogspanningskabels te voorkomen, moeten de binnen- en buitenschermen dun, glanzend, helder en uniform zijn. In vergelijking met andere polymeren kan EVA dit gemakkelijker doen. De reden hiervoor is dat het extrusieproces van EVA bijzonder goed is, goed vloeit en niet vatbaar is voor smeltbreuk. Het afschermingsmateriaal is verdeeld in twee categorieën: gewikkeld in de geleider aan de buitenkant, het binnenscherm genoemd – met het binnenschermmateriaal; gewikkeld in de isolatie aan de buitenkant, het buitenste schild genoemd – met het buitenste schermmateriaal; binnenschermmateriaal is grotendeels thermoplastisch. Het binnenschermmateriaal is grotendeels thermoplastisch en is vaak gebaseerd op EVA met een VA-gehalte van 18% tot 28%; het buitenste schermmateriaal is grotendeels verknoopt en afpelbaar en is vaak gebaseerd op EVA met een VA-gehalte van 40% tot 46%.
3. 2 Thermoplastische en verknoopte vlamvertragende brandstoffen
Thermoplastisch vlamvertragend polyolefine wordt veel gebruikt in de kabelindustrie, voornamelijk voor halogeen- of halogeenvrije eisen aan scheepskabels, stroomkabels en hoogwaardige constructielijnen. Hun bedrijfstemperaturen op lange termijn variëren van 70 tot 90 °C.
Voor midden- en hoogspanningskabels van 10 kV en hoger, die zeer hoge elektrische prestatie-eisen stellen, worden de vlamvertragende eigenschappen voornamelijk gedragen door de buitenmantel. In sommige milieueisende gebouwen of projecten moeten de kabels weinig rook, halogeenvrij, lage toxiciteit of lage rook- en halogeeneigenschappen hebben, dus thermoplastische vlamvertragende polyolefinen zijn een haalbare oplossing.
Voor sommige speciale doeleinden is de buitendiameter niet groot, temperatuurbestendigheid in 105 ~ 150 ℃ tussen de speciale kabel, meer verknoopt vlamvertragend polyolefinemateriaal, de verknoping kan door de kabelfabrikant worden geselecteerd op basis van hun eigen productieomstandigheden , zowel de traditionele hogedrukstoom of hoge temperatuur zoutbad, maar ook beschikbare elektronenversneller bestraling op kamertemperatuur, verknoopte manier. De werktemperatuur op lange termijn is verdeeld in 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ drie bestanden, de productie-installatie kan worden gemaakt volgens de verschillende eisen van gebruikers of normen, halogeenvrije of halogeenhoudende brandstofbarrière.
Het is algemeen bekend dat polyolefinen niet-polaire of zwak polaire polaire polymeren zijn. Omdat ze qua polariteit vergelijkbaar zijn met minerale olie, worden polyolefinen meestal beschouwd als minder oliebestendig volgens het principe van vergelijkbare compatibiliteit. Veel kabelnormen in binnen- en buitenland bepalen echter ook dat vernette weerstanden ook goed bestand moeten zijn tegen oliën, oplosmiddelen en zelfs tegen olieslurries, zuren en logen. Dit is een uitdaging voor materiaalonderzoekers, nu deze veeleisende materialen, zowel in China als in het buitenland, zijn ontwikkeld en het basismateriaal EVA is.
3. 3 Zuurstofbarrièremateriaal
Gevlochten meeraderige kabels hebben veel gaten tussen de aders die moeten worden opgevuld om een rond kabeluiterlijk te garanderen, als de vulling in de buitenmantel is gemaakt van een halogeenvrije brandstofbarrière. Deze vullaag fungeert als vlambarrière (zuurstof) wanneer de kabel brandt en staat daarom in de industrie bekend als een “zuurstofbarrière”.
De basisvereisten voor een zuurstofbarrièremateriaal zijn: goede extrusie-eigenschappen, goede halogeenvrije vlamvertraging (zuurstofindex meestal boven 40) en lage kosten.
Deze zuurstofbarrière wordt al meer dan tien jaar op grote schaal gebruikt in de kabelindustrie en heeft geleid tot aanzienlijke verbeteringen in de vlamvertraging van kabels. De zuurstofbarrière kan worden gebruikt voor zowel halogeenvrije vlamvertragende kabels als halogeenvrije vlamvertragende kabels (bijvoorbeeld PVC). Uit veel praktijkervaring is gebleken dat kabels met een zuurstofbarrière een grotere kans hebben om de tests voor enkele verticale branders en bundelbranders te doorstaan.
Vanuit het oogpunt van materiaalformulering is dit zuurstofbarrièremateriaal eigenlijk een “ultrahoge vulstof”, omdat om aan de lage kosten te voldoen, het noodzakelijk is om een hoge vulstof te gebruiken, om een hoge zuurstofindex te bereiken moet ook een hoog aandeel worden toegevoegd (2 tot 3 keer) Mg (OH) 2 of Al (OH) 3, en om goed te extruderen en EVA als basismateriaal te kiezen.
3. 4 Gemodificeerd PE-mantelmateriaal
Omhullingsmaterialen van polyethyleen zijn gevoelig voor twee problemen: ten eerste zijn ze gevoelig voor smeltbreuk (dwz haaienhuid) tijdens extrusie; ten tweede zijn ze gevoelig voor scheuren door omgevingsstress. De eenvoudigste oplossing is om een bepaald aandeel EVA aan de formulering toe te voegen. gebruikt als een gemodificeerde EVA, waarbij meestal een laag VA-gehalte van de kwaliteit wordt gebruikt, is de smeltindex tussen 1 en 2 geschikt.
4. Ontwikkelingsperspectieven
(1) EVA wordt op grote schaal gebruikt in de kabelindustrie, het jaarlijkse bedrag in de geleidelijke en gestage groei. Vooral in de afgelopen tien jaar heeft de op EVA gebaseerde brandstofbestendigheid, vanwege het belang van milieubescherming, een snelle ontwikkeling doorgemaakt en heeft deze de op PVC gebaseerde kabelmateriaaltrend gedeeltelijk vervangen. Dankzij de uitstekende kostenprestaties en uitstekende prestaties van het extrusieproces is het moeilijk om andere materialen te vervangen.
(2) Jaarlijks verbruik van EVA-hars in de kabelindustrie bijna 100.000 ton, de keuze uit EVA-harsvariëteiten, VA-gehalte van laag naar hoog zal worden gebruikt, gekoppeld aan de granulatie van kabelmateriaal, de bedrijfsomvang is niet groot, verspreid over elke onderneming elk jaar alleen in de duizenden tonnen EVA-hars op en neer, en zal dus niet de gigantische aandacht van de EVA-industrie zijn. Bijvoorbeeld, de grootste hoeveelheid halogeenvrij vlamvertragend basismateriaal, de belangrijkste keuze van VA / MI = 28 /2 ~ 3 van EVA-hars (zoals de Amerikaanse DuPont's EVA 265 #). En deze specificatie kwaliteit van EVA tot nu toe is er geen binnenlandse fabrikant om te produceren en te leveren. Om nog maar te zwijgen van het VA-gehalte hoger dan 28 en de smeltindex minder dan 3 van andere productie en levering van EVA-hars.
(3) buitenlandse bedrijven die EVA produceren omdat er geen binnenlandse concurrenten zijn, en de prijs is al lange tijd hoog, waardoor het enthousiasme voor de binnenlandse productie van kabelfabrieken ernstig wordt onderdrukt. meer dan 50% van het VA-gehalte van EVM van het rubbertype wordt gedomineerd door een buitenlands bedrijf en de prijs is 2 tot 3 keer vergelijkbaar met het VA-gehalte van het merk. Dergelijke hoge prijzen hebben op hun beurt ook invloed op de hoeveelheid EVM van dit rubbertype, dus roept de kabelindustrie binnenlandse EVA-fabrikanten op om de binnenlandse productie van EVA te verbeteren. Meer productie van de industrie is veel gebruik van EVA-hars.
(4) Steunend op de golf van milieubescherming in het tijdperk van de mondialisering wordt EVA door de kabelindustrie beschouwd als het beste basismateriaal voor milieuvriendelijke brandstofbestendigheid. Het gebruik van EVA groeit met 15% per jaar en de vooruitzichten zijn veelbelovend. De hoeveelheid en groeisnelheid van afschermingsmaterialen en de productie en groeisnelheid van midden- en hoogspanningskabels, ongeveer 8% tot 10% tussen; De resistentie tegen polyolefinen groeit snel, is de afgelopen jaren tussen de 15% en 20% gebleven en zal in de komende 5 tot 10 jaar dit groeipercentage wellicht ook handhaven.
Posttijd: 31 juli 2022