De kabelmantel (ook wel buitenmantel of omhulsel genoemd) is de buitenste laag van een kabel, optische kabel of draad. Het is de belangrijkste barrière in de kabel om de interne structuur te beschermen en de kabel te beschermen tegen externe hitte, kou, vocht, ultraviolette straling, ozon, chemische en mechanische schade tijdens en na installatie. De kabelmantel is niet bedoeld ter vervanging van de interne versterking van de kabel, maar kan wel een redelijk hoge mate van beperkte bescherming bieden. Daarnaast kan de kabelmantel de vorm van de gevlochten geleider en de afschermingslaag (indien aanwezig) fixeren, waardoor interferentie met de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) van de kabel wordt geminimaliseerd. Dit is belangrijk om een consistente overdracht van stroom, signaal of data in de kabel of draad te garanderen. De mantel speelt ook een belangrijke rol in de duurzaamheid van optische kabels en draden.
Er bestaan veel verschillende soorten kabelmantelmaterialen. Veelgebruikte kabelmantelmaterialen zijn:verknoopt polyethyleen (XLPE), polytetrafluorethyleen (PTFE), gefluoreerd ethyleenpropyleen (FEP), perfluoralkoxyhars (PFA), polyurethaan (PUR),polyethyleen (PE), thermoplastisch elastomeer (TPE) enpolyvinylchloride (PVC)Ze hebben elk verschillende prestatiekenmerken.
Bij de keuze van grondstoffen voor kabelmantels moet allereerst rekening worden gehouden met de aanpasbaarheid aan de omgeving en de compatibiliteit met de gebruikte connectoren. Zo kan het bijvoorbeeld in extreem koude omgevingen nodig zijn dat de kabelmantel flexibel blijft bij zeer lage temperaturen. De juiste mantelkeuze is cruciaal voor het bepalen van de beste optische kabel voor elke toepassing. Het is daarom belangrijk om precies te begrijpen welk doel de optische kabel of draad moet dienen en aan welke eisen deze moet voldoen.
Polyvinylchloride (PVC)Het is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Het wordt gemaakt van een hars op basis van polyvinylchloride, waaraan stabilisatoren, weekmakers, anorganische vulstoffen zoals calciumcarbonaat, additieven en smeermiddelen etc. worden toegevoegd door middel van mengen, kneden en extrusie. Het heeft goede fysische, mechanische en elektrische eigenschappen, evenals een goede weerbestendigheid en chemische stabiliteit. De prestaties kunnen verder worden verbeterd door de toevoeging van verschillende additieven, zoals vlamvertragers, hittebestendige middelen, enzovoort.
De productiemethode van PVC-kabelmantels bestaat uit het toevoegen van PVC-deeltjes aan een extruder en het extruderen ervan onder hoge temperatuur en druk om een buisvormige kabelmantel te vormen.
De voordelen van PVC-kabelmantels zijn de lage prijs, de eenvoudige verwerking en installatie, en de brede toepassingsmogelijkheden. Ze worden vaak gebruikt in laagspanningskabels, communicatiekabels, installatiekabels en andere toepassingen. De hoge temperatuurbestendigheid, koudebestendigheid en UV-bestendigheid van PVC-kabelmantels zijn echter relatief zwak. Bovendien bevatten ze schadelijke stoffen voor het milieu en de menselijke gezondheid, waardoor er problemen kunnen ontstaan bij toepassing in specifieke omgevingen. Door het toenemende milieubewustzijn en de verbeterde materiaaleisen worden er steeds hogere eisen gesteld aan PVC-materialen. Daarom wordt PVC-kabelmantels in bepaalde specifieke sectoren, zoals de luchtvaart, ruimtevaart, kernenergie en andere, met de nodige voorzichtigheid gebruikt.
Polyethyleen (PE)PE is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Het heeft goede mechanische eigenschappen en chemische stabiliteit, en is goed bestand tegen hitte, kou en weersinvloeden. PE-kabelmantels kunnen worden verbeterd door toevoeging van additieven, zoals antioxidanten, UV-absorbers, enz.
De productiemethode van PE-kabelmantels is vergelijkbaar met die van PVC: PE-deeltjes worden aan de extruder toegevoegd en onder hoge temperatuur en druk geëxtrudeerd om een buisvormige kabelmantel te vormen.
PE-kabelmantels hebben als voordelen een goede weerstand tegen omgevingsveroudering en UV-straling, terwijl de prijs relatief laag is. Ze worden veel gebruikt in optische kabels, laagspanningskabels, communicatiekabels, mijnbouwkabels en andere toepassingen. Vernet polyethyleen (XLPE) is een kabelmantelmateriaal met hoge elektrische en mechanische eigenschappen. Het wordt geproduceerd door polyethyleenmaterialen bij hoge temperaturen te vernetten. Door deze vernettingsreactie vormt het polyethyleenmateriaal een driedimensionale netwerkstructuur, waardoor het een hoge sterkte en hoge temperatuurbestendigheid heeft. XLPE-kabelmantels worden veel gebruikt in hoogspanningskabels, zoals transmissielijnen, onderstations, enzovoort. Het heeft uitstekende elektrische eigenschappen, mechanische sterkte en chemische stabiliteit, en is bovendien zeer hitte- en weerbestendig.
Polyurethaan (PUR)PUR verwijst naar een groep kunststoffen die eind jaren dertig van de vorige eeuw zijn ontwikkeld. Het wordt geproduceerd via een chemisch proces genaamd additiepolymerisatie. De grondstof is meestal aardolie, maar plantaardige materialen zoals aardappelen, maïs of suikerbieten kunnen ook worden gebruikt bij de productie. PUR is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Het is een elastomeer materiaal met uitstekende slijtvastheid, verouderingsbestendigheid, oliebestendigheid en zuur- en alkalibestendigheid, terwijl het ook een goede mechanische sterkte en elastisch herstelvermogen heeft. De PUR-kabelmantel kan worden verbeterd door de toevoeging van verschillende additieven, zoals vlamvertragers, hittebestendige middelen, enzovoort.
De productiemethode van PUR-kabelmantels bestaat uit het toevoegen van PUR-deeltjes aan een extruder en het extruderen ervan onder hoge temperatuur en druk tot een buisvormige kabelmantel. Polyurethaan heeft bijzonder goede mechanische eigenschappen.
Het materiaal heeft een uitstekende slijtvastheid, snijweerstand en scheurweerstand en blijft zelfs bij lage temperaturen zeer flexibel. Dit maakt PUR bijzonder geschikt voor toepassingen die dynamische bewegingen en buiging vereisen, zoals sleepkettingen. In robottoepassingen kunnen kabels met een PUR-mantel miljoenen buigcycli of sterke torsiekrachten probleemloos doorstaan. PUR is bovendien zeer bestand tegen olie, oplosmiddelen en ultraviolette straling. Afhankelijk van de samenstelling is het materiaal ook halogeenvrij en vlamvertragend, belangrijke criteria voor UL-gecertificeerde kabels die in de Verenigde Staten worden gebruikt. PUR-kabels worden veelvuldig gebruikt in de machine- en fabrieksbouw, industriële automatisering en de automobielindustrie.
Hoewel de PUR-kabelmantel goede fysische, mechanische en chemische eigenschappen heeft, is de prijs relatief hoog en is deze niet geschikt voor goedkope massaproductie.
Polyurethaan thermoplastisch elastomeer (TPU)TPU is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Anders dan polyurethaanelastomeer (PUR), is TPU een thermoplastisch materiaal met goede verwerkbaarheid en plasticiteit.
De TPU-kabelmantel heeft een goede slijtvastheid, oliebestendigheid, zuur- en alkalibestendigheid en weersbestendigheid. Daarnaast beschikt hij over een goede mechanische sterkte en elastisch herstelvermogen, waardoor hij geschikt is voor complexe mechanische bewegingen en trillingen.
De TPU-kabelmantel wordt gemaakt door TPU-deeltjes toe te voegen aan een extruder en deze onder hoge temperatuur en druk te extruderen tot een buisvormige kabelmantel.
TPU-kabelmantels worden veel gebruikt in industriële automatisering, werktuigmachines, bewegingsbesturingssystemen, robots en andere toepassingen, maar ook in de automobielindustrie, scheepvaart en andere sectoren. Ze hebben een goede slijtvastheid en elastisch herstelvermogen, beschermen de kabel effectief en bieden bovendien een uitstekende weerstand tegen hoge en lage temperaturen.
Vergeleken met PUR heeft TPU-kabelmantel het voordeel van goede verwerkbaarheid en plasticiteit, waardoor deze geschikt is voor meer kabeldiameters en -vormen. De prijs van TPU-kabelmantel is echter relatief hoog, waardoor deze minder geschikt is voor goedkope massaproductie.
Siliconenrubber (PU)Siliconenrubber is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Het is een organisch polymeer, waarbij de hoofdketen bestaat uit afwisselend silicium- en zuurstofatomen. Het siliciumatoom is meestal verbonden met twee organische groepen van het rubber. Gewoon siliconenrubber bestaat voornamelijk uit siliconenketens met methylgroepen en een kleine hoeveelheid vinyl. De introductie van een fenylgroep kan de hoge- en lage-temperatuurbestendigheid van siliconenrubber verbeteren, terwijl de introductie van een trifluoropropyl- en cyanidegroep de temperatuur- en oliebestendigheid kan verhogen. Polyurethaan (PU) heeft een goede hoge- en lage-temperatuurbestendigheid en oxidatiebestendigheid, en beschikt bovendien over goede zachtheid en elastische hersteleigenschappen. De prestaties van siliconenrubber kabelmantels kunnen worden verbeterd door de toevoeging van verschillende additieven, zoals slijtvaste en olieafstotende middelen.
De productiemethode van siliconenrubberen kabelmantels bestaat uit het toevoegen van een siliconenrubbermengsel aan een extruder en het extruderen ervan onder hoge temperatuur en druk om een buisvormige kabelmantel te vormen. Siliconenrubberen kabelmantels worden veel gebruikt in toepassingen met hoge temperaturen, hoge druk en weersbestendigheid, zoals de lucht- en ruimtevaart, kerncentrales, petrochemie, defensie en andere sectoren.
Het heeft een goede hoge temperatuurbestendigheid en oxidatieweerstand, kan stabiel functioneren in omgevingen met hoge temperaturen, hoge druk en sterke corrosie, en beschikt bovendien over een goede mechanische sterkte en elastisch herstelvermogen, waardoor het geschikt is voor complexe mechanische bewegingen en trillingen.
Vergeleken met andere kabelmantelmaterialen heeft siliconenrubber een hogere temperatuur- en oxidatiebestendigheid, maar ook een goede flexibiliteit en elastisch herstelvermogen, waardoor het geschikt is voor complexere werkomgevingen. De prijs van siliconenrubber is echter relatief hoog, waardoor het minder geschikt is voor goedkope massaproductie.
Polytetrafluorethyleen (PTFE)Polytetrafluorethyleen (PTFE) is een veelgebruikt materiaal voor kabelmantels. Het is een polymeer met uitstekende corrosiebestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid en chemische bestendigheid, en kan stabiel functioneren in extreem hoge temperaturen, hoge druk en sterk corrosieve omgevingen. Bovendien hebben fluorpolymeren ook goede brandvertragende eigenschappen en slijtvastheid.
De productiemethode van fluorplastic kabelmantels bestaat uit het toevoegen van fluorplastic deeltjes aan een extruder en het extruderen ervan onder hoge temperatuur en druk om een buisvormige kabelmantel te vormen.
De kabelmantel van fluorplastic wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, kerncentrales, de petrochemische industrie en andere hoogwaardige sectoren, maar ook in de halfgeleiderindustrie, optische communicatie en andere gebieden. Het materiaal heeft een uitstekende corrosie- en hoge temperatuurbestendigheid, kan langdurig stabiel functioneren in omgevingen met hoge temperaturen, hoge druk en sterke corrosie, en beschikt bovendien over een goede mechanische sterkte en elastisch herstelvermogen, waardoor het bestand is tegen complexe mechanische bewegingen en trillingen.
Vergeleken met andere kabelmantelmaterialen heeft een kabelmantel van fluorplastic een hogere corrosiebestendigheid en hogere temperatuurbestendigheid, waardoor deze geschikt is voor extremere werkomgevingen. De prijs van een kabelmantel van fluorplastic is echter relatief hoog, waardoor deze minder geschikt is voor goedkope massaproductie.
Geplaatst op: 14 oktober 2024