(1)Verknoopt, rookarm en halogeenvrij polyethyleen (XLPE) isolatiemateriaal:
XLPE-isolatiemateriaal wordt geproduceerd door polyethyleen (PE) en ethyleenvinylacetaat (EVA) als basismatrix te mengen met diverse additieven zoals halogeenvrije vlamvertragers, smeermiddelen, antioxidanten, enz., via een meng- en pelletiseerproces. Na bestraling transformeert PE van een lineaire moleculaire structuur naar een driedimensionale structuur, waardoor het verandert van een thermoplastisch materiaal in een onoplosbare thermohardende kunststof.
XLPE-isolatiekabels hebben verschillende voordelen ten opzichte van gewone thermoplastische PE-kabels:
1. Verbeterde weerstand tegen thermische vervorming, verbeterde mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen en verbeterde weerstand tegen spanningscorrosie door omgevingsinvloeden en thermische veroudering.
2. Verbeterde chemische stabiliteit en oplosmiddelbestendigheid, verminderde kruipstroom en behoud van elektrische eigenschappen. De bedrijfstemperatuur kan oplopen tot 125°C à 150°C. Na het crosslinkingproces kan de kortsluittemperatuur van PE worden verhoogd tot 250°C, waardoor kabels met dezelfde dikte een aanzienlijk hogere stroomvoerende capaciteit hebben.
3. XLPE-geïsoleerde kabels vertonen ook uitstekende mechanische, waterdichte en stralingsbestendige eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor diverse toepassingen, zoals interne bedrading in elektrische apparaten, motorkabels, verlichtingskabels, laagspanningssignaalbekabeling voor auto's, locomotiefkabels, metrokabels, milieuvriendelijke mijnbouwkabels, scheepskabels, 1E-klasse kabels voor kerncentrales, kabels voor onderwaterpompen en stroomtransmissiekabels.
De huidige ontwikkelingen in XLPE-isolatiematerialen omvatten door bestraling vernet PE-isolatiematerialen voor stroomkabels, door bestraling vernet PE-isolatiematerialen voor antennes en door bestraling vernet vlamvertragende polyolefine-mantelmaterialen.
(2)Verknoopt polypropyleen (XL-PP) isolatiemateriaal:
Polypropyleen (PP), een veelgebruikt plastic, heeft eigenschappen zoals een laag gewicht, ruime beschikbaarheid van grondstoffen, kosteneffectiviteit, uitstekende chemische corrosiebestendigheid, gemakkelijke vormbaarheid en recyclebaarheid. Het kent echter ook beperkingen, zoals een lage sterkte, slechte hittebestendigheid, aanzienlijke krimp, slechte kruipweerstand, brosheid bij lage temperaturen en een slechte weerstand tegen hitte en veroudering door zuurstof. Deze beperkingen hebben het gebruik ervan in kabeltoepassingen beperkt. Onderzoekers werken aan het modificeren van polypropyleenmaterialen om hun algehele prestaties te verbeteren, en door bestraling verknoopt gemodificeerd polypropyleen (XL-PP) heeft deze beperkingen effectief overwonnen.
XL-PP geïsoleerde draden voldoen aan de UL VW-1 vlamtest en de UL-norm voor draden bij 150 °C. In de praktijk wordt EVA vaak gemengd met PE, PVC, PP en andere materialen om de prestaties van de kabelisolatielaag aan te passen.
Een van de nadelen van bestralingsgecrosslinkt PP is dat er sprake is van een concurrerende reactie tussen de vorming van onverzadigde eindgroepen door afbraakreacties en crosslinkingreacties tussen gestimuleerde moleculen en grote vrije radicalen. Studies hebben aangetoond dat de verhouding tussen afbraak- en crosslinkingreacties bij bestralingsgecrosslinking van PP ongeveer 0,8 bedraagt bij gebruik van gammastraling. Om effectieve crosslinkingreacties in PP te bereiken, moeten crosslinkingbevorderaars worden toegevoegd aan het bestralingsgecrosslinkingproces. Bovendien wordt de effectieve crosslinkingdikte beperkt door het penetratievermogen van elektronenbundels tijdens de bestraling. Bestraling leidt tot gasvorming en schuimvorming, wat gunstig is voor de crosslinking van dunne producten, maar het gebruik van dikwandige kabels beperkt.
(3) Verknoopt ethyleen-vinylacetaatcopolymeer (XL-EVA) isolatiemateriaal:
Naarmate de vraag naar kabelveiligheid toeneemt, is de ontwikkeling van halogeenvrije, vlamvertragende, verknoopte kabels snel gegroeid. In vergelijking met PE heeft EVA, dat vinylacetaatmonomeren in de moleculaire keten introduceert, een lagere kristalliniteit, wat resulteert in verbeterde flexibiliteit, slagvastheid, compatibiliteit met vulstoffen en hittebestendige eigenschappen. Over het algemeen zijn de eigenschappen van EVA-hars afhankelijk van het gehalte aan vinylacetaatmonomeren in de moleculaire keten. Een hoger vinylacetaatgehalte leidt tot een verhoogde transparantie, flexibiliteit en taaiheid. EVA-hars heeft een uitstekende compatibiliteit met vulstoffen en verknoopbaarheid, waardoor het steeds populairder wordt in halogeenvrije, vlamvertragende, verknoopte kabels.
EVA-hars met een vinylacetaatgehalte van ongeveer 12% tot 24% wordt veel gebruikt voor de isolatie van draden en kabels. In de praktijk wordt EVA vaak gemengd met PE, PVC, PP en andere materialen om de eigenschappen van de kabelisolatielaag aan te passen. EVA-componenten kunnen crosslinking bevorderen, waardoor de prestaties van de kabel na crosslinking verbeteren.
(4) Cross-linked ethyleen-propyleen-dieenmonomeer (XL-EPDM) isolatiemateriaal:
XL-EPDM is een terpolymeer samengesteld uit ethyleen, propyleen en niet-geconjugeerde dieenmonomeren, die door bestraling zijn verknoopt. XL-EPDM-kabels combineren de voordelen van polyolefine-geïsoleerde kabels en gangbare rubber-geïsoleerde kabels:
1. Flexibiliteit, veerkracht, niet-hechtend bij hoge temperaturen, langdurige verouderingsbestendigheid en weerstand tegen extreme weersomstandigheden (-60°C tot 125°C).
2. Ozonbestendigheid, UV-bestendigheid, elektrische isolatieprestaties en weerstand tegen chemische corrosie.
3. Bestand tegen olie en oplosmiddelen vergelijkbaar met algemene chloropreenrubberisolatie. Het kan worden geproduceerd met behulp van gangbare warmte-extrusieapparatuur, waardoor het kosteneffectief is.
XL-EPDM-geïsoleerde kabels hebben een breed scala aan toepassingen, waaronder, maar niet beperkt tot, laagspanningskabels, scheepskabels, ontstekingskabels voor auto's, stuurkabels voor koelcompressoren, mobiele kabels voor de mijnbouw, boorapparatuur en medische apparaten.
De belangrijkste nadelen van XL-EPDM-kabels zijn de geringe scheurweerstand en de zwakke kleef- en zelfklevende eigenschappen, wat de verdere verwerking kan beïnvloeden.
(5) Isolatiemateriaal van siliconenrubber
Silicone rubber is flexibel en uitstekend bestand tegen ozon, corona-ontlading en vlammen, waardoor het een ideaal materiaal is voor elektrische isolatie. De belangrijkste toepassing in de elektrotechnische industrie is voor draden en kabels. Draden en kabels van silicone rubber zijn bijzonder geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen en hoge eisen, en hebben een aanzienlijk langere levensduur dan standaardkabels. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere motoren voor hoge temperaturen, transformatoren, generatoren, elektronische en elektrische apparatuur, ontstekingskabels in transportvoertuigen en stroom- en besturingskabels voor schepen.
Momenteel worden kabels met siliconenrubberisolatie doorgaans gecrosslinkt met behulp van atmosferische druk in combinatie met hete lucht of hogedrukstoom. Er wordt ook onderzoek gedaan naar het gebruik van elektronenbundelbestraling voor het crosslinken van siliconenrubber, hoewel dit nog niet wijdverspreid is in de kabelindustrie. Dankzij recente ontwikkelingen in de technologie voor bestralingscrosslinking is er een goedkoper, efficiënter en milieuvriendelijker alternatief voor siliconenrubberisolatiematerialen. Door middel van elektronenbundelbestraling of andere stralingsbronnen kan een efficiënte crosslinking van siliconenrubberisolatie worden bereikt, waarbij de diepte en mate van crosslinking nauwkeurig kunnen worden geregeld om aan specifieke toepassingsvereisten te voldoen.
De toepassing van bestralingscrosslinkingtechnologie voor siliconenrubberisolatiematerialen biedt daarom veelbelangrijke mogelijkheden in de draad- en kabelindustrie. Deze technologie zal naar verwachting de productiekosten verlagen, de productie-efficiëntie verbeteren en bijdragen aan de vermindering van negatieve milieueffecten. Toekomstig onderzoek en ontwikkeling kunnen het gebruik van bestralingscrosslinkingtechnologie voor siliconenrubberisolatiematerialen verder stimuleren, waardoor deze breder toepasbaar worden voor de productie van hittebestendige, hoogwaardige draden en kabels in de elektrotechnische industrie. Dit zal leiden tot betrouwbaardere en duurzamere oplossingen voor diverse toepassingsgebieden.
Geplaatst op: 28 september 2023