(1)Vernet laag-rookvrij halogeenpolyethyleen (XLPE) isolatiemateriaal:
XLPE-isolatiemateriaal wordt geproduceerd door polyethyleen (PE) en ethyleenvinylacetaat (EVA) als basismatrix te mengen, samen met diverse additieven zoals halogeenvrije vlamvertragers, smeermiddelen, antioxidanten, enz., via een compoundeer- en pelletiseerproces. Na bestraling transformeert PE van een lineaire moleculaire structuur naar een driedimensionale structuur, waarbij het van een thermoplastisch materiaal verandert in een onoplosbare thermohardende kunststof.
XLPE-isolatiekabels hebben verschillende voordelen ten opzichte van gewoon thermoplastisch PE:
1. Verbeterde weerstand tegen thermische vervorming, verbeterde mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen en verbeterde weerstand tegen omgevingsspanningsscheuren en thermische veroudering.
2. Verbeterde chemische stabiliteit en oplosmiddelbestendigheid, verminderde koude vloei en behoud van elektrische eigenschappen. De bedrijfstemperaturen op lange termijn kunnen oplopen tot 125 °C tot 150 °C. Na het crosslinken kan de kortsluittemperatuur van PE worden verhoogd tot 250 °C, wat een aanzienlijk hogere stroombelastbaarheid mogelijk maakt voor kabels van dezelfde dikte.
3. XLPE-geïsoleerde kabels vertonen bovendien uitstekende mechanische, waterdichte en stralingsbestendige eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor diverse toepassingen, zoals interne bedrading in elektrische apparaten, motorkabels, verlichtingskabels, laagspanningssignalen in auto's, locomotiefkabels, metrokabels, milieuvriendelijke mijnbouwkabels, scheepskabels, kabels van klasse 1E voor kerncentrales, kabels voor dompelpompen en stroomtransmissiekabels.
De huidige richtingen in de ontwikkeling van XLPE-isolatiematerialen omvatten door straling vernet PE-isolatiematerialen voor stroomkabels, door straling vernet PE-isolatiematerialen voor luchtvaartuigen en door straling vernet vlamvertragende polyolefine-mantelmaterialen.
(2)Vernet polypropyleen (XL-PP) isolatiemateriaal:
Polypropyleen (PP) heeft als gangbare kunststof eigenschappen zoals een laag gewicht, een ruime keuze aan grondstoffen, kosteneffectiviteit, uitstekende chemische corrosiebestendigheid, eenvoudige vormgeving en recyclebaarheid. Het heeft echter beperkingen zoals een lage sterkte, slechte hittebestendigheid, aanzienlijke krimpvervorming, slechte kruipweerstand, brosheid bij lage temperaturen en een slechte weerstand tegen hitte- en zuurstofveroudering. Deze beperkingen hebben het gebruik ervan in kabeltoepassingen beperkt. Onderzoekers hebben gewerkt aan het aanpassen van polypropyleenmaterialen om hun algehele prestaties te verbeteren, en door bestraling vernet gemodificeerd polypropyleen (XL-PP) heeft deze beperkingen effectief overwonnen.
XL-PP geïsoleerde draden voldoen aan de UL VW-1 vlamtests en UL-gecertificeerde 150 °C draadnormen. In praktische kabeltoepassingen wordt EVA vaak gemengd met PE, PVC, PP en andere materialen om de prestaties van de kabelisolatielaag te verbeteren.
Een van de nadelen van bestralingsvernet PP is dat het een competitieve reactie betreft tussen de vorming van onverzadigde eindgroepen door middel van afbraakreacties en vernettingsreacties tussen gestimuleerde moleculen en grote moleculen vrije radicalen. Studies hebben aangetoond dat de verhouding tussen afbraak- en vernettingsreacties bij PP-bestralingsvernetting ongeveer 0,8 bedraagt bij gebruik van gammastraling. Om effectieve vernettingsreacties in PP te bereiken, moeten vernettingsbevorderaars worden toegevoegd voor bestralingsvernetting. Bovendien wordt de effectieve dikte van de vernetting beperkt door het penetratievermogen van elektronenbundels tijdens de bestraling. Bestraling leidt tot gasvorming en schuimvorming, wat gunstig is voor het vernetten van dunne producten, maar het gebruik van dikwandige kabels beperkt.
(3) Isolatiemateriaal van vernet ethyleen-vinylacetaatcopolymeer (XL-EVA):
Naarmate de vraag naar kabelveiligheid toeneemt, is de ontwikkeling van halogeenvrije, vlamvertragende, vernette kabels snel gegroeid. Vergeleken met PE heeft EVA, dat vinylacetaatmonomeren in de moleculaire keten introduceert, een lagere kristalliniteit, wat resulteert in verbeterde flexibiliteit, slagvastheid, vulstofcompatibiliteit en warmteafdichtende eigenschappen. Over het algemeen zijn de eigenschappen van EVA-hars afhankelijk van het gehalte vinylacetaatmonomeren in de moleculaire keten. Een hoger vinylacetaatgehalte leidt tot verhoogde transparantie, flexibiliteit en taaiheid. EVA-hars heeft een uitstekende vulstofcompatibiliteit en vernetbaarheid, waardoor het steeds populairder wordt in halogeenvrije, vlamvertragende, vernette kabels.
EVA-hars met een vinylacetaatgehalte van ongeveer 12% tot 24% wordt veel gebruikt in draad- en kabelisolatie. In kabeltoepassingen wordt EVA vaak gemengd met PE, PVC, PP en andere materialen om de prestaties van de kabelisolatielaag te verbeteren. EVA-componenten kunnen crosslinking bevorderen, wat de kabelprestaties na crosslinking verbetert.
(4) Vernet ethyleen-propyleen-dieen monomeer (XL-EPDM) isolatiemateriaal:
XL-EPDM is een terpolymeer bestaande uit ethyleen, propyleen en niet-geconjugeerde dieenmonomeren, vernet door bestraling. XL-EPDM-kabels combineren de voordelen van polyolefine-geïsoleerde kabels en gangbare rubbergeïsoleerde kabels:
1. Flexibiliteit, veerkracht, niet-klevend bij hoge temperaturen, bestand tegen veroudering op de lange termijn en bestand tegen extreme klimaten (-60°C tot 125°C).
2. Ozonbestendigheid, UV-bestendigheid, elektrische isolatieprestaties en bestendigheid tegen chemische corrosie.
3. Bestand tegen olie en oplosmiddelen, vergelijkbaar met universele chloropreenrubberisolatie. Het kan worden geproduceerd met gangbare apparatuur voor hete extrusie, waardoor het kosteneffectief is.
XL-EPDM-geïsoleerde kabels kennen een breed scala aan toepassingen, waaronder maar niet beperkt tot laagspanningskabels, scheepskabels, ontstekingskabels voor auto's, besturingskabels voor koelcompressoren, mobiele kabels voor de mijnbouw, boorapparatuur en medische apparatuur.
De belangrijkste nadelen van XL-EPDM-kabels zijn de slechte scheurbestendigheid en de zwakke kleef- en zelfklevende eigenschappen, wat de verdere verwerking kan beïnvloeden.
(5) Siliconenrubber isolatiemateriaal
Siliconenrubber 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 siliconenrubber zijn bijzonder geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen en hoge eisen, met een aanzienlijk langere levensduur in vergelijking met standaardkabels. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere hogetemperatuurmotoren, transformatoren, generatoren, elektronische en elektrische apparatuur, ontstekingskabels in transportvoertuigen en stroom- en besturingskabels voor de scheepvaart.
Momenteel worden met siliconenrubber geïsoleerde kabels doorgaans vernet met behulp van atmosferische druk met hete lucht of hogedrukstoom. Er wordt ook onderzoek gedaan naar het gebruik van elektronenbestraling voor het vernetten van siliconenrubber, hoewel dit nog niet gangbaar is in de kabelindustrie. Dankzij de recente ontwikkelingen in de technologie voor vernetting met behulp van bestraling biedt het een goedkoper, efficiënter en milieuvriendelijker alternatief voor siliconenrubberisolatiematerialen. Door middel van elektronenbestraling of andere stralingsbronnen kan een efficiënte vernetting van siliconenrubberisolatie worden bereikt, terwijl de diepte en de mate van vernetting kunnen worden gecontroleerd om aan specifieke toepassingseisen te voldoen.
De toepassing van bestralingscrosslinktechnologie voor siliconenrubberisolatiematerialen biedt daarom veelbelovende mogelijkheden in de draad- en kabelindustrie. Verwacht wordt dat deze technologie de productiekosten zal verlagen, de productie-efficiëntie zal verbeteren en zal bijdragen aan het verminderen van de negatieve milieu-impact. Toekomstige onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen kunnen de toepassing van bestralingscrosslinktechnologie voor siliconenrubberisolatiematerialen verder stimuleren, waardoor deze breder toepasbaar worden voor de productie van hittebestendige, hoogwaardige draden en kabels in de elektrotechnische industrie. Dit zal betrouwbaardere en duurzamere oplossingen opleveren voor diverse toepassingsgebieden.
Plaatsingstijd: 28-09-2023