Astratt: Il-prinċipju tal-cross-linking, il-klassifikazzjoni, il-formulazzjoni, il-proċess u t-tagħmir tal-materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked silane għall-wajer u l-kejbil huma deskritti fil-qosor, u xi karatteristiċi tal-materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked naturali silane fl-applikazzjoni u l-użu kif ukoll huma introdotti fatturi li jaffettwaw il-kundizzjoni tal-cross-linking tal-materjal.
Kliem ewlieni: Silane cross-linking; Cross-linking naturali; Polietilene; Insulazzjoni; Wajer u kejbil
Materjal tal-kejbil tal-polyethylene cross-linked silane issa huwa użat ħafna fl-industrija tal-wajer u l-kejbil bħala materjal iżolanti għal kejbils tal-enerġija b'vultaġġ baxx. Il-materjal fil-manifattura ta 'wajer u kejbil cross-linked, u cross-linking tal-perossidu u cross-linking tal-irradjazzjoni meta mqabbla mat-tagħmir tal-manifattura meħtieġ huwa sempliċi, faċli biex topera, spiża komprensiva baxxa u vantaġġi oħra, saret il-materjal ewlieni għal baxx -vultaġġ cross-linked cable b'insulazzjoni.
1.Silane cross-linked cable materjal cross-linking prinċipju
Hemm żewġ proċessi ewlenin involuti fit-teħid tas-silane cross-linked polyethylene: tilqim u cross-linking. Fil-proċess tat-tilqim, il-polimeru jitlef l-atomu H tiegħu fuq l-atomu tal-karbonju terzjarju taħt l-azzjoni ta 'inizjatur ħieles u piroliżi f'radikali ħielsa, li jirreaġixxu mal-grupp – CH = CH2 ta' vinyl silane biex jipproduċi polimeru mlaqqam li fih ester triossisilil. grupp. Fil-proċess ta 'cross-linking, il-polimeru tat-tilqim huwa l-ewwel idrolizzat fil-preżenza ta' ilma biex jipproduċi silanol, u l--OH jikkondensa mal-grupp Si-OH li jmiss biex jifforma r-rabta Si-O-Si, u b'hekk jgħaqqad il-polimeru makromolekuli.
2.Silane cross-linked cable materjal u l-metodu ta 'produzzjoni tal-kejbil tiegħu
Kif tafu, hemm metodi ta 'produzzjoni f'żewġ stadji u f'pass wieħed għal kejbils cross-linked tas-silane u l-kejbils tagħhom. Id-differenza bejn il-metodu f'żewġ stadji u l-metodu f'pass wieħed tinsab fejn jitwettaq il-proċess tat-tilqim tas-silan, il-proċess tat-tilqim fil-manifattur tal-materjal tal-kejbil għall-metodu f'żewġ stadji, il-proċess tat-tilqim fl-impjant tal-manifattura tal-kejbil għall- metodu ta' pass wieħed. Il-materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked b'żewġ stadji silane bl-akbar sehem tas-suq huwa magħmul mill-hekk imsejħa materjali A u B, b'materjal A jkun il-polyethylene imlaqqam bis-silane u materjal B bħala l-lott prinċipali tal-katalist. Il-qalba iżolanti hija mbagħad cross-linked f'ilma sħun jew fwar.
Hemm tip ieħor ta 'iżolatur tal-polyethylene cross-linked silane f'żewġ stadji, fejn il-materjal A huwa prodott b'mod differenti, billi jiġi introdott vinyl silane direttament fil-polyethylene waqt is-sintesi biex jinkiseb polyethylene b'ktajjen ramifikati silane.
Metodu ta 'pass wieħed għandu wkoll żewġ tipi, il-proċess tradizzjonali ta' pass wieħed huwa varjetà ta 'materja prima skond il-formula fil-proporzjon ta' sistema ta 'kejl ta' preċiżjoni speċjali, f'estrużur speċjali ddisinjat apposta f'pass wieħed biex jitlesta t-tilqim u l-estrużjoni ta ' qalba ta 'insulazzjoni tal-kejbil, f'dan il-proċess, l-ebda granulazzjoni, l-ebda ħtieġa għal parteċipazzjoni tal-pjanti tal-materjal tal-kejbil, mill-fabbrika tal-kejbil biex jitlesta waħdu. Dan it-tagħmir tal-produzzjoni tal-kejbil inkroċjat tas-silane ta 'pass wieħed u t-teknoloġija tal-formulazzjoni huwa l-aktar importat minn barra u huwa għali.
Tip ieħor ta 'materjal ta' insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed huwa prodott minn manifatturi tal-materjal tal-kejbil, hija l-materja prima kollha skont il-formula fil-proporzjon ta 'metodu speċjali ta' taħlit flimkien, ippakkjat u mibjugħ, m'hemm l-ebda materjal A u B materjal, impjant tal-kejbil jista 'jkun direttament fl-estrużur biex jitlesta pass fl-istess ħin tilqim u estrużjoni tal-qalba tal-insulazzjoni tal-kejbil. Il-karatteristika unika ta 'dan il-metodu hija li m'hemmx bżonn ta' estrużuri speċjali għaljin, peress li l-proċess tat-tilqim tas-silan jista 'jitlesta f'estrużur tal-PVC ordinarju, u l-metodu f'żewġ stadji jelimina l-ħtieġa li jitħalltu materjali A u B qabel l-estrużjoni.
3. Kompożizzjoni tal-formulazzjoni
Il-formulazzjoni ta 'materjal tal-kejbil tal-polyethylene cross-linked silane hija ġeneralment magħmula minn reżina ta' materjal bażi, inizjatur, silan, antiossidant, inibitur tal-polimerizzazzjoni, katalizzatur, eċċ.
(1) Ir-reżina bażi hija ġeneralment reżina tal-polyethylene ta 'densità baxxa (LDPE) b'indiċi ta' tidwib (MI) ta '2, iżda reċentement, bl-iżvilupp ta' teknoloġija ta 'reżina sintetika u pressjonijiet tal-ispiża, polietilene lineari ta' densità baxxa (LLDPE) ġie wkoll użata jew parzjalment użata bħala r-reżina bażi għal dan il-materjal. Reżini differenti ħafna drabi jkollhom impatt sinifikanti fuq it-tilqim u l-cross-linking minħabba differenzi fl-istruttura makromolekulari interna tagħhom, għalhekk il-formulazzjoni tiġi modifikata billi tuża reżini bażi differenti jew l-istess tip ta 'reżina minn manifatturi differenti.
(2) L-inizjatur użat komunement huwa diisopropyl peroxide (DCP), iċ-ċavetta hija li taqbad l-ammont tal-problema, ftit wisq biex tikkawża t-tilqim tas-silan mhix biżżejjed; wisq biex tikkawża cross-linking tal-polyethylene, li jnaqqas il-fluwidità tagħha, il-wiċċ tal-qalba ta 'insulazzjoni estruża mhux maħduma, sistema diffiċli biex tagħfas. Peress li l-ammont ta 'inizjatur miżjud huwa żgħir ħafna u sensittiv, huwa importanti li jinxtered b'mod ugwali, għalhekk huwa ġeneralment miżjud flimkien mas-silane.
(3) Silane ġeneralment jintuża vinyl silane mhux saturat, inkluż vinyl trimethoxysilane (A2171) u vinyl triethoxysilane (A2151), minħabba r-rata ta 'idroliżi mgħaġġla ta' A2171, għalhekk agħżel A2171 aktar nies. Bl-istess mod, hemm problema li żżid is-silane, il-manifatturi attwali tal-materjal tal-kejbil qed jippruvaw jiksbu l-limitu aktar baxx tiegħu biex inaqqsu l-ispejjeż, minħabba li s-silane huma importati, il-prezz huwa aktar għali.
(4) Anti-ossidant huwa li jiżgura l-istabbiltà tal-ipproċessar tal-polyethylene u l-kejbil anti-aging u miżjud, anti-ossidant fil-proċess tat-tilqim tas-silan għandu r-rwol li jinibixxi r-reazzjoni tat-tilqim, għalhekk il-proċess tat-tilqim, iż-żieda ta 'anti-ossidant toqgħod attent, l-ammont miżjud biex tikkunsidra l-ammont ta 'DCP biex taqbel mal-għażla. Fil-proċess ta 'cross-linking f'żewġ stadji, il-biċċa l-kbira tal-antiossidant jista' jiġi miżjud fil-lott prinċipali tal-katalizzatur, li jista 'jnaqqas l-impatt fuq il-proċess tat-tilqim. Fil-proċess ta 'cross-linking f'pass wieħed, l-antiossidant huwa preżenti fil-proċess kollu tat-tilqim, għalhekk l-għażla tal-ispeċi u l-ammont hija aktar importanti. L-antiossidanti komunement użati huma 1010, 168, 330, eċċ.
(5) Inibitur tal-polimerizzazzjoni huwa miżjud sabiex jinibixxi xi proċess ta 'tilqim u cross-linking ta' reazzjonijiet sekondarji jseħħu, fil-proċess tat-tilqim biex iżżid aġent kontra l-cross-linking, jista 'effettivament inaqqas l-okkorrenza ta' cross-linking C2C, u b'hekk itejjeb il-fluwidità tal-ipproċessar, barra minn hekk, iż-żieda ta 'tilqim fl-istess kundizzjonijiet se tkun preċeduta mill-idroliżi tas-silane fuq l-inibitur tal-polimerizzazzjoni tista' tnaqqas l-idroliżi tal-polyethylene mlaqqma, biex ittejjeb l-istabbiltà fit-tul tal-materjal tat-tilqim.
(6) Il-katalizzaturi ħafna drabi huma derivattivi tal-organotin (ħlief għall-crosslinking naturali), l-aktar komuni jkun id-dibutiltin dilaurate (DBDTL), li ġeneralment jiżdied fil-forma ta 'masterbatch. Fil-proċess f'żewġ stadji, it-tilqim (materjal A) u l-lott prinċipali tal-katalist (materjal B) huma ppakkjati separatament u l-materjali A u B jitħalltu flimkien qabel ma jiżdiedu mal-estrużur biex jipprevjenu t-crosslinking minn qabel tal-materjal A. Fil-każ ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane ta' pass wieħed, il-polyethylene fil-pakkett għadu ma ġiex imlaqqam, għalhekk m'hemm l-ebda problema ta 'pre-cross-linking u għalhekk il-katalizzatur m'għandux għalfejn jiġi ppakkjat separatament.
Barra minn hekk, hemm silani komposti disponibbli fis-suq, li huma taħlita ta 'silane, inizjatur, antiossidant, xi lubrikanti u aġenti kontra r-ram, u ġeneralment jintużaw f'metodi ta' cross-linking ta 'silane f'pass wieħed f'impjanti tal-kejbil.
Għalhekk, il-formulazzjoni ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane, li l-kompożizzjoni tagħha mhix ikkunsidrata bħala kumplessa ħafna u hija disponibbli fl-informazzjoni rilevanti, iżda l-formulazzjonijiet ta' produzzjoni xierqa, soġġetti għal xi aġġustamenti sabiex jiġu ffinalizzati, li teħtieġ a sħiħa fehim tar-rwol tal-komponenti fil-formulazzjoni u l-liġi tal-impatt tagħhom fuq il-prestazzjoni u l-influwenza reċiproka tagħhom.
Fil-ħafna varjetajiet ta 'materjali tal-kejbil, silane cross-linked cable materjal (jew żewġ stadji jew pass wieħed) huwa meqjus bħala l-unika varjetà ta' proċessi kimiċi li jseħħu fl-estrużjoni, varjetajiet oħra bħal polyvinyl chloride (PVC) kejbil materjal u Materjal tal-kejbil tal-polyethylene (PE), il-proċess tal-granulazzjoni tal-estrużjoni huwa proċess fiżiku ta 'taħlit, anke jekk il-materjal tal-kejbil tal-cross-linking kimiku u tal-irradjazzjoni, kemm jekk fil-proċess tal-granulazzjoni tal-estrużjoni, jew is-sistema tal-estrużjoni Cable, m'hemm l-ebda proċess kimiku jseħħ , għalhekk, meta mqabbla, il-produzzjoni ta 'materjal tal-kejbil cross-linked silane u estrużjoni tal-insulazzjoni tal-kejbil, il-kontroll tal-proċess huwa aktar importanti.
4. Proċess ta 'produzzjoni ta' insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane f'żewġ stadji
Il-proċess tal-produzzjoni tal-materjal ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked f'żewġ stadji ta' silane jista 'jiġi rappreżentat fil-qosor bil-Figura 1.
Figura 1 Proċess ta 'produzzjoni ta' materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked f'żewġ stadji silane A
Xi punti ewlenin fil-proċess ta 'produzzjoni ta' insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane f'żewġ stadji:
(1) Tnixxif. Peress li r-reżina tal-polyethylene fiha ammont żgħir ta 'ilma, meta estruż f'temperaturi għoljin, l-ilma jirreaġixxi malajr mal-gruppi silili biex jipproduċi cross-linking, li jnaqqas il-fluwidità tat-tidwib u jipproduċi pre-cross-linking. Il-materjal lest fih ukoll ilma wara t-tkessiħ tal-ilma, li jista 'wkoll jikkawża pre-crosslinking jekk ma jitneħħax, u għandu wkoll jitnixxef. Sabiex tiġi żgurata l-kwalità tat-tnixxif, tintuża unità ta 'tnixxif fil-fond.
(2) Kejl. Peress li l-eżattezza tal-formulazzjoni tal-materjal hija importanti, ġeneralment tintuża skala tal-użin importata b'telf fil-piż. Ir-reżina tal-polyethylene u l-antiossidant huma mkejla u mitmugħa mill-port ta 'l-għalf ta' l-estrużur, filwaqt li s-silane u l-inizjatur huma injettati minn pompa ta 'materjal likwidu fit-tieni jew it-tielet barmil ta' l-estrużur.
(3) Tilqim ta 'estrużjoni. Il-proċess tat-tilqim tas-silane jitlesta fl-estrużur. Is-settings tal-proċess tal-estrużur, inklużi t-temperatura, il-kombinazzjoni tal-kamin, il-veloċità tal-kamin u r-rata tal-għalf, għandhom isegwu l-prinċipju li l-materjal fl-ewwel taqsima tal-estrużur jista 'jiġi mdewweb kompletament u mħallat b'mod uniformi, meta dekompożizzjoni prematura tal-perossidu mhix mixtieqa , u li l-materjal kompletament uniformi fit-tieni taqsima tal-estrużur għandu jkun kompletament dekompost u l-proċess tat-tilqim jitlesta, Temperaturi tipiċi tas-sezzjoni tal-estrużur (LDPE) huma murija fit-Tabella 1.
Tabella 1 Temperaturi taż-żoni ta 'l-estrużur b'żewġ stadji
| Żona tax-xogħol | Żona 1 | Żona 2 | Żona 3 ① | Żona 4 | Żona 5 |
| Temperatura P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Żona tax-xogħol | Żona 6 | Żona 7 | Żona 8 | Żona 9 | Ħalq imut |
| Temperatura °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①huwa fejn jiżdied is-silane.
Il-veloċità tal-kamin tal-estrużur tiddetermina l-ħin ta 'residenza u l-effett tat-taħlit tal-materjal fl-estrużur, jekk il-ħin ta' residenza huwa qasir, id-dekompożizzjoni tal-perossidu mhix kompluta; jekk il-ħin ta 'residenza huwa twil wisq, il-viskożità tal-materjal estruż tiżdied. B'mod ġenerali, il-ħin medju ta 'residenza tal-granuli fl-estrużur għandu jiġi kkontrollat fil-half-life tad-dekompożizzjoni tal-inizjatur ta' 5-10 darbiet. Il-veloċità tal-għalf mhux biss għandha ċertu impatt fuq il-ħin ta 'residenza tal-materjal, iżda wkoll fuq it-taħlit u t-tqattigħ tal-materjal, agħżel veloċità ta' tmigħ xierqa hija wkoll importanti ħafna.
(4) Ippakkjar. Materjal iżolanti cross-linked tas-silane f'żewġ stadji għandu jiġi ppakkjat f'boroż komposti tal-aluminju-plastik fl-arja diretta biex tiġi eliminata l-umdità.
5. Proċess ta 'produzzjoni ta' materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed
Materjal ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed minħabba l-proċess tat-tilqim tiegħu huwa fl-estrużjoni tal-fabbrika tal-kejbil tal-qalba tal-insulazzjoni tal-kejbil, għalhekk it-temperatura tal-estrużjoni tal-insulazzjoni tal-kejbil hija ogħla b'mod sinifikanti mill-metodu f'żewġ stadji. Għalkemm il-formula ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed ġiet ikkunsidrata bis-sħiħ fid-dispersjoni mgħaġġla ta' inizjatur u silane u shear tal-materjal, iżda l-proċess tat-tilqim għandu jkun garantit mit-temperatura, li hija l-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed impjant ta ' produzzjoni ta ' insulazzjoni ripetutament enfasizza l-importanza ta ' l-għażla korretta tat-temperatura ta ' l-estrużjoni, it-temperatura ta ' estrużjoni ġenerali rakkomandati hija murija fit-Tabella 2.
Tabella 2 Temperatura ta' estrużur f'pass wieħed ta' kull żona (unità: ℃)
| Żona | Żona 1 | Żona 2 | Żona 3 | Żona 4 | Flanġ | Kap |
| Temperatura | 160 | 190 | 200~210 | 220~230 | 230 | 230 |
Din hija waħda mid-dgħufijiet tal-proċess tal-polyethylene cross-linked silane f'pass wieħed, li ġeneralment mhuwiex meħtieġ meta l-kejbils jiġu estrużi f'żewġ passi.
6.Tagħmir ta 'produzzjoni
It-tagħmir tal-produzzjoni huwa garanzija importanti tal-kontroll tal-proċess. Il-produzzjoni ta 'kejbils cross-linked silane teħtieġ grad għoli ħafna ta' preċiżjoni tal-kontroll tal-proċess, għalhekk l-għażla tat-tagħmir tal-produzzjoni hija partikolarment importanti.
Il-produzzjoni ta 'żewġ stadji silane cross-linked polyethylene insulazzjoni materjal A tagħmir ta' produzzjoni ta 'materjal, bħalissa aktar domestiku iżotropiku parallel twin-screw extruder b'użin importat bla piż, tali apparati jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti ta' preċiżjoni tal-kontroll tal-proċess, l-għażla tat-tul u dijametru ta ' l-estrużur b'żewġ kamin biex jiżgura li l-ħin ta 'residenza tal-materjal, l-għażla ta' użin bla piż importat biex jiżgura l-eżattezza tal-ingredjenti. Naturalment hemm ħafna dettalji tat-tagħmir li jeħtieġ li tingħata attenzjoni sħiħa.
Kif issemma qabel, it-tagħmir tal-produzzjoni tal-kejbil cross-linked silane f'pass wieħed fl-impjant tal-kejbil huma importati, għaljin, il-manifatturi tat-tagħmir domestiku m'għandhomx tagħmir ta 'produzzjoni simili, ir-raġuni hija n-nuqqas ta' kooperazzjoni bejn il-manifatturi tat-tagħmir u r-riċerkaturi tal-formula u l-proċess.
7.Silane materjal ta 'insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked naturali
Materjal iżolanti tal-polyethylene cross-linked naturali silane żviluppat f'dawn l-aħħar snin jista 'jiġi cross-linked taħt kundizzjonijiet naturali fi żmien ftit jiem, mingħajr fwar jew immersjoni ta' ilma sħun. Meta mqabbel mal-metodu tradizzjonali tal-cross-linking tas-silane, dan il-materjal jista 'jnaqqas il-proċess ta' produzzjoni għall-manifatturi tal-kejbils, inaqqas aktar l-ispejjeż tal-produzzjoni u jżid l-effiċjenza tal-produzzjoni. L-insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked b'mod naturali ta 'Silane hija dejjem aktar rikonoxxuta u użata mill-manifatturi tal-kejbil.
F'dawn l-aħħar snin, l-insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked naturali silane domestiku mmaturat u ġiet prodotta fi kwantitajiet kbar, b'ċerti vantaġġi fil-prezz meta mqabbla ma 'materjali importati.
7. 1 Ideat ta 'formulazzjoni għal insulazzjonijiet tal-polyethylene cross-linked b'mod naturali silane
L-insulazzjonijiet tal-polyethylene cross-linked naturali tas-Silane huma prodotti fi proċess f'żewġ stadji, bl-istess formulazzjoni li tikkonsisti f'reżina bażi, inizjatur, silan, antiossidant, inibitur tal-polimerizzazzjoni u katalizzatur. Il-formulazzjoni ta 'iżolaturi tal-polyethylene cross-linked naturali silane hija bbażata fuq iż-żieda tar-rata tat-tilqim tas-silane tal-materjal A u l-għażla ta' katalizzatur aktar effiċjenti minn iżolaturi tal-polyethylene cross-linked tal-ilma sħun tas-silane. L-użu ta 'materjali A b'rata ogħla ta' tilqim tas-silan flimkien ma 'katalizzatur aktar effiċjenti se jippermetti li l-iżolatur tal-polyethylene cross-linked tas-silane jinkrokola malajr anki f'temperaturi baxxi u b'umdità insuffiċjenti.
Il-materjali A għall-iżolaturi tal-polyethylene cross-linked naturali silane importati huma sintetizzati permezz ta 'kopolimerizzazzjoni, fejn il-kontenut ta' silan jista 'jiġi kkontrollat f'livell għoli, filwaqt li l-produzzjoni ta' materjali A b'rati għoljin ta 'tilqim bit-tilqim ta' silan hija diffiċli. Ir-reżina bażi, l-inizjatur u s-silan użati fir-riċetta għandhom jiġu varjati u aġġustati f'termini ta 'varjetà u żieda.
L-għażla tar-reżistenza u l-aġġustament tad-dożaġġ tagħha huma wkoll kruċjali, peress li żieda fir-rata tat-tilqim tas-silane twassal inevitabbilment għal aktar reazzjonijiet sekondarji CC crosslinking. Sabiex tittejjeb il-fluwidità tal-ipproċessar u l-kundizzjoni tal-wiċċ tal-materjal A għall-estrużjoni tal-kejbil sussegwenti, huwa meħtieġ ammont xieraq ta 'inibitur tal-polimerizzazzjoni biex jinibixxi b'mod effettiv CC crosslinking u pre-crosslinking minn qabel.
Barra minn hekk, il-katalizzaturi għandhom rwol importanti fiż-żieda tar-rata ta 'crosslinking u għandhom jintgħażlu bħala katalizzaturi effiċjenti li fihom elementi ħielsa mill-metall ta' transizzjoni.
7. 2 Ħin ta 'crosslinking ta' silane insulazzjonijiet tal-polyethylene crosslinked b'mod naturali
Il-ħin meħtieġ biex jitlesta l-cross-linking tal-insulazzjoni tal-polyethylene cross-linked naturali silane fl-istat naturali tiegħu huwa dipendenti fuq it-temperatura, l-umdità u l-ħxuna tas-saff ta 'insulazzjoni. Iktar ma tkun għolja t-temperatura u l-umdità, iktar tkun irqaq il-ħxuna tas-saff ta 'insulazzjoni, iqsar il-ħin meħtieġ ta' crosslinking, u aktar ma jkun itwal l-oppost. Peress li t-temperatura u l-umdità jvarjaw minn reġjun għal reġjun u minn staġun għal staġun, anke fl-istess post u fl-istess ħin, it-temperatura u l-umdità llum u għada se jkunu differenti. Għalhekk, waqt l-użu tal-materjal, l-utent għandu jiddetermina l-ħin tal-cross-linking skont it-temperatura u l-umdità lokali u prevalenti, kif ukoll l-ispeċifikazzjoni tal-kejbil u l-ħxuna tas-saff tal-insulazzjoni.
Ħin tal-post: Awissu-13-2022