(1)Material de illamento de polietileno reticulado de baixa emisión de fume e cero halóxenos (XLPE):
O material illante XLPE prodúcese combinando polietileno (PE) e acetato de vinilo etileno (EVA) como matriz base, xunto con varios aditivos como retardantes de chama libres de halóxenos, lubricantes, antioxidantes, etc., mediante un proceso de mestura e peletización. Tras o procesamento por irradiación, o PE transfórmase dunha estrutura molecular lineal a unha estrutura tridimensional, pasando dun material termoplástico a un plástico termoendurecible insoluble.
Os cables de illamento XLPE teñen varias vantaxes en comparación co PE termoplástico ordinario:
1. Mellora da resistencia á deformación térmica, mellora das propiedades mecánicas a altas temperaturas e mellora da resistencia ao agrietamento por tensión ambiental e ao envellecemento térmico.
2. Mellora da estabilidade química e da resistencia aos solventes, redución do fluxo en frío e mantemento das propiedades eléctricas. As temperaturas de funcionamento a longo prazo poden alcanzar os 125 °C e os 150 °C. Despois do procesamento de reticulación, a temperatura de curtocircuíto do PE pódese aumentar ata os 250 °C, o que permite unha capacidade de carga de corrente significativamente maior para cables do mesmo grosor.
3. Os cables illados con XLPE tamén presentan excelentes propiedades mecánicas, impermeables e resistentes á radiación, o que os fai axeitados para diversas aplicacións, como o cableado interno en electrodomésticos, cables de motor, cables de iluminación, cables de control de sinais de baixa tensión para automóbiles, cables de locomotoras, cables de metro, cables de minería respectuosos co medio ambiente, cables para barcos, cables de grao 1E para centrais nucleares, cables de bombas submerxibles e cables de transmisión de enerxía.
As direccións actuais no desenvolvemento de materiais de illamento XLPE inclúen materiais de illamento de cables de alimentación de PE reticulados por irradiación, materiais de illamento aéreo de PE reticulados por irradiación e materiais de revestimento de poliolefina ignífugos reticulados por irradiación.
(2)Material de illamento de polipropileno reticulado (XL-PP):
O polipropileno (PP), como plástico común, ten características como lixeireza, abundantes fontes de materias primas, rendibilidade, excelente resistencia á corrosión química, facilidade de moldeo e reciclabilidade. Non obstante, ten limitacións como baixa resistencia, mala resistencia á calor, deformación por contracción significativa, mala resistencia á fluencia, fraxilidade a baixa temperatura e pouca resistencia ao envellecemento por calor e osíxeno. Estas limitacións restrinxiron o seu uso en aplicacións de cables. Os investigadores estiveron a traballar na modificación de materiais de polipropileno para mellorar o seu rendemento xeral, e o polipropileno modificado reticulado por irradiación (XL-PP) superou eficazmente estas limitacións.
Os arames illados XL-PP poden cumprir as probas de chama UL VW-1 e os estándares de arames con clasificación UL de 150 °C. Nas aplicacións prácticas de cables, o EVA adoita mesturarse con PE, PVC, PP e outros materiais para axustar o rendemento da capa de illamento do cable.
Unha das desvantaxes do PP reticulado por irradiación é que implica unha reacción competitiva entre a formación de grupos terminais insaturados a través de reaccións de degradación e reaccións de reticulación entre moléculas estimuladas e radicais libres de moléculas grandes. Os estudos demostraron que a proporción de reaccións de degradación e reticulación na reticulación por irradiación de PP é de aproximadamente 0,8 cando se usa irradiación de raios gamma. Para lograr reaccións de reticulación eficaces no PP, é necesario engadir promotores de reticulación para a reticulación por irradiación. Ademais, o grosor de reticulación efectivo está limitado pola capacidade de penetración dos feixes de electróns durante a irradiación. A irradiación leva á produción de gas e formación de escuma, o que é vantaxoso para a reticulación de produtos delgados pero limita o uso de cables de parede grosa.
(3) Material illante de copolímero de etileno-acetato de vinilo reticulado (XL-EVA):
A medida que aumenta a demanda de seguridade para cables, o desenvolvemento de cables reticulados ignífugos e libres de halóxenos medrou rapidamente. En comparación co PE, o EVA, que introduce monómeros de acetato de vinilo na cadea molecular, ten unha menor cristalinidade, o que resulta nunha mellora da flexibilidade, resistencia ao impacto, compatibilidade co recheo e propiedades de selado por calor. En xeral, as propiedades da resina EVA dependen do contido de monómeros de acetato de vinilo na cadea molecular. Un maior contido de acetato de vinilo leva a unha maior transparencia, flexibilidade e tenacidade. A resina EVA ten unha excelente compatibilidade co recheo e reticulabilidade, o que a fai cada vez máis popular nos cables reticulados ignífugos e libres de halóxenos.
A resina EVA cun contido de acetato de vinilo de aproximadamente entre o 12 % e o 24 % úsase habitualmente no illamento de cables e arames. Nas aplicacións reais de cables, o EVA adoita mesturarse con PE, PVC, PP e outros materiais para axustar o rendemento da capa de illamento do cable. Os compoñentes de EVA poden promover a reticulación, mellorando o rendemento do cable despois da reticulación.
(4) Material illante de monómero de etileno-propileno-dieno reticulado (XL-EPDM):
O XL-EPDM é un terpolímero composto de etileno, propileno e monómeros de dieno non conxugados, reticulados por irradiación. Os cables XL-EPDM combinan as vantaxes dos cables illados con poliolefina e os cables illados con goma comúns:
1. Flexibilidade, resiliencia, non adherencia a altas temperaturas, resistencia ao envellecemento a longo prazo e resistencia a climas rigorosos (de -60 °C a 125 °C).
2. Resistencia ao ozono, resistencia aos raios UV, rendemento de illamento eléctrico e resistencia á corrosión química.
3. Resistencia ao aceite e aos solventes comparable ao illamento de goma de cloropreno de uso xeral. Pódese producir empregando equipos comúns de procesamento por extrusión en quente, o que o fai rendible.
Os cables illados con XL-EPDM teñen unha ampla gama de aplicacións, incluíndo, entre outras, cables de alimentación de baixa tensión, cables para barcos, cables de ignición para automóbiles, cables de control para compresores de refrixeración, cables móbiles para minería, equipos de perforación e dispositivos médicos.
As principais desvantaxes dos cables XL-EPDM inclúen unha baixa resistencia ao rasgamento e unhas propiedades adhesivas e autoadhesivas débiles, que poden afectar ao procesamento posterior.
(5) Material illante de goma de silicona
A goma de silicona posúe flexibilidade e unha excelente resistencia ao ozono, á descarga de corona e ás chamas, o que a converte nun material ideal para o illamento eléctrico. A súa principal aplicación na industria eléctrica é para fíos e cables. Os fíos e cables de goma de silicona son especialmente axeitados para o seu uso en ambientes esixentes e de alta temperatura, cunha vida útil significativamente maior en comparación cos cables estándar. As aplicacións comúns inclúen motores de alta temperatura, transformadores, xeradores, equipos electrónicos e eléctricos, cables de ignición en vehículos de transporte e cables de alimentación e control mariños.
Actualmente, os cables illados con goma de silicona reticúlanse normalmente mediante presión atmosférica con aire quente ou vapor a alta presión. Tamén hai investigacións en curso sobre o uso da irradiación por feixe de electróns para a reticulación da goma de silicona, aínda que aínda non se converteu en algo frecuente na industria dos cables. Cos recentes avances na tecnoloxía de reticulación por irradiación, esta ofrece unha alternativa de menor custo, máis eficiente e respectuosa co medio ambiente para os materiais illantes de goma de silicona. Mediante a irradiación por feixe de electróns ou outras fontes de radiación, pódese conseguir unha reticulación eficiente do illamento de goma de silicona, permitindo ao mesmo tempo o control da profundidade e o grao de reticulación para cumprir cos requisitos específicos da aplicación.
Polo tanto, a aplicación da tecnoloxía de reticulación por irradiación para materiais illantes de goma de silicona é moi prometedora na industria dos fíos e cables. Espérase que esta tecnoloxía reduza os custos de produción, mellore a eficiencia da produción e contribúa á redución dos impactos ambientais adversos. Os futuros esforzos de investigación e desenvolvemento poden impulsar aínda máis o uso da tecnoloxía de reticulación por irradiación para materiais illantes de goma de silicona, facéndoos máis amplamente aplicables para a fabricación de fíos e cables de alta temperatura e alto rendemento na industria eléctrica. Isto proporcionará solucións máis fiables e duradeiras para diversas áreas de aplicación.
Data de publicación: 28 de setembro de 2023