1. הקדמה
EVA הוא קיצור של אתילן ויניל אצטט קופולימר, פולימר פוליאולפין. בשל טמפרטורת ההיתוך הנמוכה שלו, נזילות טובה, קוטביות ואלמנטים שאינם הלוגן, והוא יכול להיות תואם למגוון פולימרים ואבקות מינרלים, מספר תכונות מכניות ופיזיקליות, תכונות חשמליות ואיזון ביצועי עיבוד, והמחיר אינו גבוה, היצע השוק מספיק, כך שגם כחומר בידוד כבלים, יכול לשמש גם כחומר מילוי, כיסוי; ניתן להפוך לחומר תרמופלסטי, וניתן להפוך אותו לחומר תרמו-צבי צולב.
EVA מגוון רחב של שימושים, עם מעכבי בעירה, ניתן להפוך למחסום דלק ללא הלוגן עשן נמוך או הלוגן; בחר תכולת VA גבוהה של EVA כחומר בסיס יכול גם להפוך לחומר עמיד לשמן; בחר את מדד ההיתוך של EVA מתון, הוסף פי 2 עד 3 מהמילוי של מעכבי בעירה EVA שניתן לבצע לביצועי תהליך האקסטרוזיה ולמחיר של חומר מחסום חמצן (מילוי) מאוזן יותר.
במאמר זה, מהמאפיינים המבניים של EVA, הצגת היישום שלה בתעשיית הכבלים ואפשרויות פיתוח.
2. מאפיינים מבניים
בעת הפקת סינתזה, שינוי היחס בין דרגת פילמור n/m יכול לייצר תכולת VA מ-5 עד 90% מ-EVA; הגדלת דרגת הפילמור הכוללת יכולה לייצר משקל מולקולרי מעשרות אלפים למאות אלפי EVA; תכולת VA מתחת ל-40%, עקב נוכחות של התגבשות חלקית, גמישות ירודה, הידוע בכינויו פלסטיק EVA; כאשר תכולת ה-VA גדולה מ-40%, אלסטומר דמוי גומי ללא התגבשות, מכונה בדרך כלל גומי EVM.
1. 2 נכסים
השרשרת המולקולרית של EVA היא מבנה רווי ליניארי, ולכן יש לה הזדקנות חום טובה, עמידות בפני מזג אוויר ואוזון.
השרשרת הראשית של מולקולת EVA אינה מכילה קשרים כפולים, טבעת בנזן, אציל, קבוצות אמין וקבוצות אחרות שקל לעשן בעת שריפה, שרשראות צד גם אינן מכילות קל לעשן בעת שריפת מתיל, פניל, ציאנו ועוד קבוצות. בנוסף, המולקולה עצמה אינה מכילה יסודות הלוגן, ולכן היא מתאימה במיוחד לבסיס דלק עמיד ללא הלוגן בעל עישון נמוך.
הגודל הגדול של קבוצת ויניל אצטט (VA) בשרשרת הצדדית של EVA והקוטביות הבינונית שלה גורמים לכך שהיא גם מעכבת את הנטייה של עמוד השדרה של הויניל להתגבש וגם משתלבת היטב עם חומרי מילוי מינרליים, מה שיוצר את התנאים לדלקים מחסומים בעלי ביצועים גבוהים. זה נכון במיוחד עבור התנגדות נמוכה לעשן וללא הלוגן, שכן יש להוסיף מעכבי בעירה בעלי תכולת נפח של יותר מ-50% [למשל Al(OH) 3, Mg(OH) 2 וכו'] כדי לעמוד בדרישות של תקני כבלים. לעיכוב בעירה. EVA עם תכולת VA בינונית עד גבוהה משמשת כבסיס לייצור דלקים מעכבי בעירה נטולי הלוגן עם עשן נמוך ובעלי תכונות מצוינות.
מכיוון שקבוצת הוויניל אצטט בשרשרת ה-EVA (VA) היא קוטבית, ככל שתכולת ה-VA גבוהה יותר, כך הפולימר קוטבי יותר ועמידות השמן טובה יותר. עמידות השמן הנדרשת על ידי תעשיית הכבלים מתייחסת בעיקר ליכולת לעמוד בשמנים מינרלים לא קוטביים או קוטביים חלשים. על פי העיקרון של תאימות דומה, EVA עם תכולת VA גבוהה משמשת כחומר בסיס לייצור מחסום דלק נמוך עשן וללא הלוגן עם עמידות טובה לשמן.
מולקולות EVA באטום אלפא-אולפין H ביצועים פעילים יותר, ברדיקלי פרוקסיד או אפקט קרינת אלקטרונים עתיר אנרגיה קל לקחת H תגובה צולבת, הופכות לפלסטיק או גומי צולב, ניתן להעמיד דרישות ביצועים תובעניות של חומרי חוט וכבלים מיוחדים.
התוספת של קבוצת ויניל אצטט גורמת לטמפרטורת ההיתוך של EVA לרדת באופן משמעותי, ומספר שרשראות הצד הקצרות של VA יכול לגרום לזרימה של EVA לעלות. לכן, ביצועי האקסטרוזיה שלו טובים בהרבה מהמבנה המולקולרי של פוליאתילן דומה, והופך לחומר הבסיס המועדף לחומרי מיגון מוליכים למחצה ומחסומי דלק נטולי הלוגן והלוגן.
2 יתרונות המוצר
2. 1 ביצועים בעלות גבוהה במיוחד
התכונות הפיזיקליות והמכניות של EVA, עמידות בחום, עמידות בפני מזג אוויר, עמידות לאוזון, תכונות חשמליות טובות מאוד. בחר את הכיתה המתאימה, ניתן לעשות עמידות בחום, ביצועים מעכב בעירה, אלא גם שמן, חומר כבל מיוחד עמיד לממסים.
חומר EVA תרמופלסטי משמש בעיקר עם תכולת VA של 15% עד 46%, עם אינדקס נמס של 0. 5 עד 4 דרגות. ל-EVA יצרנים רבים, מותגים רבים, מגוון רחב של אפשרויות, מחירים מתונים, היצע מספק, המשתמשים צריכים רק לפתוח את קטע EVA באתר, המותג, הביצועים, המחיר, מיקום המשלוח במבט חטוף, ניתן לבחור, מאוד נוֹחַ.
EVA הוא פולימר פוליאולפין, מהרכות והשימוש בהשוואות ביצועים, וחומר פוליאתילן (PE) וחומר כבלים רך של פוליוויניל כלוריד (PVC) דומים. אבל מחקר נוסף, תמצא את EVA ואת שני סוגי החומר לעיל בהשוואה לעליונות שאין לה תחליף.
2. 2 ביצועי עיבוד מצוינים
EVA ביישום הכבלים הוא מחומר מיגון כבל במתח בינוני וגבוה בהתחלה ומחוצה לו, ובהמשך מורחבת למחסום דלק נטול הלוגן. שני סוגי חומר אלו מנקודת מבט העיבוד נחשבים ל"חומר בעל מילוי גבוה": חומר מיגון בגלל הצורך להוסיף מספר רב של פחמן שחור מוליך ולגרום לצמיגות שלו לעלות, הנזילות ירדה בחדות; דלק מעכב בעירה נטול הלוגן צריך להוסיף מספר רב של מעכבי בעירה נטולי הלוגן, גם צמיגות החומר ללא הלוגן גדלה בחדות, הנזילות ירדה בחדות. הפתרון הוא למצוא פולימר שיכול להכיל מינונים גדולים של חומר מילוי, אך גם בעל צמיגות נמס נמוכה ונזילות טובה. מסיבה זו, EVA היא הבחירה המועדפת.
צמיגות ההיתוך של EVA עם טמפרטורת עיבוד שחול וקצב גזירה יגדילו את הירידה המהירה, המשתמש צריך רק להתאים את טמפרטורת האקסטרודר ומהירות הבורג, אתה יכול לעשות ביצועים מצוינים של מוצרי חוט וכבלים. מספר רב של יישומים מקומיים וזרים מראים כי עבור חומר נטול הלוגן בעשן נמוך במילוי גבוה, מכיוון שהצמיגות גדולה מדי, אינדקס ההיתוך קטן מדי, כך שרק השימוש בבורג יחס דחיסה נמוך (יחס דחיסה של פחות מ- 1. 3) שחול, על מנת להבטיח איכות שחול טובה. חומרי EVM מבוססי גומי עם חומרי גיפור ניתנים לשיחול הן על מכבשי גומי והן על מחולצים לשימוש כללי. תהליך הגיפור (הצלבה) שלאחר מכן יכול להתבצע או על ידי קישור תרמוכימי (פרוקסיד) או על ידי הצלבת קרינת מאיץ אלקטרונים.
2. 3 קל לשנות ולהתאים
חוטים וכבלים נמצאים בכל מקום, מהשמים ועד האדמה, מההרים ועד הים. גם המשתמשים בדרישות החוטים והכבלים הם מגוונים ומוזרים, בעוד שמבנה החוטים והכבלים דומה, הבדלי הביצועים שלו באים לידי ביטוי בעיקר בחומרי הבידוד והכיסוי.
עד כה, הן בבית והן בחו"ל, PVC רך עדיין מהווה את הרוב המכריע של החומרים הפולימריים המשמשים בתעשיית הכבלים. עם זאת, עם המודעות הגוברת להגנת הסביבה ולפיתוח בר קיימא.
חומרי PVC הוגבלו מאוד, מדענים עושים הכל כדי למצוא חומרים חלופיים ל-PVC, המבטיח שבהם הוא EVA.
ניתן לערבב את EVA עם מגוון פולימרים, אך גם עם מגוון אבקות מינרליות ועזרי עיבוד התואמים, ניתן להפוך את המוצרים המשולבים לפלסטיק תרמופלסטי לכבלי פלסטיק, אך גם לגומי צולב לכבלי גומי. מעצבי ניסוח יכולים להתבסס על דרישות המשתמש (או הסטנדרטיות), EVA כחומר הבסיס, כדי לגרום לביצועי החומר לעמוד בדרישות.
טווח יישומי 3 EVA
3. 1 משמש כחומר מיגון מוליך למחצה עבור כבלי חשמל במתח גבוה
כפי שכולנו יודעים, החומר העיקרי של חומר המיגון הוא פחמן שחור מוליך, בחומר הבסיס הפלסטי או הגומי הוספת מספר רב של פחמן שחור ידרדר באופן רציני את נזילות חומר המיגון ואת החלקות של רמת האקסטרוזיה. כדי למנוע פריקות חלקיות בכבלי מתח גבוה, המגן הפנימי והחיצוני חייבים להיות דקים, מבריקים, בהירים ואחידים. בהשוואה לפולימרים אחרים, EVA יכולה לעשות זאת בקלות רבה יותר. הסיבה לכך היא שתהליך האקסטרוזיה של EVA טוב במיוחד, זרימה טובה ואינו נוטה לתופעת קרע נמס. חומר המיגון מחולק לשתי קטגוריות: עטוף במוליך שבחוץ הנקרא המגן הפנימי - עם חומר המסך הפנימי; עטוף בבידוד שבחוץ הנקרא המגן החיצוני - עם חומר המסך החיצוני; חומר המסך הפנימי הוא ברובו תרמופלסטי חומר המסך הפנימי הוא ברובו תרמופלסטי ולרוב מבוסס על EVA עם תכולת VA של 18% עד 28%; חומר המסך החיצוני הוא בעיקר צלב וניתן לקילוף ולעתים קרובות מבוסס על EVA עם תכולת VA של 40% עד 46%.
3. 2 דלקים תרמופלסטיים ומצולבים מעכבי בעירה
פוליאולפין מעכב בעירה תרמופלסטי נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הכבלים, בעיקר לדרישות נטולות הלוגן או הלוגן של כבלים ימיים, כבלי חשמל וקווי בנייה ברמה גבוהה. טמפרטורות ההפעלה לטווח הארוך שלהם נעות בין 70 ל-90 מעלות צלזיוס.
עבור כבלי חשמל במתח בינוני וגבוה של 10 קילו וולט ומעלה, בעלי דרישות ביצועים חשמליים גבוהים מאוד, תכונות מעכב הבעירה נשאות בעיקר על המעטפת החיצונית. בכמה מבנים או פרויקטים תובעניים לסביבה, הכבלים נדרשים להיות בעלי עשן נמוך, נטולי הלוגן, רעילות נמוכה או עשן נמוכים ותכונות הלוגן נמוכות, כך שפוליאולפינים תרמופלסטיים מעכבי בעירה הם פתרון בר-קיימא.
למטרות מיוחדות מסוימות, הקוטר החיצוני אינו גדול, עמידות בטמפרטורה ב-105 ~ 150 ℃ בין הכבל המיוחד, חומר פוליאולפין מעכב בעירה צולב יותר, ניתן לבחור את ההצלבה שלו על ידי יצרן הכבלים בהתאם לתנאי הייצור שלו. , הן המסורתי בלחץ גבוה או אמבט מלח בטמפרטורה גבוהה, אלא גם מאיץ אלקטרונים זמין קרינה בטמפרטורת החדר בצורה צולבת. טמפרטורת העבודה לטווח הארוך שלו מחולקת ל-105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ לשלושה קבצים, מפעל הייצור יכול להתבצע בהתאם לדרישות השונות של משתמשים או תקנים, מחסום דלק ללא הלוגן או המכיל הלוגן.
ידוע היטב שפוליאולפינים הם פולימרים קוטביים לא קוטביים או קוטביים חלשים. מכיוון שהם דומים לשמן מינרלי בקוטביות, הפוליאולפינים נחשבים לרוב כפחות עמידים לשמן על פי עקרון התאימות הדומה. עם זאת, תקני כבלים רבים בארץ ובחו"ל קובעים כי התנגדויות מוצלבות חייבות להיות גם עמידות טובה בפני שמנים, ממיסים ואף בפני תמיסות שמן, חומצות ואלקליות. זהו אתגר עבור חוקרי חומרים, כעת, בין אם בסין ובין אם בחו"ל, החומרים התובעניים הללו פותחו, וחומר הבסיס שלהם הוא EVA.
3. 3 חומר מחסום חמצן
לכבלים מרובי ליבות נטויים יש חללים רבים בין הליבות שיש למלא כדי להבטיח מראה כבל מעוגל, אם המילוי בתוך המעטפת החיצונית עשוי ממחסום דלק נטול הלוגן. שכבת מילוי זו פועלת כמחסום להבה (חמצן) כאשר הכבל נשרף ולכן ידועה כ"מחסום חמצן" בתעשייה.
הדרישות הבסיסיות לחומר מחסום חמצן הן: תכונות שחול טובות, עיכוב בעירה טוב ללא הלוגן (מדד החמצן בדרך כלל מעל 40) ועלות נמוכה.
מחסום חמצן זה נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הכבלים כבר יותר מעשור והביא לשיפורים משמעותיים בעיכוב בעירה של כבלים. ניתן להשתמש במחסום החמצן גם לכבלים מעכבי בעירה נטולי הלוגן וגם לכבלים מעכבי בעירה נטולי הלוגן (למשל PVC). כמות גדולה של תרגול הראתה שכבלים עם מחסום חמצן נוטים יותר לעבור מבחני שריפה אנכית בודדת וצריבה.
מנקודת מבט של ניסוח החומר, חומר מחסום חמצן זה הוא למעשה "חומר מילוי אולטרה-גבוה", כי כדי לעמוד בעלות הנמוכה, יש צורך להשתמש בחומר מילוי גבוה, כדי להשיג אינדקס חמצן גבוה יש להוסיף גם פרופורציה גבוהה (2 עד 3 פעמים) של Mg ( OH) 2 או Al ( OH) 3, וכדי להחלץ טוב וחייבים לבחור EVA כחומר הבסיס.
3. 4 חומר נדן PE שונה
חומרי מעטפת פוליאתילן מועדים לשתי בעיות: ראשית, הם נוטים להמיס שבירה (כלומר עור כריש) במהלך שחול; שנית, הם מועדים לפיצוח מתח סביבתי. הפתרון הפשוט ביותר הוא להוסיף פרופורציה מסוימת של EVA בפורמולה. משמש כ-EVA שונה, בעיקר באמצעות תכולת VA נמוכה של הכיתה, אינדקס ההיתוך שלו בין 1 ל-2 מתאים.
4. סיכויי פיתוח
(1) EVA נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הכבלים, הכמות השנתית בצמיחה הדרגתית ויציבה. במיוחד בעשור האחרון, בשל החשיבות של הגנת הסביבה, עמידות דלק מבוססת EVA עברה התפתחות מהירה, והחליפה בחלקה את מגמת חומרי הכבלים מבוססי PVC. ביצועי העלות המצוינים שלו והביצועים המצוינים של תהליך האקסטרוזיה קשה להחליף כל חומר אחר.
(2) הצריכה השנתית של תעשיית הכבלים של שרף EVA קרוב ל-100,000 טון, הבחירה של זני שרף EVA, תוכן VA מנמוך לגבוה ישמש, יחד עם גרירת חומר הכבלים גודל הארגון אינו גדול, מתפשט בכל ארגון בכל שנה רק באלפי טונות של שרף EVA למעלה ולמטה, ולכן לא תהיה תשומת הלב הארגונית הענקית של תעשיית EVA. לדוגמה, הכמות הגדולה ביותר של חומר בסיס מעכב בעירה ללא הלוגן, הבחירה העיקרית של VA/MI = 28/2 ~ 3 של שרף EVA (כגון EVA 265 # של דופונט האמריקאי). ודרגת מפרט זה של EVA עד כה אין יצרנים מקומיים לייצר ולספק. שלא לדבר על תכולת VA גבוהה מ-28, ואינדקס ההיתוך פחות מ-3 של ייצור ואספקת שרף EVA אחרים.
(3) חברות זרות המייצרות EVA בגלל שאין מתחרים מקומיים, והמחיר כבר מזמן גבוה, מה שדיכא ברצינות את התלהבות ייצור הכבלים המקומיים. יותר מ-50% מתכולת ה-VA של EVM מסוג גומי, הם חברה זרה שנשלטת, והמחיר דומה לתכולת ה-VA של המותג פי 2 עד 3. מחירים גבוהים כאלה, בתורם, משפיעים גם על כמות ה-EVM מסוג גומי זה, ולכן תעשיית הכבלים קוראת ליצרני EVA מקומיים, לשפר את קצב הייצור המקומי של EVA. ייצור נוסף של התעשייה היה שימוש רב בשרף EVA.
(4) בהסתמך על גל הגנת הסביבה בעידן הגלובליזציה, EVA נחשבת על ידי תעשיית הכבלים לחומר הבסיס הטוב ביותר לעמידות דלק ידידותית לסביבה. השימוש ב-EVA גדל בקצב של 15% בשנה והתחזית מאוד מבטיחה. כמות וקצב הצמיחה של חומרי מיגון וקצב ייצור וקצב גידול כבלי חשמל במתח בינוני וגבוה, כ-8% עד 10% בין; עמידות הפוליאולפינים צומחת במהירות, בשנים האחרונות נותרה בין 15% ל-20%, וב-5 עד 10 השנים הבאות צפויות, עשויה גם לשמור על קצב צמיחה זה.
זמן פרסום: 31 ביולי 2022