תקציר: העיקרון המקשר בין קישור, סיווג, ניסוח, תהליך וציוד של חומר בידוד פוליאתילן צולב צולב של סילאן לחוט וכבל מתוארים בקצרה, וכמה מאפיינים של חומר בידוד פוליאתילן מקושרים באופן טבעי באופן טבעי ביישום ושימוש בו כמו גם מוצגים גורמים המשפיעים על מצב הקישור בין החומר.
מילות מפתח: קישור צולב סילאן; קישור צולב טבעי; פוליאתילן; בִּדוּד; חוט וכבל
חומר כבל פוליאתילן מקושרת בין סילאן נמצא כיום בשימוש נרחב בתעשיית התיל והכבלים כחומר בידוד לכבלי כוח מתח נמוך. החומר בייצור חוט וכבלים צולבים, וקישור צולב חמצן של מי חמצן והקרנה בהשוואה לציוד הייצור הנדרש הוא פשוט, קל להפעלה, עלות מקיפה נמוכה ויתרונות אחרים, הפך לחומר המוביל עבור נמוך -כבל צולב מתח עם בידוד.
1. עקרון חומר הכבלים הצולב
ישנם שני תהליכים עיקריים המעורבים בייצור פוליאתילן צולב צולב: השתלת וקישור צולב. בתהליך ההשתלה, הפולימר מאבד את אטום ה- H שלו על אטום הפחמן השלישוני בפעולה של יוזם חופשי ופירוליזה לרדיקלים חופשיים, המגיבים עם קבוצת ch = ch2 של ויניל סילן לייצור פולימר שתל המכיל אסטר טריוקסייליל קְבוּצָה. בתהליך הקישור בין קישור, פולימר השתל מופרז לראשונה בנוכחות מים לייצור סילנול, וה- OH מתעבה עם קבוצת Si-OH הסמוכה ליצירת הקשר Si-O-Si, ובכך מקשרים בין הפולימר את הפולימר מקרומולקולות.
2. חומר כבלים צולב סילאני ושיטת ייצור הכבלים שלו
כידוע, ישנן שיטות ייצור דו-שלביות ואחת שלב לכבלים צולבים סילאן ולכבלים שלהם. ההבדל בין שיטת דו-שלבים לשיטת שלב אחד טמון בו מתבצע תהליך השתלת הסילאן, תהליך השתלת יצרן חומרי הכבלים לשיטת דו-שלבים, תהליך ההשתלה במפעל לייצור הכבלים עבור שיטה שלב אחד. חומר הבידוד הפוליאתילן הקשר בין שני שלבים מקושרים עם נתח השוק הגדול ביותר מורכב מחומרי A ו- B כביכול, כאשר חומר הוא הפוליאתילן שהשתלה עם חומר סילאן ו- B הוא אצווה המאסטר לזרז. ליבת הבידוד מקושרת לאחר מכן במים חמים או בקיטור.
יש סוג אחר של מבודד פוליאתילן מקושר דו-שלבי, כאשר חומר ה- A מיוצר בדרך אחרת, על ידי הצגת ויניל סילאן ישירות לפוליאתילן במהלך הסינתזה להשגת פוליאתילן עם שרשראות מסועפות סילאן.
לשיטה של שלב אחד יש גם שני סוגים, תהליך הצעדים המסורתיים הוא מגוון חומרי גלם בהתאם לנוסחה ביחס של מערכת מדידת דיוק מיוחדת, למכבש מיוחד מעוצב במיוחד בשלב אחד להשלמת השתלת והחולתה של ליבת בידוד הכבלים, בתהליך זה, ללא גרנולציה, אין צורך בהשתתפות מפעל חומר הכבלים, על ידי מפעל הכבלים כדי להשלים לבד. ציוד ייצור כבלים צולב צולב צולב אחד עם צעד אחד וטכנולוגיית הניסוח מיובא ברובו מחו"ל והוא יקר.
סוג נוסף של חומר בידוד פוליאתילן מקושר בין שלב אחד מיוצר על ידי יצרני חומרי כבלים, הוא כל חומרי הגלם על פי הנוסחה ביחס של שיטה מיוחדת לערבב יחד, לארוז ולמכור, אין חומר ו- B חומר, מפעל כבלים יכול להיות ישירות במכבש כדי להשלים שלב בו זמנית השתלת ושחול של ליבת בידוד הכבלים. התכונה הייחודית של שיטה זו היא שאין צורך במכסירים מיוחדים יקרים, שכן ניתן להשלים את תהליך השתלת הסילאן במכבש PVC רגיל, ושיטת הדו-שלבים מבטלת את הצורך לערבב חומרי A ו- B לפני שחול.
3. הרכב ניסוח
הניסוח של חומר כבל פוליאתילן צולב סילאן מורכב בדרך כלל משרף, יוזם, יוזם, סילאן, נוגד חמצון, מעכב פילמור, זרז וכו '.
(1) שרף הבסיס הוא בדרך כלל שרף פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE) עם מדד נמס (MI) של 2, אך לאחרונה, עם פיתוח טכנולוגיית שרף סינטטי ולחצי עלות, גם פוליאתילן צפיפות נמוכה (LLDPE) משמש או משמש חלקית כשרף הבסיס לחומר זה. לשרפים שונים יש לעתים קרובות השפעה משמעותית על השתלת וקישור צולב בגלל הבדלים במבנה המקרומולקולרי הפנימי שלהם, כך שהניסוח ישתנה על ידי שימוש בשרפי בסיס שונים או באותו סוג של שרף מיצרנים שונים.
(2) היוזם הנפוץ הוא דיסופרופיל חמצן (DCP), המפתח הוא לתפוס את כמות הבעיה, מעט מדי בכדי לגרום להשתלת סילאן אינה מספיקה; יותר מדי בכדי לגרום לקישור צולב של פוליאתילן, מה שמפחית את נזילותו, את פני המערכת של ליבת הבידוד המוחצנת, קשה לסחיטה. מכיוון שכמות היוזם שנוספה היא קטנה ורגישה מאוד, חשוב לפזר אותה באופן שווה, כך שהוא בדרך כלל מתווסף יחד עם הסילאן.
(3) בדרך כלל משתמשים בסילאן ויניל סילאן בלתי רווי, כולל ויניל טרימתוקסיסילן (A2171) ווויניל טריאתוקסיסילן (A2151), בגלל קצב ההידרוליזה המהיר של A2171, אז בחרו ב- A2171 אנשים נוספים. באופן דומה, קיימת בעיה של הוספת סילאן, יצרני חומרי הכבלים הנוכחיים מנסים להשיג את הגבול הנמוך שלה כדי להפחית את העלויות, מכיוון שהסילאן מיובא, המחיר יקר יותר.
(4) נוגד חמצון הוא להבטיח את היציבות של עיבוד פוליאתילן ואנטי-אייג'ינג בכבלים והוספה, נוגד חמצון בתהליך השתלת הסילאן יש את התפקיד של עיכוב התגובה לשתקה, ולכן תהליך ההשתלה, תוספת נוגד חמצון כדי להיזהר, הסכום שנוסף לשקול את כמות ה- DCP כדי להתאים לבחירה. בתהליך הקישור בין שני שלבים, ניתן להוסיף את מרבית הנוגד חמצון באצבע האב של הזרז, שיכול להפחית את ההשפעה על תהליך ההשתלה. בתהליך הקישור בין שלבים, נוגד החמצון קיים בתהליך השתלת כולו, ולכן בחירת המינים והכמות חשובה יותר. נוגדי חמצון נפוצים הם 1010, 168, 330 וכו '.
(5) מתווסף מעכב פילמור על מנת לעכב כמה תהליך השתלה וקישור צולב של תגובות לוואי מתרחש, בתהליך ההשתלה כדי להוסיף חומר קישור אנטי-צלב, יכול להפחית ביעילות את התרחשותם של קישור צולב C2C, ובכך לשיפור נזילות העיבוד, בנוסף, תוספת של שתל באותם תנאים תקדם על ידי ההידרוליזה של סילאן על מעכב הפילמור יכולה להפחית את ההידרוליזה של פוליאתילן השתל, לשיפור היציבות לטווח הארוך של חומר השתל.
(6) זרזים הם לרוב נגזרות אורגנוטין (למעט קישור צולב טבעי), כאשר הנפוץ ביותר הוא דילוטיילטין דילוטין (DBDTL), אשר בדרך כלל מתווסף בצורה של Masterbatch. בתהליך הדו-שלבי, השתל (חומר) ואצוות האב של הזרז (חומר B) נארזים בנפרד וחומרי A ו- B מעורבבים זה בזה לפני שהם מתווספים למכבש כדי למנוע חצייה לפני חומר A. במקרה של בידורי פוליאתילן מקושרים בין צעד אחד, הפוליאתילן בחבילה טרם הושתל, ולכן אין שום בעיה מקשרת לפני ההרכבה ולכן אין צורך לארוז את הזרז בנפרד בנפרד.
בנוסף, קיימים סילנים מורכבים הזמינים בשוק, שהם שילוב של סילאן, יוזם, נוגד חמצון, כמה חומרי סיכה וחומרים אנטי-נחושת, ומשמשים בדרך כלל בשיטות קישור צולבות של שלב אחד בצמחי כבלים.
לפיכך, ניסוח בידוד פוליאתילן צולב סילאן, שהרכבו אינו נחשב למורכב במיוחד וזמין במידע הרלוונטי, אלא ניסוחי הייצור המתאימים, בכפוף לכמה התאמות על מנת לסיים, הדורש מלא הבנת תפקיד המרכיבים בניסוח וחוק השפעתם על הביצועים והשפעתם ההדדית.
בשנים הרבים של חומרי הכבלים, חומר הכבלים המקושר בין סילאן (דו-שלבי או חד-שלבי) נחשב למגוון היחיד של תהליכים כימיים המתרחשים בהחזר, זנים אחרים כמו חומר כבלים פוליוויניל כלוריד (PVC) וחול חומר כבלים של פוליאתילן (PE), תהליך גרגיר השחזור הוא תהליך ערבוב פיזי, גם אם חומר הכבלים הקישור בין קישור צולב והקרנה, בין אם בתהליך גרגיר השחזור, או בכבל מערכת שחול, אין תהליך כימי לכן, לשם השוואה, ייצור חומר כבלים צולב צולב סילאן ושחול בידוד כבלים, בקרת תהליכים חשובה יותר.
4. תהליך ייצור בידוד פוליאתילן מקושרת דו-שלבית סילאן
תהליך הייצור של בידוד הפוליאתילן הצולב הדו-שלבי מקושר לחומר ניתן לייצג בקצרה על ידי איור 1.
איור 1 איור 1 תהליך ייצור של חומר בידוד פוליאתילן צולב דו-שלבי מקושר
כמה נקודות מפתח בתהליך הייצור של בידוד פוליאתילן צולב דו-שלבי צולב:
(1) ייבוש. מכיוון שרף הפוליאתילן מכיל כמות קטנה של מים, כאשר הוא מוחצן בטמפרטורות גבוהות, המים מגיבים במהירות עם קבוצות הסיליל לייצור קישור צולב, מה שמפחית את נזילות ההמסה ומייצר קישור קדם-חוצה. החומר המוגמר מכיל גם מים לאחר קירור מים, שיכולים גם לגרום לחצייה מראש אם לא להסירם, ויש לייבש אותם גם. על מנת להבטיח את איכות הייבוש, משתמשים ביחידת ייבוש עמוקה.
(2) מדידה. מכיוון שהדיוק של הניסוח החומרי חשוב, בדרך כלל משתמשים בסולם שקילה של אובדן משקל מיובא. שרף הפוליאתילן ונוגד החמצון נמדדים ומוזנים דרך יציאת ההזנה של המכבש, ואילו הסילאן והיוזם מוזרקים על ידי משאבת חומר נוזלי בחבית השנייה או השלישית של המובילים.
(3) השתלת שחול. תהליך ההשתלה של סילאן הושלם במכבש. הגדרות התהליך של המכבש, כולל טמפרטורה, שילוב בורג, מהירות בורג וקצב הזנה, חייבות לעקוב אחר העיקרון שהחומר בחלק הראשון של המכבש יכול להיות מותך במלואו ומעורב באופן אחיד, כאשר פירוק מוקדם של החמצן אינו רצוי וכי יש להתפרק את החומר האחיד לחלוטין בחלק השני של המכבש ומוצג את תהליך השתלת, טמפרטורות קטע מכוניות טיפוסיות (LDPE) מוצגות בטבלה 1.
טבלה 1 טמפרטורות של אזורי המכבש הדו-שלבי
| אזור עבודה | אזור 1 | אזור 2 | אזור 3 ① | אזור 4 | אזור 5 |
| טמפרטורה p ° C. | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| אזור עבודה | אזור 6 | אזור 7 | אזור 8 | אזור 9 | פה מת |
| טמפרטורה ° C. | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① IT שם מתווסף הסילאן.
המהירות של בורג המכבש קובעת את זמן המגורים ואת השפעת הערבוב של החומר במכבש, אם זמן המגורים קצר, פירוק החמצן אינו שלם; אם זמן המגורים ארוך מדי, צמיגות החומר המוחלט עולה. באופן כללי, יש לשלוט על זמן המגורים הממוצע של הגרגיר במכבש במחצית החיים של הפירוק של יוזם של 5-10 פעמים. מהירות האכלה לא רק משפיעה מסוימת על זמן המגורים של החומר, אלא גם על ערבוב וגזירה של החומר, בחירת מהירות האכלה מתאימה היא גם חשובה מאוד.
(4) אריזה. יש לארוז חומר בידוד צולב דו-שלבי צולב עם שקיות מורכבות אלומיניום-פלסטיות באוויר ישיר כדי לחסל את הלחות.
5. צעד אחד סילאן צולב צולב מקושר לתהליך ייצור חומרי בידוד
חומר בידוד פוליאתילן צולב שלב אחד מקושרים לצעדים בגלל תהליך ההשתלה שלו נמצא בשחזור מפעל הכבלים של ליבת בידוד הכבלים, ולכן טמפרטורת החליטה של בידוד הכבלים גבוהה משמעותית מהשיטה הדו-שלבית. אף על פי שנוסחת בידוד הפוליאתילן המקושרת לצעדים חד-שלביים נחשבה במלואן בפיזור המהיר של יוזם וסילאן וחומר גזירה, אך יש להבטיח את תהליך השתלה על ידי הטמפרטורה, שהיא הפוליאתילן הצולבת של הצעדים החד-שלביים. מפעל ייצור הבידוד הדגיש שוב ושוב את החשיבות של הבחירה הנכונה בטמפרטורת שחול, טמפרטורת החליטה המומלצת הכללית מוצגת בטבלה 2.
טבלה 2 טמפרטורת מכבש שלב אחד של כל אזור (יחידה: ℃)
| אֵזוֹר | אזור 1 | אזור 2 | אזור 3 | אזור 4 | אוֹגֶן | רֹאשׁ |
| טֶמפֶּרָטוּרָה | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
זוהי אחת החולשות של תהליך הפוליאתילן הצולב בין צעד אחד, שבדרך כלל אינו נדרש בעת החזרת כבלים בשני שלבים.
6. ציוד ייצור
ציוד הייצור הוא ערובה חשובה לבקרת תהליכים. ייצור כבלים צולבים סילאן מצריך מידה גבוהה מאוד של דיוק בקרת תהליכים, ולכן הבחירה בציוד הייצור חשובה במיוחד.
ייצור של חומר בידוד פוליאתילן צולב דו-שלבי חוצה סילאן ציוד ייצור חומרי, כיום מכשירים איזוטרופיים מקבילים יותר מקבילים תאומים עם שקילה חסרת משקל, מכשירים כאלה יכולים לעמוד בדרישות של דיוק בקרת התהליכים, בחירת האורך והקוטר של מכבש הברזל התאומים כדי להבטיח כי זמן המגורים החומרי, הבחירה בשקילה חסרת משקל מיובאת כדי להבטיח את דיוק המרכיבים. כמובן שישנם פרטים רבים של הציוד שצריך להקדיש תשומת לב מלאה.
כאמור, ציוד הייצור של כבלים צולבים בצעדים מקושרים לצעדים במפעל הכבלים מיובא, יקר, יצרני ציוד מקומי אין ציוד ייצור דומה, הסיבה היא היעדר שיתוף פעולה בין יצרני ציוד לפורמולה וחוקרי תהליכים.
7. חומר בידוד פוליאתילן טבעי צולב
ניתן לחבר בין חומר בידוד פוליאתילן טבעי של סילאן, שפותח בשנים האחרונות בשנים האחרונות, בתנאים טבעיים תוך מספר ימים, ללא טבילה של אדים או מים חמים. בהשוואה לשיטת הקישור המסורתי של סילאן, חומר זה יכול להפחית את תהליך הייצור עבור יצרני הכבלים, להפחית עוד יותר את עלויות הייצור ולהגדיל את יעילות הייצור. סילאן באופן טבעי בידוד פוליאתילן מקושר מוכר יותר ויותר ומשמש על ידי יצרני הכבלים.
בשנים האחרונות, בידוד הפוליאתילן המקושר לסילאן הטבעי המקושר לבשלה והופק בכמויות גדולות, עם יתרונות מסוימים במחיר בהשוואה לחומרים מיובאים.
7. 1 רעיונות ניסוח לסילאן באופן טבעי בידורי פוליאתילן צולבים
בידורי פוליאתילן טבעיים מקושרים לסילאן מיוצרים בתהליך דו-שלבי, עם אותו ניסוח המורכב משרף בסיס, יוזם, סילאן, נוגד חמצון, מעכב פולימריזציה וזרז. הניסוח של מבודדי פוליאתילן טבעיים צולבים סילאניים מבוסס על הגדלת קצב השתלת הסילאן של חומר A ובחירת זרז יעיל יותר מאשר מבודדי פוליאתילן צולבים במים חמים. השימוש בחומרים עם קצב השתלת סילאן גבוה יותר בשילוב עם זרז יעיל יותר יאפשר את מבודד הפוליאתילן הצולב בין סילאן לקשר צולב במהירות אפילו בטמפרטורות נמוכות ובלא לחות לא מספקת.
חומרי ה- A מיובאים לסילאן מיובאים באופן טבעי מבודדים פוליאתילן מקושרים באופן טבעי מסונתזים על ידי קופולימריזציה, כאשר ניתן לשלוט בתכולת הסילאן ברמה גבוהה, ואילו ייצור חומרי A עם שיעורי השתנה גבוהים על ידי השתלת סילאן קשה. יש לשנות ולהתאים את שרף הבסיס, היוזם והסילאן המשמש במתכון במונחים של מגוון ותוספת.
בחירת ההתנגדות וההתאמה של המינון שלו הם גם מכריעים, שכן עלייה בקצב השתלת הסילאן מובילה בהכרח לתגובות לוואי צולבות יותר של CC. על מנת לשפר את נזילות העיבוד ואת מצב פני השטח של חומר A לשחזור כבלים לאחר מכן, נדרשת כמות מתאימה של מעכב פילמור כדי לעכב ביעילות את CC Clustlinking ו- Crosslinking לפני.
בנוסף, זרזים ממלאים תפקיד חשוב בהגדלת קצב הקישור ויש לבחור בהם כזרזים יעילים המכילים אלמנטים נטולי מתכת.
7. 2 זמן קישורים של סילאן באופן טבעי מקושרים על פני בידורי פוליאתילן
הזמן הנדרש להשלמת הקישור בין סילאן של בידוד פוליאתילן טבעי צולב במצבו הטבעי במצבו תלוי בטמפרטורה, בלחות ובעובי של שכבת הבידוד. ככל שהטמפרטורה והלחות גבוהה יותר, עובי שכבת הבידוד דק יותר, כך זמן הקישור הקיצוני נדרש, וככל שהפך. ככל שהטמפרטורה והלחות משתנים מאזור לאזור ומעונה לעונה, אפילו באותו מקום ובאותה עת, הטמפרטורה והלחות היום ומחר יהיו שונים. לפיכך, במהלך השימוש בחומר, על המשתמש לקבוע את זמן הקישור בין הטמפרטורה והלחות המקומיים והרווחים, כמו גם את המפרט של הכבל ועובי שכבת הבידוד.
זמן ההודעה: אוגוסט -13-2022