1. Inleiding
EVA is die afkorting vir etileenvinielasetaat kopolimeer, 'n poliolefienpolimeer. As gevolg van sy lae smelttemperatuur, goeie vloeibaarheid, polariteit en nie-halogeen elemente, en kan versoenbaar wees met 'n verskeidenheid polimere en minerale poeiers, 'n aantal meganiese en fisiese eienskappe, elektriese eienskappe en verwerkingsprestasiebalans, en die prys is nie hoog nie, die markvoorraad is voldoende, dus beide as kabelisolasiemateriaal, kan dit ook as vulstof, omhulselmateriaal gebruik word; kan in termoplastiese materiaal gemaak word, en kan in termoverhardende kruisbindingsmateriaal gemaak word.
EVA het 'n wye reeks gebruike en kan met vlamvertragers gemaak word in 'n lae-rook halogeenvrye of halogeen brandstofversperring; as jy EVA met 'n hoë VA-inhoud as basismateriaal kies, kan dit ook in 'n oliebestande materiaal gemaak word; as jy 'n matige smeltindeks van EVA kies, voeg 2 tot 3 keer die vulsel by. EVA-vlamvertragers kan gemaak word om die ekstrusieprosesprestasie en -prys van 'n meer gebalanseerde suurstofversperring (vulsel) materiaal te verbeter.
In hierdie artikel, van die strukturele eienskappe van EVA, die bekendstelling van die toepassing daarvan in die kabelbedryf en ontwikkelingsvooruitsigte.
2. Strukturele eienskappe
Wanneer sintese geproduseer word, kan die verandering van die verhouding van polimerisasiegraad n/m 'n VA-inhoud van 5 tot 90% van EVA produseer; die verhoging van die totale polimerisasiegraad kan 'n molekulêre gewig van tienduisende tot honderdduisende EVA produseer; VA-inhoud onder 40%, as gevolg van die teenwoordigheid van gedeeltelike kristallisasie, swak elastisiteit, algemeen bekend as EVA-plastiek; wanneer die VA-inhoud groter as 40% is, 'n rubberagtige elastomeer sonder kristallisasie, is algemeen bekend as EVM-rubber.
1. 2 Eiendomme
Die molekulêre ketting van EVA is 'n lineêre versadigde struktuur, dus het dit goeie hitteveroudering, weer- en osoonbestandheid.
Die hoofketting van die EVA-molekule bevat geen dubbelbindings, benseenringe, asiel-, amiengroepe en ander groepe wat maklik rook wanneer dit verbrand word nie, en sykettings bevat ook nie maklik rookbare metiel-, feniel-, siano- en ander groepe wanneer dit verbrand word nie. Boonop bevat die molekule self geen halogeenelemente nie, dus is dit veral geskik vir lae-rook halogeenvrye weerstandbiedende brandstofbasisse.
Die groot grootte van die vinielasetaat (VA) groep in die EVA syketting en sy medium polariteit beteken dat dit beide die neiging van die vinielruggraat om te kristalliseer inhibeer en goed koppel met minerale vulstowwe, wat die toestande skep vir hoëprestasie-versperringsbrandstowwe. Dit is veral waar vir lae rook- en halogeenvrye weerstandstowwe, aangesien vlamvertragers met meer as 50% volume-inhoud [bv. Al(OH)3, Mg(OH)2, ens.] bygevoeg moet word om aan die vereistes van kabelstandaarde vir vlamvertraging te voldoen. EVA met 'n medium tot hoë VA-inhoud word as basis gebruik om lae rook- en halogeenvrye vlamvertragende brandstowwe met uitstekende eienskappe te produseer.
Aangesien die EVA-syketting-vinielasetaatgroep (VA) polêr is, hoe hoër die VA-inhoud, hoe meer polêr is die polimeer en hoe beter die oliebestandheid. Die oliebestandheid wat deur die kabelbedryf vereis word, verwys meestal na die vermoë om nie-polêre of swak polêre minerale olies te weerstaan. Volgens die beginsel van soortgelyke versoenbaarheid word EVA met 'n hoë VA-inhoud as 'n basismateriaal gebruik om 'n lae-rook- en halogeenvrye brandstofversperring met goeie oliebestandheid te produseer.
EVA-molekules in die alfa-olefien H-atoomprestasie is meer aktief, in die peroksiedradikale of hoë-energie elektronstraling-effek is dit maklik om H-kruisbindingsreaksies te neem, om kruisgebinde plastiek of rubber te word, wat aan veeleisende prestasievereistes van spesiale draad- en kabelmateriale gemaak kan word.
Die byvoeging van die vinielasetaatgroep laat die smelttemperatuur van EVA aansienlik daal, en die aantal VA-kort sykettings kan die vloei van EVA verhoog. Daarom is die ekstrusieprestasie daarvan baie beter as die molekulêre struktuur van soortgelyke poliëtileen, wat die voorkeurbasismateriaal vir halfgeleidende afskermingsmateriale en halogeen- en halogeenvrye brandstofversperrings word.
2 Produkvoordele
2. 1 Uiters hoë kosteprestasie
EVA se fisiese en meganiese eienskappe, hittebestandheid, weerbestandheid, osoonbestandheid, elektriese eienskappe is baie goed. Kies die toepaslike graad, kan hittebestandheid, vlamvertragende prestasie, maar ook olie-, oplosmiddelbestande spesiale kabelmateriaal gemaak word.
Termoplastiese EVA-materiaal word meestal gebruik met 'n VA-inhoud van 15% tot 46%, met 'n smeltindeks van 0,5 tot 4 grade. EVA het baie vervaardigers, baie handelsmerke, 'n wye reeks opsies, matige pryse, voldoende voorraad, gebruikers hoef slegs die EVA-afdeling van die webwerf oop te maak, die handelsmerk, prestasie, prys, afleweringsligging in 'n oogopslag, jy kan kies, baie gerieflik.
EVA is 'n poliolefienpolimeer, wat die sagtheid en gebruiksprestasie vergelyk, en poliëtileen (PE) materiaal en sagte polivinielchloried (PVC) kabelmateriaal is soortgelyk. Maar verdere navorsing sal jy vind dat EVA en die bogenoemde twee tipes materiale die onvervangbare superioriteit het in vergelyking.
2. 2 uitstekende verwerkingsprestasie
EVA in die kabeltoepassing is van die medium- en hoëspanningskabel se afskermingsmateriaal binne en buite die begin, en later uitgebrei na halogeenvrye brandstofversperring. Hierdie twee tipes materiaal word vanuit die verwerkingsoogpunt as "hoogs gevulde materiaal" beskou: afskermingsmateriaal as gevolg van die behoefte om 'n groot hoeveelheid geleidende koolstofswart by te voeg om die viskositeit daarvan te verhoog, die likiditeit skerp te daal; halogeenvrye vlamvertrager brandstof moet 'n groot aantal halogeenvrye vlamvertragers byvoeg, ook halogeenvrye materiaal se viskositeit skerp verhoog, die likiditeit skerp gedaal. Die oplossing is om 'n polimeer te vind wat groot dosisse vulstof kan akkommodeer, maar ook 'n lae smeltviskositeit en goeie vloeibaarheid het. Om hierdie rede is EVA die voorkeurkeuse.
EVA-smeltviskositeit met ekstrusieverwerkingstemperatuur en skuifspoed sal die vinnige afname verhoog. Die gebruiker hoef slegs die ekstrudertemperatuur en skroefspoed aan te pas, wat uitstekende werkverrigting van draad- en kabelprodukte kan lewer. 'n Groot aantal plaaslike en buitelandse toepassings toon dat, vir die hoogs gevulde lae-rook halogeenvrye materiaal, omdat die viskositeit te groot is, die smeltindeks te klein is, dus word slegs lae kompressieverhouding skroef-ekstrusie (kompressieverhouding minder as 1.3) gebruik om goeie ekstrusiekwaliteit te verseker. Rubber-gebaseerde EVM-materiale met vulkaniseringsmiddels kan op beide rubber-ekstrudere en algemene doel-ekstrudere geëkstrudeer word. Die daaropvolgende vulkaniserings- (kruisbindings-) proses kan uitgevoer word deur termochemiese (peroksied) kruisbinding of deur elektronversnellerbestralingskruisbinding.
2. 3 Maklik om te wysig en aan te pas
Drade en kabels is oral, van die lug tot die grond, van die berge tot die see. Gebruikers se vereistes vir draad en kabel is ook uiteenlopend en vreemd, terwyl die struktuur van draad en kabel soortgelyk is, word die prestasieverskille hoofsaaklik weerspieël in die isolasie- en skedebedekkingsmateriaal.
Tot dusver, beide tuis en in die buiteland, maak sagte PVC steeds die oorgrote meerderheid van die polimeermateriale uit wat in die kabelbedryf gebruik word. Met die toenemende bewustheid van omgewingsbeskerming en volhoubare ontwikkeling.
PVC-materiale is grootliks beperk, wetenskaplikes doen alles moontlik om alternatiewe materiale vir PVC te vind, waarvan EVA die belowendste is.
EVA kan met 'n verskeidenheid polimere gemeng word, maar ook met 'n verskeidenheid minerale poeiers en versoenbare verwerkingsmiddels. Die gemengde produkte kan in termoplastiese plastiek vir plastiekkabels verwerk word, maar ook in kruisgekoppelde rubber vir rubberkabels. Formuleringsontwerpers kan gebaseer wees op gebruikers- (of standaard-) vereistes, met EVA as basismateriaal, om die prestasie van die materiaal aan die vereistes te laat voldoen.
3 EVA-toepassingsreeks
3. 1 Word gebruik as 'n halfgeleidende afskermingsmateriaal vir hoëspanningskabels
Soos ons almal weet, is die hoofmateriaal van die afskermingsmateriaal geleidende koolstofswart. As 'n groot hoeveelheid koolstofswart by die plastiek- of rubberbasismateriaal gevoeg word, sal dit die vloeibaarheid van die afskermingsmateriaal en die gladheid van die ekstrusievlak ernstig benadeel. Om gedeeltelike ontladings in hoëspanningskabels te voorkom, moet die binneste en buitenste skerms dun, blink, helder en uniform wees. In vergelyking met ander polimere, kan EVA dit makliker doen. Die rede hiervoor is dat EVA se ekstrusieproses besonder goed is, goeie vloei het en nie geneig is tot smeltbreukverskynsels nie. Die afskermingsmateriaal word in twee kategorieë verdeel: toegedraai in die geleier buite, die binneste skerm genaamd, met die binneste skermmateriaal; toegedraai in die isolasie buite, die buitenste skerm genaamd, met die buitenste skermmateriaal; binneste skermmateriaal is meestal termoplasties. Die binneste skermmateriaal is meestal termoplasties en is dikwels gebaseer op EVA met 'n VA-inhoud van 18% tot 28%; die buitenste skermmateriaal is meestal kruisgebind en afskilbaar en is dikwels gebaseer op EVA met 'n VA-inhoud van 40% tot 46%.
3. 2 Termoplastiese en kruisgekoppelde vlamvertragende brandstowwe
Termoplastiese vlamvertragende poliolefien word wyd gebruik in die kabelbedryf, hoofsaaklik vir halogeen- of halogeenvrye vereistes van mariene kabels, kragkabels en hoëgraadse konstruksielyne. Hul langtermyn-bedryfstemperature wissel van 70 tot 90 °C.
Vir medium- en hoëspanningskragkabels van 10 kV en hoër, wat baie hoë elektriese werkverrigtingvereistes het, word die vlamvertragende eienskappe hoofsaaklik deur die buitenste mantel gedra. In sommige omgewingsveeleisende geboue of projekte word vereis dat die kabels lae rook-, halogeenvrye, lae toksisiteits- of lae rook- en lae halogeen-eienskappe moet hê, daarom is termoplastiese vlamvertragende poliolefiene 'n lewensvatbare oplossing.
Vir sommige spesiale doeleindes is die buitenste deursnee nie groot nie, temperatuurweerstand tussen 105 ~ 150 ℃ en spesiale kabels, meer kruisgebinde vlamvertragende poliolefienmateriaal, kan die kruisbinding deur die kabelvervaardiger gekies word volgens hul eie produksietoestande. Dit kan beide tradisionele hoëdrukstoom of hoëtemperatuursoutbad wees, maar ook elektronversnellers met kamertemperatuurbestraling kan kruisgebind word. Die langtermyn-werkstemperatuur word verdeel in drie kategorieë: 105 ℃, 125 ℃ en 150 ℃. Die produksieaanleg kan volgens die verskillende vereistes van gebruikers of standaarde gemaak word, of halogeenvrye of halogeenbevattende brandstofversperrings gebruik kan word.
Dit is welbekend dat poliolefiene nie-polêre of swak polêre polêre polimere is. Aangesien hulle soortgelyk aan minerale olie in polariteit is, word poliolefiene meestal as minder bestand teen olie beskou volgens die beginsel van soortgelyke versoenbaarheid. Baie kabelstandaarde tuis en in die buiteland bepaal egter ook dat kruisgekoppelde weerstande ook goeie weerstand teen olies, oplosmiddels en selfs teen olieslurries, sure en alkalieë moet hê. Dit is 'n uitdaging vir materiaalnavorsers, want nou, of dit nou in China of in die buiteland is, is hierdie veeleisende materiale ontwikkel, en die basismateriaal daarvan is EVA.
3. 3 Suurstofversperringsmateriaal
Gestrengelde meerkernkabels het baie leemtes tussen die kerne wat gevul moet word om 'n afgeronde kabelvoorkoms te verseker, indien die vulling binne die buitenste mantel van halogeenvrye brandstofversperring gemaak is. Hierdie vullaag dien as 'n vlamversperring (suurstof) wanneer die kabel brand en staan dus in die bedryf bekend as 'n "suurstofversperring".
Die basiese vereistes vir 'n suurstofversperringsmateriaal is: goeie ekstrusie-eienskappe, goeie halogeenvrye vlamvertraging (suurstofindeks gewoonlik bo 40) en lae koste.
Hierdie suurstofversperring word al meer as 'n dekade lank breedvoerig in die kabelbedryf gebruik en het gelei tot beduidende verbeterings in die vlamvertraging van kabels. Die suurstofversperring kan gebruik word vir beide halogeenvrye vlamvertragende kabels en halogeenvrye vlamvertragende kabels (bv. PVC). 'n Groot hoeveelheid praktyk het getoon dat kabels met 'n suurstofversperring meer geneig is om enkel vertikale brand- en bondelbrandtoetse te slaag.
Vanuit die oogpunt van materiaalformulering is hierdie suurstofversperringsmateriaal eintlik 'n "ultra-hoë vulstof", want om die lae koste te bereik, is dit nodig om 'n hoë vulstof te gebruik. Om 'n hoë suurstofindeks te bereik, moet ook 'n hoë proporsie (2 tot 3 keer) Mg(OH)2 of Al(OH)3 bygevoeg word, en om goed te ekstrudeer, moet EVA as die basismateriaal gekies word.
3. 4 Gewysigde PE-omhulselmateriaal
Poliëtileen-omhulselmateriale is geneig tot twee probleme: eerstens is hulle geneig tot smeltbreuk (d.w.s. haaivel) tydens ekstrusie; tweedens is hulle geneig tot omgewingsspanningskrake. Die eenvoudigste oplossing is om 'n sekere proporsie EVA by die formulering te voeg. As dit as 'n gemodifiseerde EVA gebruik word, word meestal 'n lae VA-inhoud van die graad gebruik, en die smeltindeks daarvan is tussen 1 en 2 gepas.
4. Ontwikkelingsvooruitsigte
(1) EVA word wyd gebruik in die kabelbedryf, en die hoeveelheid groei jaarliks geleidelik en bestendig. Veral in die afgelope dekade, as gevolg van die belangrikheid van omgewingsbeskerming, het EVA-gebaseerde brandstofweerstand vinnig ontwikkel en die PVC-gebaseerde kabelmateriaaltendens gedeeltelik vervang. Die uitstekende koste-prestasie en uitstekende werkverrigting van die ekstrusieproses maak dit moeilik om enige ander materiaal te vervang.
(2) Die jaarlikse verbruik van EVA-hars in die kabelbedryf is byna 100 000 ton. Die keuse van EVA-harsvariëteite, met 'n lae VA-inhoud wat gebruik word, tesame met die kleiner korrelgrootte van die kabelmateriaal, en die verspreiding van duisende tonne EVA-hars per jaar in elke onderneming. Dit sal dus nie die aandag van die groot ondernemings van die EVA-bedryf trek nie. Byvoorbeeld, die grootste hoeveelheid halogeenvrye vlamvertragende basismateriaal, die hoofkeuse is VA/MI = 28/2 ~ 3 van EVA-hars (soos die Amerikaanse DuPont se EVA 265 #). En hierdie spesifikasiegraad van EVA is nog nie deur binnelandse vervaardigers vervaardig en verskaf nie. Om nie eers te praat van 'n VA-inhoud hoër as 28 en 'n smeltindeks van minder as 3 vir ander EVA-harsproduksie en -voorsiening nie.
(3) Buitelandse maatskappye wat EVA produseer as gevolg van die gebrek aan binnelandse mededingers, en die prys is lank reeds hoog, wat die entoesiasme van binnelandse kabelaanlegte se produksie ernstig onderdruk. Meer as 50% van die VA-inhoud van rubbertipe EVM word deur buitelandse maatskappye oorheers, en die prys is 2 tot 3 keer soortgelyk aan die VA-inhoud van die handelsmerk. Sulke hoë pryse beïnvloed weer die hoeveelheid van hierdie rubbertipe EVM, daarom doen die kabelbedryf 'n beroep op binnelandse EVA-vervaardigers om die tempo van binnelandse EVA-produksie te verbeter. Meer produksie deur die bedryf word mettertyd baie van EVA-hars gebruik.
(4) Deur staat te maak op die golf van omgewingsbeskerming in die era van globalisering, word EVA deur die kabelbedryf beskou as die beste basismateriaal vir omgewingsvriendelike brandstofweerstand. Die gebruik van EVA groei teen 'n koers van 15% per jaar en die vooruitsigte is baie belowend. Die hoeveelheid en groeikoers van afskermingsmateriaal en die produksie en groeikoers van medium- en hoëspanningskragkabels is ongeveer 8% tot 10% tussenin; poliolefienweerstande groei vinnig en het die afgelope paar jaar tussen 15% en 20% gebly, en in die afsienbare volgende 5 tot 10 jaar kan hierdie groeikoers ook gehandhaaf word.
Plasingstyd: 31 Julie 2022