Opsomming: Die kruiskoppelingsbeginsel, klassifikasie, formulering, proses en toerusting van silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasiemateriaal vir draad en kabel word kortliks beskryf, en 'n paar kenmerke van silaan-natuurlik-verknoopde poliëtileen-isolasiemateriaal in toepassing en gebruik asook faktore wat die kruisbindingstoestand van die materiaal beïnvloed, word bekendgestel.
Sleutelwoorde: Silaan-kruisbinding; Natuurlike kruiskoppeling; Poliëtileen; Isolasie; Draad en kabel
Silaan-kruisgekoppelde poliëtileenkabelmateriaal word nou wyd in die draad- en kabelbedryf gebruik as 'n isolasiemateriaal vir laespanningkragkabels. Die materiaal in die vervaardiging van kruisgekoppelde draad en kabel, en peroksied-kruisbinding en bestraling-kruisverbinding in vergelyking met die vervaardigingstoerusting wat benodig word, is eenvoudig, maklik om te bedryf, lae omvattende koste en ander voordele, het die toonaangewende materiaal vir lae -spanning kruisgekoppelde kabel met isolasie.
1.Silaan kruisgekoppelde kabelmateriaal kruiskoppelingsbeginsel
Daar is twee hoofprosesse betrokke by die maak van silaan-kruisgebonde poliëtileen: enting en kruisbinding. In die entproses verloor die polimeer sy H-atoom op die tersiêre koolstofatoom onder die werking van vrye inisieerder en pirolise in vrye radikale, wat reageer met die – CH = CH2 groep van vinielsilaan om 'n geënte polimeer te produseer wat 'n trioksisilielester bevat groep. In die kruisbindingsproses word die entpolimeer eers in die teenwoordigheid van water gehidroliseer om silanol te produseer, en die – OH kondenseer met die aangrensende Si-OH-groep om die Si-O-Si-binding te vorm, wat die polimeer dus kruisbind. makromolekules.
2.Silaan kruisgekoppelde kabelmateriaal en die kabelproduksiemetode daarvan
Soos u weet, is daar twee-stap en een-stap produksie metodes vir silaan kruisgekoppelde kabels en hul kabels. Die verskil tussen die tweestapmetode en die eenstapmetode lê in waar die silaan-entproses uitgevoer word, die entproses by die kabelmateriaalvervaardiger vir die tweestapmetode, die entproses in die kabelvervaardigingsaanleg vir die een-stap metode. Die tweestap-silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasiemateriaal met die grootste markaandeel is saamgestel uit die sogenaamde A- en B-materiale, met A-materiaal die poliëtileen wat met silaan geënt is en B-materiaal die katalisator-meestergroep is. Die isolerende kern word dan in warm water of stoom gekruis.
Daar is 'n ander tipe twee-stap silaan kruisgekoppelde poliëtileen isolator, waar die A materiaal op 'n ander manier vervaardig word, deur viniel silaan direk in die poliëtileen in te voer tydens sintese om poliëtileen met silaan vertakte kettings te verkry.
Een-stap metode het ook twee tipes, die tradisionele een-stap proses is 'n verskeidenheid van grondstowwe volgens die formule in die verhouding van spesiale presisie meting stelsel, in 'n spesiaal ontwerpte spesiale extruder in een stap om die enting en ekstrusie te voltooi van kabel isolasie kern, in hierdie proses, geen granulasie, geen behoefte aan kabel materiaal plant deelname, deur die kabel fabriek om alleen te voltooi. Hierdie eenstap-silaan-kruisgekoppelde kabelproduksietoerusting en formuleringstegnologie word meestal van die buiteland ingevoer en is duur.
Nog 'n tipe van een-stap silaan kruis-gekoppelde poliëtileen isolasie materiaal word vervaardig deur kabel materiaal vervaardigers, is alle grondstowwe volgens die formule in die verhouding van 'n spesiale metode om saam te meng, verpak en verkoop, daar is geen A materiaal en B materiaal, kabel plant kan direk in die extruder 'n stap te voltooi op dieselfde tyd enting en extrusie van kabel isolasie kern. Die unieke kenmerk van hierdie metode is dat daar geen behoefte aan duur spesiale ekstrueerders is nie, aangesien die silaan-entproses in 'n gewone PVC-ekstruder voltooi kan word, en die tweestap-metode elimineer die behoefte om A- en B-materiale voor ekstrusie te meng.
3. Formulering samestelling
Die formulering van silaan-kruisgekoppelde poliëtileenkabelmateriaal is oor die algemeen saamgestel uit basismateriaal hars, inisieerder, silaan, antioksidant, polimerisasie-inhibeerder, katalisator, ens.
(1) Die basishars is oor die algemeen 'n laedigtheid poliëtileen (LDPE) hars met 'n smeltindeks (MI) van 2, maar onlangs, met die ontwikkeling van sintetiese harstegnologie en kostedruk, is lineêre laedigtheid poliëtileen (LLDPE) ook gebruik of gedeeltelik gebruik as die basishars vir hierdie materiaal. Verskillende harse het dikwels 'n beduidende impak op enting en kruisbinding as gevolg van verskille in hul interne makromolekulêre struktuur, so die formulering sal aangepas word deur verskillende basisharse of dieselfde tipe hars van verskillende vervaardigers te gebruik.
(2) Die inisieerder wat algemeen gebruik word is diisopropylperoksied (DCP), die sleutel is om die hoeveelheid van die probleem te begryp, te min om silaan-enting te veroorsaak is nie genoeg nie; te veel poliëtileen cross-linking veroorsaak, wat sy vloeibaarheid verminder, die oppervlak van die geëxtrudeerde isolasie kern ruwe, moeilik om te druk stelsel. Aangesien die hoeveelheid inisieerder wat bygevoeg word baie klein en sensitief is, is dit belangrik om dit eweredig te versprei, dus word dit gewoonlik saam met die silaan bygevoeg.
(3) Silaan word algemeen gebruik viniel onversadigde silaan, insluitend viniel trimetoksisilaan (A2171) en viniel triethoxysilaan (A2151), as gevolg van die vinnige hidrolise tempo van A2171, so kies A2171 meer mense. Net so is daar 'n probleem om silaan by te voeg, die huidige kabelmateriaalvervaardigers probeer om sy onderste limiet te bereik om koste te verminder, want die silaan word ingevoer, die prys is duurder.
(4) Anti-oksidant is om die stabiliteit van poliëtileen verwerking en kabel anti-veroudering te verseker en bygevoeg, anti-oksidant in die silaan ent proses het die rol van die inhibeer van die enting reaksie, so die ent proses, die toevoeging van anti-oksidant om versigtig te wees, die bedrag bygevoeg om die hoeveelheid DCP te oorweeg om by die keuse te pas. In die tweestap-kruisbindingsproses kan die meeste van die antioksidant in die katalisator-meesterbatch gevoeg word, wat die impak op die entproses kan verminder. In die eenstap-kruisbindingsproses is die antioksidant in die hele entproses teenwoordig, dus is die keuse van spesie en hoeveelheid belangriker. Algemeen gebruikte antioksidante is 1010, 168, 330, ens.
(5) Polimerisasie-inhibeerder word bygevoeg om 'n paar enting- en kruisbindingsproses van newe-reaksies te inhibeer, in die entproses om 'n anti-kruisbindingsmiddel by te voeg, kan die voorkoms van C2C-kruisbinding effektief verminder, en sodoende verbeter die verwerking vloeibaarheid, benewens, die byvoeging van 'n ent in dieselfde toestande sal voorafgegaan word deur die hidrolise van silaan op die polimerisasie inhibeerder kan die hidrolise van geënte poliëtileen verminder, om die langtermyn stabiliteit van die ent materiaal te verbeter.
(6) Katalisators is dikwels organotinderivate (behalwe vir natuurlike kruisbinding), die algemeenste is dibutieltindilauraat (DBDTL), wat gewoonlik in die vorm van 'n meesterbatch bygevoeg word. In die twee-stap proses word die ent (A-materiaal) en die katalisator-meester-batch (B-materiaal) afsonderlik verpak en die A- en B-materiaal word saam gemeng voordat dit by die ekstruder gevoeg word om vooraf-kruisbinding van die A-materiaal te voorkom. In die geval van eenstap-silaan-verknoopte poliëtileen-isolasies, is die poliëtileen in die verpakking nog nie geënt nie, dus is daar geen voorverknopingsprobleem nie en daarom hoef die katalisator nie afsonderlik verpak te word nie.
Boonop is daar saamgestelde silane op die mark beskikbaar, wat 'n kombinasie van silaan, inisieerder, antioksidant, sommige smeermiddels en anti-kopermiddels is, en wat algemeen gebruik word in een-stap silaan-kruisverbindingsmetodes in kabelaanlegte.
Daarom is die formulering van silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasie, waarvan die samestelling nie as baie kompleks beskou word nie en beskikbaar is in die relevante inligting, maar die toepaslike produksieformulerings, onderhewig aan 'n paar aanpassings om te finaliseer, wat 'n volledige begrip van die rol van die komponente in die formulering en die wet van hul impak op prestasie en hul wedersydse invloed.
In die vele variëteite van kabelmateriaal word silaan-kruisgekoppelde kabelmateriaal (óf twee-stap of een-stap) beskou as die enigste verskeidenheid chemiese prosesse wat in ekstrusie plaasvind, ander variëteite soos polivinielchloried (PVC) kabelmateriaal en poliëtileen (PE) kabel materiaal, die ekstrusie granulasie proses is 'n fisiese meng proses, selfs al is die chemiese kruis- en bestraling kruis-verbinding kabel materiaal, hetsy in die ekstrusie granulasie proses, of ekstrusie stelsel Kabel, daar is geen chemiese proses plaasvind nie , so, in vergelyking, die vervaardiging van silaan kruis-gekoppelde kabel materiaal en kabel isolasie extrusie, proses beheer is belangriker.
4. Twee-stap silaan kruisgekoppelde poliëtileen isolasie produksie proses
Die produksieproses van die twee-stap silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasie A-materiaal kan kortliks deur Figuur 1 voorgestel word.
Figuur 1 Produksieproses van twee-stap silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasiemateriaal A
Enkele sleutelpunte in die produksieproses van twee-stap silaan-kruisgekoppelde poliëtileen-isolasie:
(1) Droog. Aangesien die poliëtileenhars 'n klein hoeveelheid water bevat, wanneer dit by hoë temperature geëkstrueer word, reageer die water vinnig met die silielgroepe om kruisbinding te produseer, wat die vloeibaarheid van die smelt verminder en voorafverknoping veroorsaak. Die afgewerkte materiaal bevat ook water na waterverkoeling, wat ook vooraf-kruisbinding kan veroorsaak as dit nie verwyder word nie, en moet ook gedroog word. Om die kwaliteit van die droging te verseker, word 'n diepdroogeenheid gebruik.
(2) Meting. Aangesien die akkuraatheid van die materiaalformulering belangrik is, word 'n ingevoerde verlies-in-gewig-weegskaal oor die algemeen gebruik. Die poliëtileenhars en antioksidant word gemeet en deur die toevoerpoort van die ekstruder gevoer, terwyl die silaan en inisieerder deur 'n vloeibare materiaalpomp in die tweede of derde vat van die ekstruder ingespuit word.
(3) Ekstrusie-enting. Die entproses van silaan word in die ekstruder voltooi. Die prosesinstellings van die ekstruder, insluitend temperatuur, skroefkombinasie, skroefspoed en toevoertempo, moet die beginsel volg dat die materiaal in die eerste gedeelte van die ekstruder volledig gesmelt en eenvormig gemeng kan word, wanneer voortydige ontbinding van die peroksied nie verlang word nie. , en dat die ten volle eenvormige materiaal in die tweede afdeling van die ekstruder ten volle ontbind moet word en die entproses voltooi moet word, Tipiese ekstruder seksie temperature (LDPE) word in Tabel 1 getoon.
Tabel 1 Temperature van die twee-stap ekstruder sones
| Werksone | Sone 1 | Sone 2 | Sone 3 ① | Sone 4 | Sone 5 |
| Temperatuur P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Werksone | Sone 6 | Sone 7 | Sone 8 | Sone 9 | Mond sterf |
| Temperatuur °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①is waar die silaan bygevoeg word.
Die spoed van die ekstruderskroef bepaal die verblyftyd en die mengeffek van die materiaal in die ekstruder, as die verblyftyd kort is, is die peroksied-ontbinding onvolledig; as die verblyftyd te lank is, neem die viskositeit van die geëxtrudeerde materiaal toe. Oor die algemeen moet die gemiddelde verblyftyd van die korrel in die ekstruder beheer word in die inisieerder ontbinding halfleeftyd van 5-10 keer. Voerspoed het nie net 'n sekere impak op die verblyftyd van die materiaal nie, maar ook op die vermenging en skeer van die materiaal, kies 'n gepaste voerspoed is ook baie belangrik.
(4) Verpakking. Twee-stap silaan-kruisgebonde isolasiemateriaal moet in aluminium-plastiek saamgestelde sakke in direkte lug verpak word om vog uit te skakel.
5. Een-stap silaan kruisgekoppelde poliëtileen isolerende materiaal produksie proses
Een-stap silaan kruis-gekoppelde poliëtileen isolasie materiaal as gevolg van sy ent proses is in die kabel fabriek extrusie van kabel isolasie kern, so die kabel isolasie extrusie temperatuur is aansienlik hoër as die twee-stap metode. Alhoewel die eenstap-silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolasieformule ten volle oorweeg is in die vinnige verspreiding van inisieerder en silaan- en materiaalskeer, maar die entproses moet gewaarborg word deur die temperatuur, wat die eenstap-silaan-kruisgebonde poliëtileen is isolasieproduksie-aanleg het herhaaldelik die belangrikheid van die korrekte keuse van ekstrusietemperatuur beklemtoon, die algemene aanbevole ekstrusietemperatuur word in Tabel 2 getoon.
Tabel 2 Eenstap-ekstrudertemperatuur van elke sone (eenheid: ℃)
| Sone | Sone 1 | Sone 2 | Sone 3 | Sone 4 | Flens | Hoof |
| Temperatuur | 160 | 190 | 200-210 | 220 tot 230 | 230 | 230 |
Dit is een van die swakpunte van die eenstap-silaan-kruisgekoppelde poliëtileenproses, wat oor die algemeen nie nodig is wanneer kabels in twee stappe uitgedruk word nie.
6.Produksie toerusting
Die produksietoerusting is 'n belangrike waarborg vir prosesbeheer. Die vervaardiging van silaan-kruisgekoppelde kabels vereis 'n baie hoë mate van prosesbeheerakkuraatheid, dus is die keuse van produksietoerusting besonder belangrik.
Die vervaardiging van twee-stap silaan kruis-gekoppelde poliëtileen isolasie materiaal 'n Materiaal produksie toerusting, tans meer binnelandse isotropiese parallelle dubbelskroef extruder met ingevoerde gewiglose weeg, kan sulke toestelle voldoen aan die vereistes van proses beheer akkuraatheid, die keuse van lengte en deursnee van die dubbelskroef-extruder om te verseker dat die materiaal verblyftyd, die keuse van ingevoerde gewiglose weeg om die akkuraatheid van die bestanddele te verseker. Natuurlik is daar baie besonderhede van die toerusting waaraan volle aandag gegee moet word.
Soos vroeër genoem, word die een-stap silaan-kruisgekoppelde kabelproduksietoerusting in die kabelaanleg ingevoer, duur, huishoudelike toerustingvervaardigers het nie soortgelyke produksietoerusting nie, die rede is die gebrek aan samewerking tussen toerustingvervaardigers en formule- en prosesnavorsers.
7.Silane natuurlike kruisgekoppelde poliëtileen isolasie materiaal
Silaan natuurlike kruisgekoppelde poliëtileen isolasiemateriaal wat in onlangse jare ontwikkel is, kan binne 'n paar dae onder natuurlike toestande gekruis word, sonder stoom of warm water onderdompeling. In vergelyking met die tradisionele silaan-kruiskoppelingsmetode, kan hierdie materiaal die produksieproses vir kabelvervaardigers verminder, produksiekoste verder verlaag en produksiedoeltreffendheid verhoog. Silaan natuurlik kruisgekoppelde poliëtileen isolasie word toenemend deur kabelvervaardigers erken en gebruik.
In onlangse jare het huishoudelike silaan-natuurlike kruisgekoppelde poliëtileen-isolasie verouder en is dit in groot hoeveelhede geproduseer, met sekere voordele in prys in vergelyking met ingevoerde materiale.
7. 1 Formuleringsidees vir silaan natuurlik kruisgekoppelde poliëtileen isolasies
Silaan natuurlike kruisgekoppelde poliëtileen isolasies word in 'n twee-stap proses vervaardig, met dieselfde formulering wat bestaan uit basis hars, inisieerder, silaan, antioksidant, polimerisasie inhibeerder en katalisator. Die formulering van silaan-natuurlike kruisgebonde poliëtileen-isoleerders is gebaseer op die verhoging van die silaan-enttempo van die A-materiaal en die keuse van 'n meer doeltreffende katalisator as silaan-warmwater-kruisgebonde poliëtileen-isolators. Die gebruik van A-materiale met 'n hoër silaan-enttempo gekombineer met 'n meer doeltreffende katalisator sal die silaan-kruisgebonde poliëtileen-isolator in staat stel om vinnig te kruisbind selfs by lae temperature en met onvoldoende vog.
Die A-materiale vir ingevoerde silaan natuurlik kruisgebonde poliëtileen isoleerders word gesintetiseer deur kopolimerisasie, waar die silaan inhoud op 'n hoë vlak beheer kan word, terwyl die produksie van A-materiale met hoë enttempo's deur silaan te ent moeilik is. Die basishars, inisieerder en silaan wat in die resep gebruik word, moet gevarieer en aangepas word in terme van verskeidenheid en byvoeging.
Die keuse van die resist en die aanpassing van die dosis daarvan is ook deurslaggewend, aangesien 'n toename in die enttempo van die silaan onvermydelik tot meer CC-kruisbinding newe-reaksies lei. Ten einde die verwerkingsvloeibaarheid en oppervlaktoestand van die A-materiaal vir daaropvolgende kabelekstrusie te verbeter, word 'n geskikte hoeveelheid polimerisasie-inhibeerder benodig om CC-verknoping en voorafgaande voorafverknoping effektief te inhibeer.
Daarbenewens speel katalisators 'n belangrike rol in die verhoging van die kruisbindingstempo en moet gekies word as doeltreffende katalisators wat oorgangsmetaalvrye elemente bevat.
7. 2 Kruisbindingstyd van silaan natuurlik verknoopte poliëtileen isolasies
Die tyd wat nodig is om die kruisbinding van silaan natuurlike kruisgebind poliëtileen isolasie in sy natuurlike toestand te voltooi, is afhanklik van die temperatuur, humiditeit en dikte van die isolasie laag. Hoe hoër die temperatuur en humiditeit, hoe dunner die dikte van die isolasielaag, hoe korter word die kruisbindingstyd benodig, en hoe langer die teenoorgestelde. Aangesien die temperatuur en humiditeit van streek tot streek en van seisoen tot seisoen verskil, selfs op dieselfde plek en op dieselfde tyd, sal die temperatuur en humiditeit vandag en môre verskil. Daarom, tydens die gebruik van die materiaal, moet die gebruiker die kruiskoppelingstyd bepaal volgens die plaaslike en heersende temperatuur en humiditeit, sowel as die spesifikasie van die kabel en die dikte van die isolasielaag.
Postyd: 13 Augustus 2022