Abstrak: Prinsip crosslinking, klasifikasi, formulasi, proses lan peralatan bahan insulasi polietilen sing disambung silang silang kanggo kabel lan kabel diterangake kanthi ringkes, lan sawetara karakteristik bahan insulasi polietilen sing disambung silang kanthi alami ing aplikasi lan panggunaan uga. faktor sing mengaruhi kawontenan cross-linking saka materi ngenalaken.
Kata Kunci: Silane cross-linking; ikatan silang alami; Poliethelin; Isolasi; Kawat lan kabel
Bahan kabel polietilen silang silang silane saiki akeh digunakake ing industri kabel lan kabel minangka bahan insulasi kanggo kabel listrik voltase rendah. Materi ing Pabrik kabel salib-linking lan kabel, lan peroksida salib-linking lan iradiasi salib-linking dibandhingake karo peralatan Manufaktur dibutuhake prasaja, gampang kanggo operate, biaya lengkap kurang lan kaluwihan liyane, wis dadi materi anjog kanggo kurang. - voltase kabel cross-linked karo jampel.
1. Silane salib-disambung kabel materi salib-ngubungake prinsip
Ana rong proses utama kanggo nggawe polietilen silang silang silane: grafting lan cross-linking. Ing proses grafting, polimer kelangan atom H ing atom karbon tersier ing aksi inisiator bebas lan pirolisis dadi radikal bebas, sing bereaksi karo grup vinil silane - CH = CH2 kanggo ngasilake polimer grafted sing ngemot ester trioxysilyl. klompok. Ing proses cross-linking, polimer graft pisanan dihidrolisis ing ngarsane banyu kanggo ngasilaké silanol, lan - OH condenses karo gugus Si-OH jejer kanggo mbentuk ikatan Si-O-Si, saéngga ngubungake salib polimer. makromolekul.
2.Material kabel silang silang lan cara produksi kabel
Sing ngerti, ana loro-langkah lan siji-langkah cara produksi kanggo kabel silang silang lan kabel sing. Bedane metode rong langkah lan metode siji langkah yaiku ing ngendi proses grafting silane ditindakake, proses grafting ing pabrikan bahan kabel kanggo metode rong langkah, proses grafting ing pabrik manufaktur kabel kanggo metode siji-langkah. Bahan insulasi polietilena sing disambung silang loro-langkah kanthi pangsa pasar paling gedhe dumadi saka bahan sing diarani A lan B, kanthi materi A yaiku poliethelin sing dicangkok karo silane lan bahan B minangka kumpulan master katalis. Inti insulasi banjur disambungake ing banyu panas utawa uap.
Ana jinis liyane saka loro-langkah silane cross-linked polyethylene insulator, ngendi A materi diprodhuksi ing cara sing beda, dening ngenalke vinyl silane langsung menyang poliethelin sak sintesis kanggo njupuk poliethelin karo silane branched chain.
Cara siji-langkah uga duwe rong jinis, proses siji-langkah tradisional macem-macem bahan mentahan miturut rumus ing rasio sistem metering tliti khusus, menyang extruder khusus sing dirancang khusus ing siji langkah kanggo ngrampungake grafting lan extrusion saka inti isolasi kabel, ing proses iki, ora granulation, ora perlu kanggo partisipasi tanduran materi kabel, dening pabrik kabel kanggo ngrampungake piyambak. Peralatan produksi kabel lan teknologi formulasi siji-langkah silane iki biasane diimpor saka luar negeri lan larang.
Jinis liyane saka siji-langkah silane cross-linked polyethylene insulasi bahan diprodhuksi dening manufaktur bahan kabel, iku kabeh bahan mentahan miturut rumus ing rasio saka cara khusus saka nyawiji bebarengan, rangkep lan didol, ora ana bahan A lan B. materi, tanduran kabel bisa langsung ing extruder kanggo ngrampungake langkah ing wektu sing padha grafting lan extrusion kabel jampel inti. Fitur unik saka cara iki ora perlu kanggo extruders khusus larang, minangka proses grafting silane bisa rampung ing extruder PVC biasa, lan cara loro-langkah ngilangake perlu kanggo nyampur bahan A lan B sadurunge extrusion.
3. Komposisi formulasi
Formulasi bahan kabel polyethylene cross-linked silane umume kasusun saka resin bahan dasar, inisiator, silane, antioksidan, inhibitor polimerisasi, katalis, lsp.
(1) Resin dasar umume resin poliethelin kapadhetan rendah (LDPE) kanthi indeks leleh (MI) 2, nanging bubar, kanthi pangembangan teknologi resin sintetik lan tekanan biaya, poliethelin kapadhetan rendah linier (LLDPE) uga digunakake utawa sebagian digunakake minangka resin basa kanggo materi iki. Resin sing beda-beda kerep duwe pengaruh sing signifikan marang grafting lan cross-linking amarga beda ing struktur makromolekul internal, mula formulasi kasebut bakal diowahi kanthi nggunakake resin basa sing beda utawa jinis resin sing padha saka manufaktur sing beda.
(2) Inisiator sing umum digunakake yaiku diisopropyl peroxide (DCP), kuncine kanggo nangkep jumlah masalah, sithik banget kanggo nyebabake grafting silane ora cukup; kakehan kanggo nimbulaké polyethylene salib-linking, kang nyuda fluidity sawijining, lumahing inti insulasi extruded atos, angel kanggo remet sistem. Amarga jumlah ikisiator sing ditambahake cilik banget lan sensitif, penting kanggo nyebarake kanthi merata, mula umume ditambahake bebarengan karo silane.
(3) Silane umume digunakake vinyl unsaturated silane, kalebu vinyl trimethoxysilane (A2171) lan vinyl triethoxysilane (A2151), amarga tingkat hidrolisis cepet saka A2171, supaya milih A2171 liyane wong. Kajaba iku, ana masalah kanggo nambah silane, produsen bahan kabel saiki nyoba kanggo entuk watesan ngisor kanggo ngurangi biaya, amarga silane diimpor, rega luwih larang.
(4) Anti-oksidan kanggo mesthekake stabilitas pangolahan poliethelin lan kabel anti-tuwa lan ditambahake, anti-oksidan ing proses silane grafting nduweni peran nyandhet reaksi grafting, supaya proses grafting, Kajaba saka anti-oksidan ati-ati, jumlah ditambahaké kanggo nimbang jumlah DCP kanggo cocog pilihan. Ing proses cross-linking loro-langkah, paling saka antioksidan bisa ditambahake ing kumpulan master katalis, kang bisa nyuda impact ing proses grafting. Ing proses cross-linking siji-langkah, antioksidan ana ing kabeh proses grafting, saengga pilihan spesies lan jumlah luwih penting. Antioksidan sing umum digunakake yaiku 1010, 168, 330, lsp.
(5) Inhibitor polimerisasi ditambahake supaya bisa nyandhet sawetara proses grafting lan cross-linking reaksi samping, ing proses grafting kanggo nambah agen anti-cross-linking, bisa kanthi efektif nyuda kedadeyan C2C cross-linking, saéngga nambah fluidity Processing, Kajaba iku, Kajaba saka korupsi ing kahanan sing padha bakal didhisiki dening hidrolisis silane ing inhibitor polimerisasi bisa ngurangi hidrolisis poliethelin grafted, kanggo nambah stabilitas long-term saka materi korupsi.
(6) Katalis asring minangka turunan organotin (kajaba ikatan silang alami), sing paling umum yaiku dibutyltin dilaurate (DBDTL), sing umume ditambahake ing wangun masterbatch. Ing proses rong langkah, korupsi (materi A) lan kumpulan master katalis (bahan B) di rangkep kanthi kapisah lan bahan A lan B dicampur sadurunge ditambahake menyang extruder kanggo nyegah pre-crosslinking saka materi A. Ing kasus insulasi polietilen silang silang siji-langkah, poliethelin ing paket kasebut durung dicantumake, mula ora ana masalah pre-cross-linking lan mula katalis ora perlu dibungkus kanthi kapisah.
Kajaba iku, ana silanes compounded kasedhiya ing pasar, kang kombinasi silane, inisiator, antioksidan, sawetara lubricants lan agen anti-tembaga, lan umume digunakake ing siji-langkah silane cross-linking cara ing tanduran kabel.
Mulane, formulasi silane cross-linked polyethylene insulasi, komposisi kang ora dianggep banget Komplek lan kasedhiya ing informasi sing cocog, nanging formulasi produksi cocok, tundhuk sawetara pangaturan kanggo finalise, kang mbutuhake lengkap. pangerten babagan peran komponen ing formulasi lan hukum pengaruhe ing kinerja lan pengaruhe.
Ing pirang-pirang jinis bahan kabel, bahan kabel sing disambung silang silane (loro-langkah utawa siji-langkah) dianggep minangka siji-sijine macem-macem proses kimia sing kedadeyan ing ekstrusi, jinis liyane kayata bahan kabel polivinil klorida (PVC) lan polyethylene (PE) kabel materi, proses granulation extrusion minangka proses pencampuran fisik, sanajan bahan kimia salib-linking lan iradiasi kabel salib, apa ing proses granulasi extrusion, utawa kabel sistem extrusion, ora ana proses kimia. , dadi, ing comparison, produksi bahan kabel silane salib-linked lan kabel insulasi extrusion, kontrol proses luwih penting.
4. Proses produksi isolasi polietilen silang loro-langkah silane
Proses produksi insulasi polietilen silang silane loro-langkah A materi bisa diwakili kanthi ringkes kanthi Gambar 1.
Gambar 1. Proses produksi bahan isolasi polietilen silane dua langkah A
Sawetara poin penting ing proses produksi isolasi polietilen silang silang loro-langkah:
(1) Pangatusan. Minangka resin poliethelin ngandhut jumlah cilik banyu, nalika extruded ing suhu dhuwur, banyu ditanggepi kanthi cepet karo kelompok silil kanggo gawé cross-linking, kang nyuda fluidity saka nyawiji lan mrodhuksi pra-cross-linking. Materi sing wis rampung uga ngandhut banyu sawise pendinginan banyu, sing uga bisa nyebabake pre-crosslinking yen ora dibusak, lan uga kudu garing. Kanggo njamin kualitas pangatusan, unit pangatusan jero digunakake.
(2) Pangukuran. Amarga akurasi formulasi materi penting, timbangan bobot mundhut sing diimpor umume digunakake. Resin poliethelin lan antioksidan diukur lan dipakani liwat port feed extruder, nalika silane lan inisiator disuntikake dening pompa bahan cair ing tong minyak kapindho utawa katelu saka extruder.
(3) Ekstrusi grafting. Proses grafting silane rampung ing extruder. Setelan proses extruder, kalebu suhu, kombinasi meneng, kacepetan meneng lan tingkat feed, kudu tindakake prinsip sing materi ing bagean pisanan extruder bisa kebak molten lan pipis seragam, nalika bosok durung wayahe saka peroksida ora dikarepake. , lan materi kebak seragam ing bagean kapindho extruder kudu kebak decomposed lan proses grafting rampung, Suhu bagean extruder khas (LDPE) ditampilake ing Tabel 1.
Tabel 1 Suhu zona extruder rong langkah
| Zona kerja | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Suhu P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Zona kerja | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Mulut mati |
| Suhu °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① ing ngendi silane ditambahake.
Kacepetan sekrup extruder nemtokake wektu panggonan lan efek campuran saka materi ing extruder, yen wektu panggonan cendhak, dekomposisi peroksida ora lengkap; yen wektu panggonan dawa banget, viskositas materi extruded mundhak. Umumé, wektu panggonan rata-rata granule ing extruder kudu dikontrol ing setengah umur dekomposisi inisiator 5-10 kali. Dipakani kacepetan ora mung duwe impact tartamtu ing wektu panggonan materi, nanging uga ing nyawiji lan shearing saka materi, milih kacepetan dipakani cocok uga penting banget.
(4) Kemasan. Bahan insulasi silang silang loro-langkah kudu dibungkus ing tas komposit aluminium-plastik ing udara langsung kanggo ngilangi kelembapan.
5. Siji-langkah silane cross-linked polyethylene insulating bahan proses produksi
Siji-langkah silane salib-linked polyethylene materi jampel amarga saka proses grafting ing pabrik kabel extrusion kabel jampel inti, supaya suhu extrusion jampel kabel Ngartekno luwih dhuwur tinimbang cara loro-langkah. Senajan siji-langkah silane salib-linked polyethylene rumus jampel wis kebak dianggep ing sawur cepet saka inisiator lan silane lan nyukur materi, nanging proses grafting kudu dijamin dening suhu, kang siji-langkah silane salib-linked polyethylene. Pabrik produksi insulasi bola-bali negesake pentinge pilihan suhu ekstrusi sing bener, suhu ekstrusi sing disaranake umum ditampilake ing Tabel 2.
Tabel 2 Suhu extruder siji-langkah saben zona (unit: ℃)
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Flange | sirah |
| Suhu | 160 | 190 | 200-210 | 220–230 | 230 | 230 |
Iki minangka salah sawijining kelemahane proses polietilen silang silang siji-langkah, sing umume ora dibutuhake nalika ngekstrusi kabel ing rong langkah.
6. Peralatan produksi
Peralatan produksi minangka jaminan penting kanggo kontrol proses. Produksi kabel silane cross-linked mbutuhake tingkat akurasi kontrol proses sing dhuwur banget, saengga pilihan peralatan produksi penting banget.
Produksi loro-langkah silane salib-linked polyethylene bahan jampel A peralatan produksi materi, saiki luwih domestik isotropic podo extruder kembar-meneng karo bobot diimpor bobot, piranti kuwi bisa nyukupi syarat saka akurasi kontrol proses, pilihan saka dawa lan diameteripun saka kembar-meneng extruder kanggo mesthekake yen wektu panggonan materi, pilihan bobot diimpor bobot kanggo mesthekake akurasi úa. Mesthi ana akeh rincian peralatan sing kudu diwenehi perhatian lengkap.
Kaya kasebut sadurunge, siji-langkah silane salib-linked kabel produksi peralatan ing tanduran kabel sing diimpor, larang, manufaktur peralatan domestik ora duwe peralatan produksi padha, alesan punika lack of kerjasama antarane manufaktur peralatan lan rumus lan peneliti proses.
7.Materi insulasi polietilen sing disambung salib alami silane
Bahan insulasi polietilen salib alami silane sing dikembangake ing taun-taun pungkasan bisa disambungake ing kahanan alam sajrone sawetara dina, tanpa kecemplung uap utawa banyu anget. Dibandhingake karo cara silane cross-linking tradisional, materi iki bisa ngurangi proses produksi kanggo manufaktur kabel, luwih ngurangi biaya produksi lan nambah efficiency produksi. Silane insulasi polietilen sing disambungake kanthi alami luwih dikenal lan digunakake dening manufaktur kabel.
Ing taun-taun pungkasan, insulasi poliethelin salib alam silane domestik wis diwasa lan diprodhuksi kanthi jumlah akeh, kanthi kaluwihan tartamtu ing rega dibandhingake karo bahan impor.
7. 1 Gagasan formulasi kanggo insulasi polietilen silane sing disambung kanthi alami
Insulasi polietilen salib alami silane diprodhuksi ing proses rong langkah, kanthi formulasi sing padha kalebu resin basa, inisiator, silane, antioksidan, inhibitor polimerisasi lan katalis. Formulasi insulator polietilen salib alami silane adhedhasar nambah tingkat grafting silane saka materi A lan milih katalis sing luwih efisien tinimbang insulator polietilen salib banyu anget silane. Panganggone bahan A kanthi tingkat grafting silane sing luwih dhuwur digabungake karo katalis sing luwih efisien bakal ngaktifake insulator polietilen sing disambung silang silang kanthi cepet sanajan ing suhu sing kurang lan kelembapan sing ora cukup.
Bahan-A kanggo insulator polietilena sing diimpor kanthi alami silang disintesis kanthi kopolimerisasi, ing ngendi isi silane bisa dikontrol ing tingkat sing dhuwur, dene produksi bahan A kanthi tingkat grafting dhuwur kanthi grafting silane angel. Resin dasar, inisiator lan silane sing digunakake ing resep kudu mawarni-warni lan diatur saka macem-macem lan tambahan.
Pilihan saka resistensi lan imbuhan saka dosis uga wigati, minangka Tambah ing tingkat grafting saka silane pesti ndadékaké kanggo liyane CC crosslinking reaksi sisih. Kanggo nambah fluiditas pangolahan lan kondisi permukaan materi A kanggo ekstrusi kabel sakteruse, jumlah inhibitor polimerisasi sing cocog dibutuhake kanggo nyegah crosslinking CC lan pre-crosslinking sadurunge.
Kajaba iku, katalis nduweni peran penting kanggo ningkatake tingkat crosslinking lan kudu dipilih minangka katalis efisien sing ngemot unsur bebas logam transisi.
7. 2 Crosslinking wektu silane alami crosslinked polyethylene insulasi
Wektu sing dibutuhake kanggo ngrampungake salib-linking insulasi polietilen salib alami silane ing kahanan alame gumantung ing suhu, kelembapan lan kekandelan lapisan insulasi. Sing luwih dhuwur suhu lan asor, sing luwih tipis kekandelan lapisan insulasi, sing luwih cendhek wektu crosslinking dibutuhake, lan maneh ngelawan. Amarga suhu lan kelembapan beda-beda saka wilayah menyang wilayah lan saka musim menyang musim, sanajan ing papan sing padha lan ing wektu sing padha, suhu lan asor saiki lan sesuk bakal beda. Mulane, sajrone nggunakake materi, pangguna kudu nemtokake wektu salib-linking miturut suhu lan kelembapan lokal lan berlaku, uga spesifikasi kabel lan kekandelan lapisan insulasi.
Wektu kirim: Aug-13-2022