(1)مواد عایق پلی اتیلن بدون هالوژن دود کم (XLPE) با اتصال متقاطع:
ماده عایق XLPE با ترکیب پلی اتیلن (PE) و اتیلن وینیل استات (EVA) به عنوان ماتریس پایه، به همراه افزودنی‌های مختلف مانند بازدارنده‌های شعله بدون هالوژن، روان‌کننده‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها و غیره، از طریق فرآیند ترکیب و گلوله‌سازی تولید می‌شود. پس از پردازش تابش، PE از یک ساختار مولکولی خطی به یک ساختار سه‌بعدی تبدیل می‌شود و از یک ماده ترموپلاستیک به یک پلاستیک ترموست نامحلول تبدیل می‌شود.
کابل‌های عایق XLPE در مقایسه با کابل‌های ترموپلاستیک PE معمولی مزایای متعددی دارند:
۱. مقاومت بهبود یافته در برابر تغییر شکل حرارتی، خواص مکانیکی پیشرفته در دماهای بالا و مقاومت بهبود یافته در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش محیطی و پیرشدگی حرارتی.
۲. افزایش پایداری شیمیایی و مقاومت در برابر حلال، کاهش جریان سرد و حفظ خواص الکتریکی. دمای کارکرد طولانی مدت می‌تواند به ۱۲۵ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد برسد. پس از پردازش اتصال عرضی، دمای اتصال کوتاه پلی‌اتیلن می‌تواند تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد و ظرفیت حمل جریان قابل توجهی بالاتر را برای کابل‌هایی با ضخامت یکسان فراهم کند.
۳. کابل‌های با عایق XLPE همچنین خواص مکانیکی، ضد آب و مقاوم در برابر تشعشع بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند که آنها را برای کاربردهای مختلف مانند سیم‌کشی داخلی در لوازم برقی، سیم‌های موتور، سیم‌های روشنایی، سیم‌های کنترل سیگنال ولتاژ پایین خودرو، سیم‌های لوکوموتیو، کابل‌های مترو، کابل‌های معدن سازگار با محیط زیست، کابل‌های کشتی، کابل‌های درجه ۱E برای نیروگاه‌های هسته‌ای، کابل‌های پمپ شناور و کابل‌های انتقال نیرو مناسب می‌کند.
مسیرهای فعلی در توسعه مواد عایق XLPE شامل مواد عایق کابل برق PE با اتصال متقاطع تابشی، مواد عایق هوایی PE با اتصال متقاطع تابشی و مواد غلاف پلی اولفین مقاوم در برابر شعله با اتصال متقاطع تابشی است.
(2)مواد عایق پلی پروپیلن کراس لینک شده (XL-PP):
پلی‌پروپیلن (PP)، به عنوان یک پلاستیک رایج، دارای ویژگی‌هایی مانند وزن سبک، منابع مواد اولیه فراوان، مقرون به صرفه بودن، مقاومت عالی در برابر خوردگی شیمیایی، سهولت قالب‌گیری و قابلیت بازیافت است. با این حال، محدودیت‌هایی مانند استحکام پایین، مقاومت حرارتی ضعیف، تغییر شکل قابل توجه در اثر انقباض، مقاومت خزش ضعیف، شکنندگی در دمای پایین و مقاومت ضعیف در برابر گرما و پیری اکسیژن دارد. این محدودیت‌ها استفاده از آن را در کاربردهای کابل محدود کرده است. محققان در تلاش برای اصلاح مواد پلی‌پروپیلن برای بهبود عملکرد کلی آنها بوده‌اند و پلی‌پروپیلن اصلاح‌شده با پیوند عرضی تابشی (XL-PP) به طور مؤثر بر این محدودیت‌ها غلبه کرده است.
سیم‌های عایق XL-PP می‌توانند آزمایش‌های شعله UL VW-1 و استانداردهای سیم با دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد UL را برآورده کنند. در کاربردهای عملی کابل، EVA اغلب با PE، PVC، PP و سایر مواد مخلوط می‌شود تا عملکرد لایه عایق کابل را تنظیم کند.
یکی از معایب PP با پیوند عرضی تابشی این است که شامل یک واکنش رقابتی بین تشکیل گروه‌های انتهایی غیراشباع از طریق واکنش‌های تخریب و واکنش‌های پیوند عرضی بین مولکول‌های تحریک‌شده و رادیکال‌های آزاد مولکول بزرگ است. مطالعات نشان داده‌اند که نسبت تخریب به واکنش‌های پیوند عرضی در پیوند عرضی تابشی PP هنگام استفاده از تابش اشعه گاما تقریباً 0.8 است. برای دستیابی به واکنش‌های پیوند عرضی مؤثر در PP، باید تقویت‌کننده‌های پیوند عرضی برای پیوند عرضی تابشی اضافه شوند. علاوه بر این، ضخامت پیوند عرضی مؤثر توسط قابلیت نفوذ پرتوهای الکترونی در طول تابش محدود می‌شود. تابش منجر به تولید گاز و کف می‌شود که برای پیوند عرضی محصولات نازک مفید است اما استفاده از کابل‌های دیواره ضخیم را محدود می‌کند.
(3) کوپلیمر اتیلن وینیل استات با پیوند عرضی (XL-EVA) مواد عایق:
با افزایش تقاضا برای ایمنی کابل، توسعه کابل‌های متقاطع مقاوم در برابر شعله بدون هالوژن به سرعت رشد کرده است. در مقایسه با PE، EVA که مونومرهای وینیل استات را وارد زنجیره مولکولی می‌کند، بلورینگی کمتری دارد و در نتیجه انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر ضربه، سازگاری پرکننده و خواص آب‌بندی حرارتی بهبود یافته‌ای دارد. به طور کلی، خواص رزین EVA به محتوای مونومرهای وینیل استات در زنجیره مولکولی بستگی دارد. محتوای بالاتر وینیل استات منجر به افزایش شفافیت، انعطاف‌پذیری و چقرمگی می‌شود. رزین EVA سازگاری پرکننده و قابلیت اتصال متقاطع عالی دارد و همین امر باعث محبوبیت روزافزون آن در کابل‌های متقاطع مقاوم در برابر شعله بدون هالوژن می‌شود.
رزین EVA با محتوای وینیل استات تقریباً ۱۲٪ تا ۲۴٪ معمولاً در عایق سیم و کابل استفاده می‌شود. در کاربردهای واقعی کابل، EVA اغلب با PE، PVC، PP و سایر مواد مخلوط می‌شود تا عملکرد لایه عایق کابل را تنظیم کند. اجزای EVA می‌توانند پیوند عرضی را تقویت کرده و عملکرد کابل را پس از پیوند عرضی بهبود بخشند.
(4) مواد عایق اتیلن-پروپیلن-دین مونومر (XL-EPDM) با پیوند عرضی:
XL-EPDM یک ترپلیمر متشکل از اتیلن، پروپیلن و مونومرهای دی‌ان غیر مزدوج است که از طریق تابش به هم متصل شده‌اند. کابل‌های XL-EPDM مزایای کابل‌های عایق پلی‌الفین و کابل‌های عایق لاستیکی رایج را با هم ترکیب می‌کنند:
۱. انعطاف‌پذیری، مقاومت، عدم چسبندگی در دماهای بالا، مقاومت در برابر فرسودگی درازمدت و مقاومت در برابر آب و هوای نامساعد (-۶۰ درجه سانتیگراد تا ۱۲۵ درجه سانتیگراد).
۲. مقاومت در برابر اوزون، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، عملکرد عایق الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی.
۳. مقاومت در برابر روغن و حلال‌ها قابل مقایسه با عایق لاستیکی کلروپرن با کاربرد عمومی. می‌توان آن را با استفاده از تجهیزات پردازش اکستروژن گرم رایج تولید کرد، که آن را مقرون به صرفه می‌کند.
کابل‌های با عایق XL-EPDM طیف گسترده‌ای از کاربردها را دارند، از جمله کابل‌های برق ولتاژ پایین، کابل‌های کشتی، کابل‌های احتراق خودرو، کابل‌های کنترل کمپرسورهای تبرید، کابل‌های سیار معدن، تجهیزات حفاری و تجهیزات پزشکی.
معایب اصلی کابل‌های XL-EPDM شامل مقاومت ضعیف در برابر پارگی و خواص چسبندگی و خودچسبی ضعیف است که می‌تواند بر پردازش‌های بعدی تأثیر بگذارد.
(5) مواد عایق لاستیکی سیلیکونی
لاستیک سیلیکونی دارای انعطاف‌پذیری و مقاومت عالی در برابر ازن، تخلیه کرونا و شعله‌های آتش است و آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای عایق الکتریکی تبدیل می‌کند. کاربرد اصلی آن در صنعت برق برای سیم‌ها و کابل‌ها است. سیم‌ها و کابل‌های لاستیکی سیلیکونی به ویژه برای استفاده در محیط‌های با دمای بالا و سخت مناسب هستند و طول عمر بسیار طولانی‌تری نسبت به کابل‌های استاندارد دارند. کاربردهای رایج شامل موتورهای با دمای بالا، ترانسفورماتورها، ژنراتورها، تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی، کابل‌های احتراق در وسایل نقلیه حمل و نقل و کابل‌های برق و کنترل دریایی است.
در حال حاضر، کابل‌های عایق لاستیک سیلیکونی معمولاً با استفاده از فشار اتمسفر با هوای گرم یا بخار پرفشار، کراس لینک می‌شوند. همچنین تحقیقات در مورد استفاده از تابش پرتو الکترونی برای کراس لینک کردن لاستیک سیلیکونی در حال انجام است، اگرچه هنوز در صنعت کابل رایج نشده است. با پیشرفت‌های اخیر در فناوری کراس لینک کردن با تابش، این روش جایگزینی کم‌هزینه‌تر، کارآمدتر و سازگار با محیط زیست برای مواد عایق لاستیک سیلیکونی ارائه می‌دهد. از طریق تابش پرتو الکترونی یا سایر منابع تابش، می‌توان کراس لینک کردن کارآمد عایق لاستیک سیلیکونی را به دست آورد و در عین حال امکان کنترل عمق و درجه کراس لینک را برای برآورده کردن نیازهای خاص کاربرد فراهم کرد.
از این رو، کاربرد فناوری اتصال عرضی تابشی برای مواد عایق لاستیکی سیلیکونی، نویدبخش آینده‌ای قابل توجه در صنعت سیم و کابل است. انتظار می‌رود این فناوری هزینه‌های تولید را کاهش دهد، راندمان تولید را بهبود بخشد و به کاهش اثرات نامطلوب زیست‌محیطی کمک کند. تلاش‌های تحقیق و توسعه آینده ممکن است استفاده از فناوری اتصال عرضی تابشی برای مواد عایق لاستیکی سیلیکونی را بیشتر کند و آنها را برای تولید سیم‌ها و کابل‌های مقاوم در برابر دما و عملکرد بالا در صنعت برق، به طور گسترده‌تری قابل استفاده کند. این امر، راه‌حل‌های قابل اعتمادتر و بادوام‌تری را برای حوزه‌های کاربردی مختلف فراهم می‌کند.
زمان ارسال: ۲۸ سپتامبر ۲۰۲۳