Kinerja bahan isolasi secara langsung memengaruhi kualitas, efisiensi pemrosesan, dan cakupan aplikasi kawat dan kabel. Kinerja bahan isolasi secara langsung memengaruhi kualitas, efisiensi pemrosesan, dan cakupan aplikasi kawat dan kabel.
1.Kabel dan kawat PVC polivinil klorida
Polivinil klorida (selanjutnya disebutBahan PVC) bahan isolasi adalah campuran yang di dalamnya ditambahkan zat penstabil, plasticizer, penghambat api, pelumas, dan zat aditif lainnya ke dalam bubuk PVC. Berdasarkan berbagai aplikasi dan persyaratan karakteristik kawat dan kabel, formula disesuaikan dengan tepat. Setelah puluhan tahun produksi dan aplikasi, teknologi manufaktur dan pemrosesan PVC kini telah menjadi sangat matang. Bahan isolasi PVC memiliki aplikasi yang sangat luas di bidang kawat dan kabel dan memiliki karakteristik tersendiri yang berbeda:
A. Teknologi pembuatannya sudah matang, mudah dibentuk dan diproses. Dibandingkan dengan jenis bahan isolasi kabel lainnya, bahan ini tidak hanya berbiaya rendah, tetapi juga dapat secara efektif mengendalikan perbedaan warna, kilap, pencetakan, efisiensi pemrosesan, kelembutan dan kekerasan permukaan kawat, daya rekat konduktor, serta sifat mekanik dan fisik serta sifat listrik kawat itu sendiri.
B. Memiliki kinerja tahan api yang sangat baik, sehingga kabel berisolasi PVC dapat dengan mudah memenuhi tingkat tahan api yang ditetapkan oleh berbagai standar.
C. Dalam hal ketahanan suhu, melalui optimalisasi dan peningkatan formula material, jenis insulasi PVC yang umum digunakan saat ini terutama mencakup tiga kategori berikut:
Dalam hal tegangan pengenal, umumnya digunakan pada level tegangan 1000V AC dan di bawahnya, dan dapat diterapkan secara luas dalam industri seperti peralatan rumah tangga, instrumen dan meteran, pencahayaan, dan komunikasi jaringan.
PVC juga memiliki beberapa kelemahan bawaan yang membatasi penerapannya:
A. Karena kandungan klorinnya yang tinggi, bahan ini akan mengeluarkan asap tebal dalam jumlah besar saat terbakar, yang dapat menyebabkan sesak napas, memengaruhi jarak pandang, dan menghasilkan beberapa karsinogen serta gas HCl, yang menyebabkan kerusakan serius pada lingkungan. Dengan berkembangnya teknologi pembuatan bahan insulasi halogen nol asap rendah, penggantian insulasi PVC secara bertahap telah menjadi tren yang tak terelakkan dalam pengembangan kabel.
B. Isolasi PVC biasa memiliki ketahanan yang buruk terhadap asam dan basa, minyak panas, dan pelarut organik. Berdasarkan prinsip kimia like dissolves like, kabel PVC sangat rentan terhadap kerusakan dan keretakan di lingkungan tertentu yang disebutkan. Namun, dengan kinerja pemrosesannya yang sangat baik dan biaya yang rendah. Kabel PVC masih banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga, perlengkapan penerangan, peralatan mekanik, instrumen dan meteran, komunikasi jaringan, kabel gedung, dan bidang lainnya.
2. Kabel dan kawat polietilena ikatan silang
PE yang terhubung silang (selanjutnya disebutSerat Polietilena) adalah jenis polietilena yang dapat berubah dari struktur molekul linear menjadi struktur tiga dimensi tiga dimensi dalam kondisi tertentu di bawah aksi sinar berenergi tinggi atau agen pengikat silang. Pada saat yang sama, ia berubah dari termoplastik menjadi plastik termoseting yang tidak larut.
Saat ini, dalam penerapan isolasi kawat dan kabel, terdapat tiga metode ikatan silang utama:
A. Pengikatan silang peroksida: Proses ini melibatkan penggunaan resin polietilena yang dikombinasikan dengan agen pengikat silang dan antioksidan yang tepat, kemudian menambahkan komponen lain sesuai kebutuhan untuk menghasilkan partikel campuran polietilena yang dapat diikat silang. Selama proses ekstrusi, pengikatan silang terjadi melalui pipa pengikat silang uap panas.
B. Silane cross-linking (warm water cross-linking) : Ini juga merupakan metode cross-linking kimia. Mekanisme utamanya adalah untuk melakukan cross-linking organosiloxane dan polietilena dalam kondisi tertentu,
dan tingkat ikatan silang secara umum dapat mencapai sekitar 60%.
C. Iradiasi ikatan silang: Menggunakan sinar berenergi tinggi seperti sinar R, sinar alfa, dan sinar elektron untuk mengaktifkan atom karbon dalam makromolekul polietilena dan menyebabkan ikatan silang. Sinar berenergi tinggi yang umum digunakan dalam kawat dan kabel adalah sinar elektron yang dihasilkan oleh akselerator elektron. Karena ikatan silang ini bergantung pada energi fisik, maka ikatan silang ini termasuk dalam ikatan silang fisik.
Ketiga metode ikatan silang di atas mempunyai karakteristik dan aplikasi yang berbeda:
Dibandingkan dengan polietilen termoplastik (PVC), isolasi XLPE memiliki keunggulan sebagai berikut:
A. Telah meningkatkan ketahanan terhadap deformasi panas, memperbaiki sifat mekanik pada suhu tinggi, dan meningkatkan ketahanan terhadap retak tegangan lingkungan dan penuaan panas.
B. Stabilitas kimia dan ketahanan pelarutnya telah ditingkatkan, aliran dingin berkurang, dan pada dasarnya kinerja listriknya tetap sama. Suhu kerja jangka panjang dapat mencapai 125℃ dan 150℃. Kawat dan kabel berisolasi polietilena ikatan silang juga meningkatkan ketahanan hubung singkat, dan ketahanan suhu jangka pendeknya dapat mencapai 250℃, untuk kawat dan kabel dengan ketebalan yang sama, kapasitas hantar arus polietilena ikatan silang jauh lebih besar.
C. Memiliki sifat mekanik, kedap air, dan tahan radiasi yang sangat baik, sehingga banyak digunakan di berbagai bidang. Seperti: kabel sambungan internal untuk peralatan listrik, kabel motor, kabel lampu, kabel kontrol sinyal tegangan rendah untuk mobil, kabel lokomotif, kabel dan kawat untuk kereta bawah tanah, kabel perlindungan lingkungan untuk tambang, kabel laut, kabel untuk pemasangan tenaga nuklir, kabel tegangan tinggi untuk TV, kabel tegangan tinggi untuk penembakan X-RAY, dan kabel dan kawat transmisi daya, dll.
Kawat dan kabel berisolasi XLPE memiliki kelebihan yang signifikan, tetapi juga memiliki beberapa kelemahan bawaan yang membatasi penerapannya:
A. Daya rekat yang buruk terhadap panas. Saat memproses dan menggunakan kabel di luar suhu yang ditetapkan, kabel mudah menempel satu sama lain. Dalam kasus yang parah, hal ini dapat menyebabkan kerusakan isolasi dan korsleting.
B. Daya hantar panas yang buruk. Pada suhu yang melebihi 200℃, isolasi kabel menjadi sangat lunak. Jika terkena tekanan atau benturan gaya eksternal, kabel rentan putus dan terjadi korsleting.
C. Sulit untuk mengontrol perbedaan warna antar batch. Masalah seperti goresan, pemutihan, dan karakter cetak terkelupas rentan terjadi selama pemrosesan.
D. Isolasi XLPE dengan tingkat ketahanan suhu 150℃ sepenuhnya bebas halogen dan dapat lulus uji pembakaran VW-1 sesuai dengan standar UL1581, dengan tetap mempertahankan sifat mekanik dan listrik yang sangat baik. Namun, masih terdapat beberapa kendala dalam teknologi manufaktur dan biayanya tinggi.
3. Kawat dan kabel karet silikon
Molekul polimer karet silikon adalah struktur rantai yang dibentuk oleh ikatan SI-O (silikon-oksigen). Ikatan SI-O adalah 443,5KJ/MOL, yang jauh lebih tinggi daripada energi ikatan CC (355KJ/MOL). Sebagian besar kawat dan kabel karet silikon diproduksi melalui proses ekstrusi dingin dan vulkanisasi suhu tinggi. Di antara berbagai kawat dan kabel karet sintetis, karena struktur molekulnya yang unik, karet silikon memiliki kinerja yang lebih unggul dibandingkan dengan karet biasa lainnya.
A. Sangat lembut, memiliki elastisitas yang baik, tidak berbau dan tidak beracun, serta tidak takut suhu tinggi dan dapat menahan dingin yang ekstrem. Kisaran suhu pengoperasiannya adalah dari -90 hingga 300℃. Karet silikon memiliki ketahanan panas yang jauh lebih baik daripada karet biasa. Dapat digunakan terus-menerus pada suhu 200℃ dan untuk jangka waktu tertentu pada suhu 350℃.
B. Ketahanan cuaca yang sangat baik. Bahkan setelah terpapar sinar ultraviolet dan kondisi iklim lainnya dalam jangka panjang, sifat fisiknya hanya mengalami sedikit perubahan.
C. Karet silikon memiliki resistivitas yang sangat tinggi dan resistansinya tetap stabil pada rentang suhu dan frekuensi yang luas.
Sementara itu, karet silikon memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap pelepasan muatan korona tegangan tinggi dan pelepasan muatan busur. Kawat dan kabel berisolasi karet silikon memiliki serangkaian keunggulan di atas dan banyak digunakan dalam kabel perangkat tegangan tinggi untuk televisi, kabel tahan suhu tinggi untuk oven microwave, kabel untuk kompor induksi, kabel untuk teko kopi, kabel untuk lampu, peralatan UV, lampu halogen, kabel sambungan internal untuk oven dan kipas angin, terutama di bidang peralatan rumah tangga kecil.
Akan tetapi, beberapa kekurangannya juga membatasi penerapannya secara lebih luas. Misalnya:
A. Daya tahan sobek yang buruk. Selama pemrosesan atau penggunaan, rentan terhadap kerusakan akibat tekanan, goresan, dan gesekan dari luar, yang dapat menyebabkan korsleting. Tindakan perlindungan saat ini adalah menambahkan lapisan serat kaca atau serat poliester suhu tinggi yang dijalin di luar insulasi silikon. Namun, selama pemrosesan, tetap perlu untuk menghindari cedera yang disebabkan oleh tekanan dari luar sebisa mungkin.
B. Agen vulkanisasi yang saat ini banyak digunakan dalam pencetakan vulkanisasi adalah dobel, dua, empat. Agen vulkanisasi ini mengandung klorin. Agen vulkanisasi yang sepenuhnya bebas halogen (seperti vulkanisasi platina) memiliki persyaratan ketat untuk suhu lingkungan produksi dan mahal. Oleh karena itu, saat memproses rangkaian kawat, hal-hal berikut harus diperhatikan: tekanan roda penekan tidak boleh terlalu tinggi. Sebaiknya gunakan bahan karet untuk mencegah keretakan selama proses produksi, yang dapat menyebabkan ketahanan tekanan yang buruk.
4. Kawat karet monomer etilen propilena diena (EPDM) ikatan silang (XLEPDM)
Karet monomer etilena propilena diena (EPDM) yang terikat silang merupakan terpolimer dari etilena, propilena, dan diena tak terkonjugasi, yang terikat silang melalui metode kimia atau iradiasi. Kawat berisolasi karet EPDM yang terikat silang menggabungkan keunggulan kawat berisolasi poliolefin dan kawat berisolasi karet biasa:
A. Lembut, fleksibel, elastis, tidak lengket pada suhu tinggi, tahan terhadap penuaan jangka panjang, dan tahan terhadap kondisi cuaca buruk (-60 hingga 125℃).
B. Tahan terhadap ozon, tahan terhadap sinar UV, tahan terhadap isolasi listrik, dan tahan terhadap korosi kimia.
C. Ketahanan minyak dan pelarutnya sebanding dengan isolasi karet kloroprena serbaguna. Diproses dengan peralatan ekstrusi panas biasa dan menggunakan ikatan silang iradiasi, yang mudah diproses dan berbiaya rendah. Kawat berisolasi karet monomer etilena propilena diena (EPDM) ikatan silang memiliki banyak keunggulan yang disebutkan di atas dan banyak digunakan dalam bidang seperti kabel kompresor pendingin, kabel motor kedap air, kabel transformator, kabel bergerak di tambang, pengeboran, mobil, perangkat medis, kapal, dan kabel internal umum peralatan listrik.
Kerugian utama kabel XLEPDM adalah:
A. Seperti kabel XLPE dan PVC, kabel ini memiliki ketahanan sobek yang relatif buruk.
B. Daya rekat dan daya rekat yang buruk mempengaruhi kemampuan proses selanjutnya.
5. Kawat dan kabel fluoroplastik
Dibandingkan dengan kabel polietilena dan polivinil klorida biasa, kabel fluoroplastik memiliki fitur menonjol berikut:
A. Fluoroplastik tahan suhu tinggi memiliki stabilitas termal yang luar biasa, yang memungkinkan kabel fluoroplastik beradaptasi dengan lingkungan bersuhu tinggi mulai dari 150 hingga 250 derajat Celsius. Dalam kondisi konduktor dengan luas penampang yang sama, kabel fluoroplastik dapat menyalurkan arus yang diizinkan lebih besar, sehingga memperluas jangkauan aplikasi jenis kabel berisolasi ini. Karena sifat unik ini, kabel fluoroplastik sering digunakan untuk kabel internal dan kabel utama di pesawat terbang, kapal, tungku suhu tinggi, dan peralatan elektronik.
B. Tahan api yang baik: Fluoroplastik memiliki indeks oksigen yang tinggi, dan saat terbakar, jangkauan penyebaran apinya kecil, sehingga menghasilkan lebih sedikit asap. Kawat yang terbuat darinya cocok untuk peralatan dan tempat-tempat dengan persyaratan ketat untuk tahan api. Misalnya: jaringan komputer, kereta bawah tanah, kendaraan, gedung-gedung tinggi, dan tempat umum lainnya, dll. Begitu kebakaran terjadi, orang-orang dapat memiliki waktu untuk mengungsi tanpa tertabrak oleh asap tebal, sehingga memperoleh waktu penyelamatan yang berharga.
C. Kinerja listrik yang sangat baik: Dibandingkan dengan polietilena, fluoroplastik memiliki konstanta dielektrik yang lebih rendah. Oleh karena itu, dibandingkan dengan kabel koaksial dengan struktur serupa, kabel fluoroplastik memiliki redaman yang lebih sedikit dan lebih cocok untuk transmisi sinyal frekuensi tinggi. Saat ini, peningkatan frekuensi penggunaan kabel telah menjadi tren. Sementara itu, karena ketahanan suhu tinggi dari fluoroplastik, mereka umumnya digunakan sebagai kabel internal untuk peralatan transmisi dan komunikasi, jumper antara pengumpan transmisi nirkabel dan pemancar, dan kabel video dan audio. Selain itu, kabel fluoroplastik memiliki kekuatan dielektrik dan ketahanan isolasi yang baik, sehingga cocok untuk digunakan sebagai kabel kontrol untuk instrumen dan meteran penting.
D. Sifat mekanik dan kimia yang sempurna: Fluoroplastik memiliki energi ikatan kimia yang tinggi, stabilitas yang tinggi, hampir tidak terpengaruh oleh perubahan suhu, dan memiliki ketahanan terhadap cuaca dan kekuatan mekanik yang sangat baik. Dan tidak terpengaruh oleh berbagai asam, alkali, dan pelarut organik. Oleh karena itu, cocok untuk lingkungan dengan perubahan iklim yang signifikan dan kondisi korosif, seperti petrokimia, penyulingan minyak, dan kontrol instrumen sumur minyak.
E. Memudahkan penyambungan dengan pengelasan Pada instrumen elektronik, banyak sambungan yang dibuat dengan pengelasan. Karena titik leleh plastik umum yang rendah, plastik cenderung mudah meleleh pada suhu tinggi, sehingga memerlukan keterampilan pengelasan yang baik. Selain itu, beberapa titik pengelasan memerlukan waktu pengelasan tertentu, yang juga menjadi alasan mengapa kabel fluoroplastik populer. Seperti kabel internal peralatan komunikasi dan instrumen elektronik.
Tentu saja, fluoroplastik masih memiliki beberapa kelemahan yang membatasi penggunaannya:
A. Harga bahan bakunya tinggi. Saat ini, produksi dalam negeri masih bergantung pada impor (Daikin dari Jepang dan DuPont dari Amerika Serikat). Meskipun fluoroplastik dalam negeri telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir, varietas produksinya masih tunggal. Dibandingkan dengan bahan impor, masih ada celah tertentu dalam stabilitas termal dan sifat komprehensif lainnya dari bahan tersebut.
B. Dibandingkan dengan bahan isolasi lainnya, proses produksinya lebih sulit, efisiensi produksinya rendah, karakter yang dicetak rentan rontok, dan kehilangannya besar, yang membuat biaya produksinya relatif tinggi.
Sebagai kesimpulan, penerapan semua jenis bahan isolasi yang disebutkan di atas, terutama bahan isolasi khusus suhu tinggi dengan ketahanan suhu lebih dari 105℃, masih dalam masa transisi di Tiongkok. Baik itu produksi kawat atau pemrosesan rangkaian kawat, tidak hanya ada proses yang matang, tetapi juga proses pemahaman rasional tentang kelebihan dan kekurangan jenis kawat ini.
Waktu posting: 27-Mei-2025