1. Pendahuluan
EVA adalah singkatan dari kopolimer etilen vinil asetat, suatu polimer poliolefin. Karena suhu lelehnya yang rendah, fluiditas yang baik, polaritas dan elemen non-halogen, dan dapat kompatibel dengan berbagai polimer dan bubuk mineral, sejumlah sifat mekanik dan fisik, sifat listrik dan keseimbangan kinerja pemrosesan, dan harganya tidak tinggi, pasokan pasar cukup, sehingga baik sebagai bahan isolasi kabel, juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi, bahan selubung; dapat dibuat menjadi bahan termoplastik, dan dapat dibuat menjadi bahan pengikat silang termoset.
Berbagai macam kegunaan EVA, dengan penghambat api, dapat dibuat menjadi penghalang bahan bakar halogen atau bebas asap rendah; memilih kandungan VA tinggi dari EVA sebagai bahan dasar juga dapat dibuat menjadi bahan tahan minyak; pilih indeks leleh EVA sedang, tambahkan 2 hingga 3 kali pengisian penghambat api EVA dapat dilakukan untuk kinerja proses ekstrusi dan harga bahan penghalang oksigen (pengisian) yang lebih seimbang.
Dalam tulisan ini, dari sifat struktural EVA, pengenalan penerapannya dalam industri kabel dan prospek pengembangan.
2. Sifat struktural
Saat memproduksi sintesis, mengubah rasio derajat polimerisasi n/m dapat menghasilkan kandungan VA dari 5 hingga 90% EVA; meningkatkan derajat polimerisasi total dapat menghasilkan berat molekul dari puluhan ribu hingga ratusan ribu EVA; Kandungan VA di bawah 40%, karena adanya kristalisasi parsial, elastisitas yang buruk, biasa dikenal dengan plastik EVA; bila kandungan VA lebih besar dari 40%, elastomer seperti karet tanpa kristalisasi, umumnya dikenal sebagai karet EVM.
1. 2 Properti
Rantai molekul EVA adalah struktur jenuh linier, sehingga memiliki ketahanan terhadap panas, cuaca, dan ozon yang baik.
Rantai utama molekul EVA tidak mengandung ikatan rangkap, cincin benzena, asil, gugus amina dan gugus lain yang mudah berasap saat terbakar, rantai samping juga tidak mengandung mudah berasap saat membakar metil, fenil, siano dan gugus lainnya. Selain itu, molekulnya sendiri tidak mengandung unsur halogen, sehingga sangat cocok untuk basis bahan bakar resistif bebas halogen dengan asap rendah.
Ukuran gugus vinil asetat (VA) yang besar pada rantai samping EVA dan polaritasnya yang sedang berarti bahwa gugus tersebut menghambat kecenderungan tulang punggung vinil untuk mengkristal dan berpasangan dengan baik dengan bahan pengisi mineral, sehingga menciptakan kondisi untuk bahan bakar penghalang berkinerja tinggi. Hal ini terutama berlaku untuk ketahanan terhadap asap rendah dan bebas halogen, karena penghambat api dengan kandungan volume lebih dari 50% [misalnya Al(OH) 3, Mg(OH) 2, dll.] harus ditambahkan untuk memenuhi persyaratan standar kabel untuk ketahanan api. EVA dengan kandungan VA sedang hingga tinggi digunakan sebagai bahan dasar untuk menghasilkan bahan bakar tahan api rendah asap dan bebas halogen dengan sifat yang sangat baik.
Karena gugus vinil asetat (VA) rantai samping EVA bersifat polar, semakin tinggi kandungan VA, semakin polar polimernya dan semakin baik ketahanan minyaknya. Ketahanan minyak yang dibutuhkan oleh industri kabel sebagian besar mengacu pada kemampuan menahan minyak mineral non-polar atau polar lemah. Menurut prinsip kompatibilitas serupa, EVA dengan kandungan VA tinggi digunakan sebagai bahan dasar untuk menghasilkan penghalang bahan bakar bebas asap dan halogen yang rendah dengan ketahanan minyak yang baik.
Molekul EVA dalam kinerja atom H alfa-olefin lebih aktif, dalam radikal peroksida atau efek radiasi elektron berenergi tinggi mudah untuk mengambil reaksi ikatan silang H, menjadi plastik atau karet ikatan silang, dapat dibuat menuntut persyaratan kinerja dari bahan kawat dan kabel khusus.
Penambahan gugus vinil asetat menyebabkan suhu leleh EVA turun secara signifikan, dan banyaknya rantai samping pendek VA dapat menyebabkan aliran EVA meningkat. Oleh karena itu, kinerja ekstrusinya jauh lebih baik daripada struktur molekul polietilen serupa, menjadi bahan dasar pilihan untuk bahan pelindung semi-konduktif serta penghalang bahan bakar bebas halogen dan halogen.
2 Keunggulan produk
2. 1 Kinerja biaya yang sangat tinggi
Sifat fisik dan mekanik EVA, tahan panas, tahan cuaca, tahan ozon, sifat listrik sangat baik. Pilih kelas yang sesuai, dapat dibuat tahan panas, kinerja tahan api, tetapi juga bahan kabel khusus tahan minyak dan tahan pelarut.
Bahan EVA termoplastik banyak digunakan dengan kandungan VA 15% hingga 46%, dengan indeks leleh 0,5 hingga 4 tingkat. EVA memiliki banyak produsen, banyak merek, beragam pilihan, harga moderat, pasokan memadai, pengguna hanya perlu membuka bagian EVA di situs web, sekilas merek, kinerja, harga, lokasi pengiriman, Anda dapat memilih, sangat nyaman.
EVA adalah polimer poliolefin, dari kelembutan dan penggunaan perbandingan kinerja, dan bahan polietilen (PE) dan bahan kabel polivinil klorida (PVC) lunak serupa. Namun penelitian lebih lanjut, Anda akan menemukan EVA dan kedua jenis bahan di atas dibandingkan dengan keunggulan yang tidak tergantikan.
2. 2 kinerja pemrosesan yang sangat baik
EVA dalam aplikasi kabel berasal dari bahan pelindung kabel tegangan menengah dan tinggi di dalam dan di luar awal, dan kemudian diperluas ke penghalang bahan bakar bebas halogen. Dari sudut pandang pemrosesan, kedua jenis bahan ini dianggap sebagai “bahan yang sangat terisi”: bahan pelindung karena kebutuhan untuk menambahkan sejumlah besar karbon hitam konduktif dan membuat viskositasnya meningkat, likuiditas turun tajam; bahan bakar tahan api bebas halogen perlu menambahkan sejumlah besar penghambat api bebas halogen, juga viskositas bahan bebas halogen meningkat tajam, likuiditas turun tajam. Solusinya adalah menemukan polimer yang dapat menampung bahan pengisi dalam dosis besar, namun juga memiliki viskositas leleh yang rendah dan fluiditas yang baik. Karena alasan ini, EVA adalah pilihan yang lebih disukai.
Viskositas leleh EVA dengan suhu pemrosesan ekstrusi dan laju geser akan meningkatkan penurunan yang cepat, pengguna hanya perlu menyesuaikan suhu ekstruder dan kecepatan sekrup, Anda dapat membuat kinerja produk kawat dan kabel yang sangat baik. Sejumlah besar aplikasi dalam dan luar negeri menunjukkan bahwa, untuk bahan bebas halogen asap rendah yang diisi tinggi, karena viskositasnya terlalu besar, indeks lelehnya terlalu kecil, sehingga hanya penggunaan sekrup rasio kompresi rendah (rasio kompresi kurang dari 1. 3) ekstrusi, untuk memastikan kualitas ekstrusi yang baik. Bahan EVM berbahan dasar karet dengan bahan vulkanisir dapat diekstrusi pada ekstruder karet dan ekstruder serba guna. Proses vulkanisasi selanjutnya (ikatan silang) dapat dilakukan dengan ikatan silang termokimia (peroksida) atau dengan ikatan silang iradiasi akselerator elektron.
2. 3 Mudah untuk dimodifikasi dan diadaptasi
Kabel dan kabel ada dimana-mana, dari langit hingga bumi, dari gunung hingga laut. Persyaratan pengguna kawat dan kabel juga beragam dan aneh, meskipun struktur kawat dan kabel serupa, perbedaan kinerjanya terutama tercermin pada bahan insulasi dan penutup selubung.
Sejauh ini, baik di dalam maupun luar negeri, PVC lunak masih menyumbang sebagian besar bahan polimer yang digunakan dalam industri kabel. Namun seiring dengan meningkatnya kesadaran terhadap perlindungan lingkungan dan pembangunan berkelanjutan.
Bahan PVC sangat dibatasi, para ilmuwan melakukan segala kemungkinan untuk menemukan bahan alternatif selain PVC, yang paling menjanjikan adalah EVA.
EVA dapat dicampur dengan berbagai polimer, tetapi juga dengan berbagai bubuk mineral dan alat bantu pemrosesan yang kompatibel, produk campuran dapat dibuat menjadi plastik termoplastik untuk kabel plastik, tetapi juga menjadi karet ikatan silang untuk kabel karet. Perancang formulasi dapat didasarkan pada persyaratan pengguna (atau standar), EVA sebagai bahan dasar, untuk membuat kinerja bahan memenuhi persyaratan.
3 rentang aplikasi EVA
3. 1 Digunakan sebagai bahan pelindung semi konduktif untuk kabel listrik tegangan tinggi
Seperti kita ketahui bersama, bahan utama bahan pelindung adalah karbon hitam konduktif, pada bahan dasar plastik atau karet menambahkan karbon hitam dalam jumlah besar akan sangat menurunkan fluiditas bahan pelindung dan kelancaran tingkat ekstrusi. Untuk mencegah pelepasan sebagian pada kabel tegangan tinggi, pelindung dalam dan luar harus tipis, mengkilat, cerah, dan seragam. Dibandingkan dengan polimer lain, EVA dapat melakukan hal ini dengan lebih mudah. Alasannya adalah karena proses ekstrusi EVA sangat baik, alirannya bagus, dan tidak rentan terhadap fenomena pecahnya lelehan. Bahan pelindung dibagi menjadi dua kategori: dibungkus dengan konduktor di bagian luar yang disebut pelindung bagian dalam – dengan bahan pelindung bagian dalam; dibungkus dengan insulasi bagian luar yang disebut pelindung luar – dengan bahan layar luar; bahan layar bagian dalam sebagian besar termoplastik Bahan layar bagian dalam sebagian besar termoplastik dan seringkali berbahan dasar EVA dengan kandungan VA 18% hingga 28%; bahan layar luar sebagian besar berikatan silang dan dapat dikupas dan sering kali didasarkan pada EVA dengan kandungan VA 40% hingga 46%.
3. 2 Bahan bakar termoplastik dan tahan api ikatan silang
Poliolefin tahan api termoplastik banyak digunakan dalam industri kabel, terutama untuk persyaratan kabel laut, kabel listrik, dan jalur konstruksi bermutu tinggi yang bebas halogen atau halogen. Suhu pengoperasian jangka panjangnya berkisar antara 70 hingga 90 °C.
Untuk kabel listrik tegangan menengah dan tinggi 10 kV ke atas, yang memiliki persyaratan kinerja kelistrikan sangat tinggi, sifat tahan api terutama ditanggung oleh selubung luar. Di beberapa bangunan atau proyek yang menuntut lingkungan, kabel diharuskan memiliki sifat asap rendah, bebas halogen, toksisitas rendah atau asap rendah dan halogen rendah, sehingga poliolefin tahan api termoplastik adalah solusi yang tepat.
Untuk beberapa keperluan khusus, diameter luarnya tidak besar, tahan suhu antara kabel khusus 105 ~ 150 ℃, bahan poliolefin tahan api yang lebih berikatan silang, ikatan silangnya dapat dipilih oleh produsen kabel sesuai dengan kondisi produksinya sendiri , baik uap bertekanan tinggi tradisional atau rendaman garam suhu tinggi, tetapi juga tersedia iradiasi suhu ruangan akselerator elektron dengan cara saling terkait. Suhu kerja jangka panjangnya dibagi menjadi 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ tiga file, pabrik produksi dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan pengguna atau standar yang berbeda, penghalang bahan bakar bebas halogen atau mengandung halogen.
Diketahui bahwa poliolefin adalah polimer polar non-polar atau polar lemah. Karena polaritasnya mirip dengan minyak mineral, poliolefin sebagian besar dianggap kurang tahan terhadap minyak berdasarkan prinsip kompatibilitas yang serupa. Namun, banyak standar kabel di dalam dan luar negeri juga menetapkan bahwa resistansi ikatan silang juga harus memiliki ketahanan yang baik terhadap minyak, pelarut, dan bahkan terhadap bubur minyak, asam, dan basa. Ini merupakan tantangan bagi para peneliti material, sekarang, baik di China maupun di luar negeri, material yang menuntut ini telah dikembangkan, dan material dasarnya adalah EVA.
3. 3 Bahan penghalang oksigen
Kabel multi-inti yang terdampar memiliki banyak rongga di antara inti yang perlu diisi untuk memastikan tampilan kabel yang membulat, jika pengisian di dalam selubung luar terbuat dari penghalang bahan bakar bebas halogen. Lapisan pengisi ini bertindak sebagai penghalang api (oksigen) ketika kabel terbakar dan oleh karena itu dikenal sebagai “penghalang oksigen” di industri.
Persyaratan dasar untuk bahan penghalang oksigen adalah: sifat ekstrusi yang baik, ketahanan api bebas halogen yang baik (indeks oksigen biasanya di atas 40) dan biaya rendah.
Penghalang oksigen ini telah digunakan secara luas dalam industri kabel selama lebih dari satu dekade dan telah menghasilkan peningkatan signifikan dalam ketahanan api pada kabel. Penghalang oksigen dapat digunakan untuk kabel tahan api bebas halogen dan kabel tahan api bebas halogen (misalnya PVC). Sejumlah besar praktik telah menunjukkan bahwa kabel dengan penghalang oksigen lebih mungkin untuk lulus uji pembakaran vertikal tunggal dan pembakaran bundel.
Dilihat dari formulasi bahannya, bahan penghalang oksigen ini sebenarnya merupakan “ultra high filler”, karena untuk memenuhi biaya yang rendah maka perlu menggunakan bahan pengisi yang tinggi, untuk mencapai indeks oksigen yang tinggi juga harus ditambahkan proporsi yang tinggi. (2 sampai 3 kali) Mg ( OH) 2 atau Al ( OH) 3, dan untuk ekstrusi yang baik harus memilih EVA sebagai bahan dasar.
3. 4 Bahan selubung PE yang dimodifikasi
Bahan selubung polietilen rentan terhadap dua masalah: pertama, bahan tersebut rentan terhadap kerusakan akibat lelehan (yaitu kulit ikan hiu) selama ekstrusi; kedua, mereka rentan terhadap stress cracking lingkungan. Solusi paling sederhana adalah dengan menambahkan proporsi EVA tertentu ke dalam formulasi. digunakan sebagai EVA yang dimodifikasi sebagian besar menggunakan kadar VA rendah, indeks lelehnya antara 1 hingga 2 sudah sesuai.
4. Prospek pengembangan
(1) EVA telah banyak digunakan dalam industri kabel, jumlah tahunan dalam pertumbuhan bertahap dan stabil. Terutama dalam dekade terakhir, karena pentingnya perlindungan lingkungan, ketahanan bahan bakar berbasis EVA telah berkembang pesat, dan sebagian menggantikan tren material kabel berbasis PVC. Kinerja biaya yang sangat baik dan kinerja proses ekstrusi yang sangat baik sulit untuk menggantikan bahan lain.
(2) konsumsi tahunan industri kabel resin EVA mendekati 100.000 ton, pilihan varietas resin EVA, kandungan VA dari rendah ke tinggi akan digunakan, ditambah dengan ukuran perusahaan granulasi bahan kabel tidak besar, tersebar di setiap perusahaan setiap tahun hanya dalam ribuan ton resin EVA naik dan turun, dan dengan demikian tidak akan menjadi perhatian perusahaan raksasa industri EVA. Misalnya, jumlah terbesar bahan dasar tahan api bebas halogen, pilihan utama VA / MI = 28 /2 ~ 3 resin EVA (seperti EVA 265 # DuPont AS). Dan spesifikasi kelas EVA ini sejauh ini belum ada produsen dalam negeri yang memproduksi dan memasok. Belum lagi kandungan VA lebih tinggi dari 28, dan indeks leleh kurang dari 3 produksi dan pasokan resin EVA lainnya.
(3) perusahaan asing yang memproduksi EVA karena tidak adanya pesaing dalam negeri, dan harganya yang sudah lama tinggi, sangat menekan antusiasme produksi pabrik kabel dalam negeri. lebih dari 50% kandungan VA pada EVM tipe karet, didominasi oleh perusahaan asing, dan harganya mirip dengan kandungan VA merek 2 hingga 3 kali lipat. Harga yang tinggi tersebut pada gilirannya juga mempengaruhi jumlah EVM jenis karet ini, sehingga industri kabel menghimbau produsen EVA dalam negeri untuk meningkatkan laju produksi EVA dalam negeri. Produksi industri yang lebih banyak telah banyak menggunakan resin EVA.
(4) Mengandalkan gelombang perlindungan lingkungan di era globalisasi, EVA dianggap oleh industri kabel sebagai bahan dasar terbaik untuk ketahanan bahan bakar yang ramah lingkungan. Penggunaan EVA tumbuh sebesar 15% per tahun dan prospeknya sangat menjanjikan. Jumlah dan tingkat pertumbuhan bahan pelindung serta produksi dan tingkat pertumbuhan kabel listrik tegangan menengah dan tinggi, sekitar 8% hingga 10% antara; resistensi poliolefin meningkat pesat, dalam beberapa tahun terakhir tetap berada pada kisaran 15% hingga 20%, dan dalam 5 hingga 10 tahun ke depan, tingkat pertumbuhan ini mungkin juga akan tetap terjaga.
Waktu posting: 31 Juli-2022