Abstrak: Prinsip cross-linking, klasifikasi, formulasi, proses dan peralatan bahan isolasi polietilen yang terkait silan silan untuk kawat dan kabel dijelaskan secara singkat, dan beberapa karakteristik silan secara alami silang bahan isolasi polietilen yang terkait dalam aplikasi dan penggunaan serta Faktor-faktor yang mempengaruhi kondisi ikatan silang dari material diperkenalkan.
Kata kunci: silan-linking; Ikatan silang alami; Polietilen; Isolasi; Kawat dan kabel
Bahan kabel polietilen silan-terikat silan sekarang banyak digunakan dalam industri kawat dan kabel sebagai bahan isolasi untuk kabel daya tegangan rendah. Bahan dalam pembuatan kawat dan kabel yang terkait silang, dan ikatan silang peroksida dan iradiasi cross-linking dibandingkan dengan peralatan manufaktur yang diperlukan sederhana, mudah dioperasikan, biaya komprehensif rendah dan keunggulan lainnya, telah menjadi bahan utama untuk rendah -Voltage kabel silang dengan isolasi.
1. Prinsip Cross-Linking Material Cross-Linked Silane
Ada dua proses utama yang terlibat dalam membuat polietilen terkait silan silan: okulasi dan ikatan silang. Dalam proses pencangkokan, polimer kehilangan atom-H-nya pada atom karbon tersier di bawah aksi inisiator bebas dan pirolisis menjadi radikal bebas, yang bereaksi dengan kelompok-CH = CH2 vinyl silan untuk menghasilkan polimer cangkok yang mengandung trioksisil trioksisilyl silan untuk menghasilkan trioksisil trioksisilyl untuk menghasilkan trioksisil trioksisil. kelompok. Dalam proses cross-linking, polimer cangkok pertama-tama dihidrolisis di hadapan air untuk menghasilkan silanol, dan-oh mengembun dengan kelompok Si-OH yang berdekatan untuk membentuk ikatan Si-O-Si, sehingga mengikat silang polimer tersebut makromolekul.
2. Bahan kabel silang silang dan metode produksi kabelnya
Seperti yang Anda ketahui, ada metode produksi dua langkah dan satu langkah untuk kabel silang silang dan kabelnya. Perbedaan antara metode dua langkah dan metode satu langkah terletak di mana proses pencangkokan silan dilakukan, proses pencangkokan di produsen bahan kabel untuk metode dua langkah, proses pencangkokan di pabrik kabel untuk pabrik untuk The the Metode satu langkah. Bahan isolasi polietilen silan-linked dua langkah dengan pangsa pasar terbesar terdiri dari apa yang disebut bahan A dan B, dengan bahan yang menjadi polietilen yang dicangkokkan dengan silan dan bahan B menjadi kumpulan master katalis. Inti isolasi kemudian terkait silang dalam air hangat atau uap.
Ada jenis lain dari isolator polietilen silang dua langkah silan, di mana bahan A diproduksi dengan cara yang berbeda, dengan memperkenalkan vinyl silan langsung ke dalam polietilen selama sintesis untuk mendapatkan polietilen dengan rantai bercabang silan.
Metode satu langkah juga memiliki dua jenis, proses satu langkah tradisional adalah berbagai bahan baku sesuai dengan rumus dalam rasio sistem pengukuran presisi khusus, menjadi ekstruder khusus yang dirancang khusus dalam satu langkah untuk menyelesaikan pencangkokan dan ekstrusi Inti isolasi kabel, dalam proses ini, tidak ada granulasi, tidak perlu untuk partisipasi pabrik bahan kabel, oleh pabrik kabel untuk diselesaikan sendiri. Peralatan produksi kabel silang satu langkah dan teknologi formulasi ini sebagian besar diimpor dari luar negeri dan mahal.
Jenis lain dari satu langkah silan-link-linked polyethylene insulation material diproduksi oleh produsen bahan kabel, adalah semua bahan baku menurut formula dalam rasio metode khusus pencampuran, dikemas dan dijual, tidak ada bahan dan B Bahan, pabrik kabel dapat langsung di ekstruder untuk menyelesaikan langkah pada saat yang sama mencangkok dan ekstrusi inti isolasi kabel. Fitur unik dari metode ini adalah bahwa tidak perlu untuk ekstruder khusus yang mahal, karena proses pencangkokan silan dapat diselesaikan dalam ekstruder PVC biasa, dan metode dua langkah menghilangkan kebutuhan untuk mencampur bahan A dan B sebelum ekstrusi.
3. Komposisi Formulasi
Formulasi bahan kabel polietilen yang terkait silan umumnya umumnya terdiri dari resin bahan dasar, inisiator, silan, antioksidan, inhibitor polimerisasi, katalis, dll.
(1) Resin dasar umumnya adalah resin polietilen kepadatan rendah (LDPE) dengan indeks leleh (MI) dari 2, tetapi baru -baru ini, dengan pengembangan teknologi resin sintetis dan tekanan biaya, polietilen kepadatan rendah linier (LLDPE) juga telah terjadi digunakan atau sebagian digunakan sebagai resin dasar untuk bahan ini. Resin yang berbeda sering memiliki dampak yang signifikan pada pencangkokan dan ikatan silang karena perbedaan dalam struktur makromolekul internal mereka, sehingga formulasi akan dimodifikasi dengan menggunakan resin dasar yang berbeda atau jenis resin yang sama dari produsen yang berbeda.
(2) Inisiator yang biasa digunakan adalah diisopropyl peroxide (DCP), kuncinya adalah untuk memahami jumlah masalah, terlalu sedikit untuk menyebabkan pencangkokan silan tidak cukup; Terlalu banyak untuk menyebabkan ikatan silang polietilen, yang mengurangi fluiditasnya, permukaan inti isolasi yang diekstrusi kasar, sulit untuk memeras sistem. Karena jumlah inisiator yang ditambahkan sangat kecil dan sensitif, penting untuk membubarkannya secara merata, sehingga umumnya ditambahkan bersama dengan silan.
(3) Silan umumnya digunakan silan tidak jenuh vinil, termasuk vinyl trimethoxysilane (A2171) dan vinyl triethoxysilane (A2151), karena laju hidrolisis A2171 yang cepat, jadi pilih A2171 lebih banyak orang. Demikian pula, ada masalah penambahan silan, produsen bahan kabel saat ini berusaha mencapai batas bawahnya untuk mengurangi biaya, karena silan diimpor, harganya lebih mahal.
(4) Anti-oksidan adalah untuk memastikan stabilitas pemrosesan polietilen dan anti-penuaan kabel dan ditambahkan, anti-oksidan dalam proses pencangkokan silan memiliki peran menghambat reaksi cangkok, sehingga proses pencangkokan, penambahan anti-oksidan Untuk berhati -hati, jumlah yang ditambahkan untuk mempertimbangkan jumlah DCP agar sesuai dengan pilihan. Dalam proses cross-link dua langkah, sebagian besar antioksidan dapat ditambahkan dalam batch master katalis, yang dapat mengurangi dampak pada proses pencangkokan. Dalam proses cross-linking satu langkah, antioksidan hadir dalam seluruh proses pencangkokan, sehingga pilihan spesies dan jumlah lebih penting. Antioksidan yang umum digunakan adalah 1010, 168, 330, dll.
(5) Inhibitor polimerisasi ditambahkan untuk menghambat beberapa proses pencangkokan dan cross-linking dari reaksi samping terjadi, dalam proses pencangkokan untuk menambahkan zat anti-link-link, dapat secara efektif mengurangi terjadinya ikatan silang C2C, sehingga meningkatkan Fluiditas pemrosesan, selain itu, penambahan cangkok dalam kondisi yang sama akan didahului oleh hidrolisis silan pada inhibitor polimerisasi dapat mengurangi hidrolisis polietilen yang dicangkokkan, untuk meningkatkan stabilitas jangka panjang dari bahan cangkok.
(6) Katalis sering merupakan turunan organotin (kecuali untuk pengikatan silang alami), yang paling umum adalah dibutyltin dilaurate (DBDTL), yang umumnya ditambahkan dalam bentuk masterbatch. Dalam proses dua langkah, cangkok (material) dan batch master katalis (bahan B) dikemas secara terpisah dan bahan A dan B dicampur bersama sebelum ditambahkan ke ekstruder untuk mencegah ikatan pra-silang dari material. Dalam kasus insulasi polietilen silang satu langkah silan, polietilen dalam paket belum dicangkokkan, jadi tidak ada masalah pra-cross-link dan oleh karena itu katalis tidak perlu dikemas secara terpisah.
Selain itu, ada silan gabungan yang tersedia di pasaran, yang merupakan kombinasi dari silan, inisiator, antioksidan, beberapa pelumas dan agen anti-copper, dan umumnya digunakan dalam metode ikatan silang satu langkah dalam pabrik kabel.
Oleh karena itu, perumusan isolasi polietilen silang silan, komposisi yang tidak dianggap sangat kompleks dan tersedia dalam informasi yang relevan, tetapi formulasi produksi yang sesuai, tunduk pada beberapa penyesuaian untuk diselesaikan, yang membutuhkan penuh Pemahaman tentang peran komponen dalam formulasi dan hukum dampaknya pada kinerja dan pengaruh timbal balik mereka.
Dalam banyak varietas bahan kabel, bahan kabel silang silang (baik dua langkah atau satu langkah) dianggap sebagai satu-satunya variasi proses kimia yang terjadi dalam ekstrusi, varietas lain seperti bahan kabel polivinil klorida (PVC) dan Bahan kabel polietilen (PE), proses granulasi ekstrusi adalah proses pencampuran fisik, bahkan jika bahan kabel cross-linking cross-linking kimia dan iradiasi, baik dalam proses granulasi ekstrusi, atau kabel sistem ekstrusi, tidak ada proses kimia yang terjadi , jadi, sebagai perbandingan, produksi bahan kabel silang silang dan ekstrusi isolasi kabel, kontrol proses lebih penting.
4. Proses Produksi Insulasi Polyethylene Terkait Silan Dua Langkah
Proses produksi isolasi polietilen silang dua langkah silan-linked. Bahan dapat diwakili secara singkat oleh Gambar 1.
Gambar 1 Proses Produksi Bahan isolasi polietilen dua langkah silan-linked a
Beberapa poin penting dalam proses produksi insulasi polietilen silang dua langkah silan-linked:
(1) pengeringan. Karena resin polietilen mengandung sejumlah kecil air, ketika diekstrusi pada suhu tinggi, air bereaksi dengan cepat dengan gugus silil untuk menghasilkan ikatan silang, yang mengurangi fluiditas lelehan dan menghasilkan ikatan pra-silang. Bahan jadi juga mengandung air setelah pendingin air, yang juga dapat menyebabkan pra-crosslinking jika tidak dihilangkan, dan juga harus dikeringkan. Untuk memastikan kualitas pengeringan, unit pengeringan yang dalam digunakan.
(2) Pengukuran. Karena keakuratan formulasi material penting, skala penimbangan kerugian yang diimpor umumnya digunakan. Resin polietilen dan antioksidan diukur dan diumpankan melalui port pakan ekstruder, sedangkan silan dan inisiator disuntikkan oleh pompa bahan cair dalam laras ekstruder kedua atau ketiga.
(3) Pencangkokan ekstrusi. Proses pencangkokan silan selesai di Extruder. Pengaturan proses ekstruder, termasuk suhu, kombinasi sekrup, kecepatan sekrup dan laju umpan, harus mengikuti prinsip bahwa bahan di bagian pertama ekstruder dapat sepenuhnya cair dan dicampur secara seragam, ketika dekomposisi prematur peroksida tidak diinginkan , dan bahwa bahan yang sepenuhnya seragam di bagian kedua ekstruder harus sepenuhnya terurai dan proses pencangkokan selesai, suhu bagian ekstruder khas (LDPE) ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Suhu zona ekstruder dua 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 |
Di mana silan ditambahkan.
Kecepatan sekrup ekstruder menentukan waktu tinggal dan efek pencampuran material dalam ekstruder, jika waktu tinggal singkat, dekomposisi peroksida tidak lengkap; Jika waktu tinggal terlalu lama, viskositas bahan yang diekstrusi meningkat. Secara umum, rata-rata waktu tinggal granul di ekstruder harus dikendalikan dalam paruh penguraian inisiator waktu paruh 5-10 kali. Kecepatan makan tidak hanya memiliki dampak tertentu pada waktu tinggal material, tetapi juga pada pencampuran dan geser material, pilih kecepatan makan yang tepat juga sangat penting.
(4) Kemasan. Bahan isolasi silang dua langkah silan harus dikemas dalam kantung komposit aluminium-plastik di udara langsung untuk menghilangkan kelembaban.
5. Proses produksi bahan isolasi silan-link-silan satu langkah
Bahan isolasi polietilen silang satu langkah silan karena proses pencangkokannya ada dalam ekstrusi pabrik kabel dari inti isolasi kabel, sehingga suhu ekstrusi isolasi kabel secara signifikan lebih tinggi daripada metode dua langkah. Meskipun formula isolasi silang satu langkah silan-linked telah sepenuhnya dipertimbangkan dalam dispersi cepat inisiator dan geser silan dan material, tetapi proses pencangkokan harus dijamin oleh suhu, yang merupakan polietilen silang satu langkah silan-linked silan Pabrik produksi isolasi berulang kali menekankan pentingnya pilihan suhu ekstrusi yang benar, suhu ekstrusi yang disarankan secara umum ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Suhu ekstruder satu langkah dari masing-masing zona (unit: ℃)
| Daerah | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Flens | Kepala |
| Suhu | 160 | 190 | 200 ～ 210 | 220 ～ 230 | 230 | 230 |
Ini adalah salah satu kelemahan dari proses polietilen silang satu langkah silan, yang umumnya tidak diperlukan saat mengekstrusi kabel dalam dua langkah.
6. Peralatan Produksi
Peralatan produksi adalah jaminan penting kontrol proses. Produksi kabel silang silan membutuhkan tingkat akurasi kontrol proses yang sangat tinggi, sehingga pilihan peralatan produksi sangat penting.
Produksi bahan isolasi polietilen silan-terikat silan dua langkah Peralatan produksi material, saat ini lebih banyak ekstruder paralel paralel paralel paralel dengan penimbangan tanpa bobot, perangkat tersebut dapat memenuhi persyaratan akurasi kontrol proses, pilihan panjang dan diameter dari Extruder sekrup kembar untuk memastikan bahwa waktu tempat tinggal material, pilihan penimbangan tanpa bobot yang diimpor untuk memastikan keakuratan bahan. Tentu saja ada banyak detail peralatan yang perlu diberi perhatian penuh.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, peralatan produksi kabel silang satu langkah silan di pabrik kabel diimpor, mahal, produsen peralatan domestik tidak memiliki peralatan produksi yang serupa, alasannya adalah kurangnya kerja sama antara produsen peralatan dan formula dan peneliti proses.
7. Bahan isolasi polietilen yang terikat silang alami
Bahan isolasi polietilen silang alami silan yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir dapat dihubungkan silang dalam kondisi alami dalam beberapa hari, tanpa uap atau perendaman air hangat. Dibandingkan dengan metode cross-linking silan tradisional, bahan ini dapat mengurangi proses produksi untuk produsen kabel, lebih lanjut mengurangi biaya produksi dan meningkatkan efisiensi produksi. Insulasi polietilen yang terikat silang secara alami semakin dikenal dan digunakan oleh produsen kabel.
Dalam beberapa tahun terakhir, isolasi polietilen silang alami domestik telah matang dan telah diproduksi dalam jumlah besar, dengan keuntungan tertentu dalam harga dibandingkan dengan bahan impor.
7. 1 Ide Formulasi untuk Silan secara alami isolasi polietilen yang terikat silang
Insulasi polietilen silang alami silan diproduksi dalam proses dua langkah, dengan formulasi yang sama yang terdiri dari resin dasar, inisiator, silan, antioksidan, inhibitor polimerisasi dan katalis. Formulasi isolator polietilen silang alami silan-linked didasarkan pada peningkatan laju pencangkokan silan dari material A dan memilih katalis yang lebih efisien daripada isolator polietilen silang air hangat silan. Penggunaan bahan dengan laju pencangkokan silan yang lebih tinggi yang dikombinasikan dengan katalis yang lebih efisien akan memungkinkan isolator polietilen silang silan-link untuk tautan silang dengan cepat bahkan pada suhu rendah dan dengan kelembaban yang tidak memadai.
Material-A untuk insulator polietilen yang diimpor secara alami silan secara alami disintesis oleh kopolimerisasi, di mana kandungan silan dapat dikontrol pada tingkat tinggi, sedangkan produksi material-A dengan laju pencangkokan tinggi dengan mencangkokkan silan sulit. Resin dasar, inisiator dan silan yang digunakan dalam resep harus bervariasi dan disesuaikan dalam hal variasi dan penambahan.
Pemilihan resist dan penyesuaian dosisnya juga sangat penting, karena peningkatan laju pencangkokan silan yang tak terhindarkan menyebabkan lebih banyak reaksi sisi ikatan silang CC. Untuk meningkatkan fluiditas pemrosesan dan kondisi permukaan material A untuk ekstrusi kabel berikutnya, sejumlah inhibitor polimerisasi yang sesuai diperlukan untuk secara efektif menghambat ikatan silang CC dan ikatan pra-silang sebelumnya.
Selain itu, katalis memainkan peran penting dalam meningkatkan laju ikatan silang dan harus dipilih sebagai katalis efisien yang mengandung elemen bebas logam transisi.
7. 2 waktu ikatan silang silan secara alami isolasi polietilen silang
Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan ikatan silang dari isolasi polietilen silang alami silan dalam keadaan alami tergantung pada suhu, kelembaban, dan ketebalan lapisan isolasi. Semakin tinggi suhu dan kelembaban, semakin tipis ketebalan lapisan isolasi, semakin pendek waktu ikatan silang yang dibutuhkan, dan semakin lama sebaliknya. Karena suhu dan kelembaban bervariasi dari satu daerah ke satu daerah dan dari musim ke musim, bahkan di tempat yang sama dan pada saat yang sama, suhu dan kelembaban hari ini dan besok akan berbeda. Oleh karena itu, selama penggunaan material, pengguna harus menentukan waktu ikatan silang sesuai dengan suhu dan kelembaban lokal dan yang berlaku, serta spesifikasi kabel dan ketebalan lapisan isolasi.
Waktu posting: Agustus-2022