(1)Bahan Isolasi Polietilen (XLPE) Rendah Asap Bebas Halogen yang Terikat Silang:
Bahan isolasi XLPE diproduksi dengan mencampurkan polietilen (PE) dan etilen vinil asetat (EVA) sebagai matriks dasar, bersama dengan berbagai aditif seperti penghambat api bebas halogen, pelumas, antioksidan, dll., melalui proses pencampuran dan pembuatan pelet. Setelah proses iradiasi, PE berubah dari struktur molekul linier menjadi struktur tiga dimensi, berubah dari bahan termoplastik menjadi plastik termoset yang tidak larut.
Kabel isolasi XLPE memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan PE termoplastik biasa:
1. Peningkatan ketahanan terhadap deformasi termal, peningkatan sifat mekanik pada suhu tinggi, dan peningkatan ketahanan terhadap retak akibat tekanan lingkungan dan penuaan termal.
2. Stabilitas kimia dan ketahanan terhadap pelarut yang ditingkatkan, aliran dingin yang berkurang, dan sifat listrik yang terjaga. Suhu operasi jangka panjang dapat mencapai 125°C hingga 150°C. Setelah proses pengikatan silang, suhu hubung singkat PE dapat ditingkatkan hingga 250°C, memungkinkan kapasitas daya hantar arus yang jauh lebih tinggi untuk kabel dengan ketebalan yang sama.
3. Kabel berinsulasi XLPE juga menunjukkan sifat mekanik, tahan air, dan tahan radiasi yang sangat baik, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi, seperti kabel internal pada peralatan listrik, kabel motor, kabel penerangan, kabel kontrol sinyal tegangan rendah otomotif, kabel lokomotif, kabel kereta bawah tanah, kabel pertambangan ramah lingkungan, kabel kapal, kabel kelas 1E untuk pembangkit listrik tenaga nuklir, kabel pompa celup, dan kabel transmisi daya.
Arah pengembangan material isolasi XLPE saat ini meliputi material isolasi kabel listrik PE yang dihubungkan silang melalui iradiasi, material isolasi udara PE yang dihubungkan silang melalui iradiasi, dan material pelapis poliolefin tahan api yang dihubungkan silang melalui iradiasi.
(2)Bahan Isolasi Polipropilena Terikat Silang (XL-PP):
Polipropilena (PP), sebagai plastik umum, memiliki karakteristik seperti ringan, sumber bahan baku yang melimpah, hemat biaya, ketahanan korosi kimia yang sangat baik, mudah dicetak, dan dapat didaur ulang. Namun, ia memiliki keterbatasan seperti kekuatan rendah, ketahanan panas yang buruk, deformasi penyusutan yang signifikan, ketahanan mulur yang buruk, kerapuhan suhu rendah, dan ketahanan yang buruk terhadap penuaan panas dan oksigen. Keterbatasan ini telah membatasi penggunaannya dalam aplikasi kabel. Para peneliti telah berupaya memodifikasi material polipropilena untuk meningkatkan kinerja keseluruhannya, dan polipropilena modifikasi ikatan silang iradiasi (XL-PP) telah secara efektif mengatasi keterbatasan ini.
Kabel berinsulasi XL-PP dapat memenuhi uji nyala api UL VW-1 dan standar kabel UL berperingkat 150°C. Dalam aplikasi kabel praktis, EVA sering dicampur dengan PE, PVC, PP, dan bahan lainnya untuk menyesuaikan kinerja lapisan isolasi kabel.
Salah satu kelemahan PP yang dihubungkan silang dengan iradiasi adalah adanya reaksi kompetitif antara pembentukan gugus ujung tak jenuh melalui reaksi degradasi dan reaksi penghubungan silang antara molekul yang terstimulasi dan radikal bebas molekul besar. Studi menunjukkan bahwa rasio reaksi degradasi terhadap reaksi penghubungan silang pada PP yang dihubungkan silang dengan iradiasi adalah sekitar 0,8 ketika menggunakan iradiasi sinar gamma. Untuk mencapai reaksi penghubungan silang yang efektif pada PP, perlu ditambahkan promotor penghubungan silang untuk penghubungan silang dengan iradiasi. Selain itu, ketebalan penghubungan silang yang efektif dibatasi oleh kemampuan penetrasi berkas elektron selama iradiasi. Iradiasi menyebabkan produksi gas dan pembusaan, yang menguntungkan untuk penghubungan silang produk tipis tetapi membatasi penggunaan kabel berdinding tebal.
(3) Bahan Isolasi Kopolimer Etilen-Vinil Asetat Terikat Silang (XL-EVA):
Seiring meningkatnya permintaan akan keamanan kabel, pengembangan kabel tahan api bebas halogen yang terikat silang telah berkembang pesat. Dibandingkan dengan PE, EVA, yang memasukkan monomer vinil asetat ke dalam rantai molekul, memiliki kristalinitas yang lebih rendah, sehingga menghasilkan fleksibilitas, ketahanan benturan, kompatibilitas pengisi, dan sifat penyegelan panas yang lebih baik. Secara umum, sifat resin EVA bergantung pada kandungan monomer vinil asetat dalam rantai molekul. Kandungan vinil asetat yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan transparansi, fleksibilitas, dan ketangguhan. Resin EVA memiliki kompatibilitas pengisi dan kemampuan ikatan silang yang sangat baik, sehingga semakin populer dalam kabel tahan api bebas halogen yang terikat silang.
Resin EVA dengan kandungan vinil asetat sekitar 12% hingga 24% umumnya digunakan dalam isolasi kawat dan kabel. Dalam aplikasi kabel sebenarnya, EVA sering dicampur dengan PE, PVC, PP, dan bahan lain untuk menyesuaikan kinerja lapisan isolasi kabel. Komponen EVA dapat mendorong pengikatan silang, sehingga meningkatkan kinerja kabel setelah pengikatan silang.
(4) Bahan Isolasi Monomer Etilen-Propilen-Diena Terikat Silang (XL-EPDM):
XL-EPDM adalah terpolimer yang terdiri dari monomer etilena, propilena, dan diena non-terkonjugasi, yang dihubungkan silang melalui iradiasi. Kabel XL-EPDM menggabungkan keunggulan kabel berinsulasi poliolefin dan kabel berinsulasi karet biasa:
1. Fleksibilitas, ketahanan, tidak lengket pada suhu tinggi, ketahanan terhadap penuaan jangka panjang, dan ketahanan terhadap iklim ekstrem (-60°C hingga 125°C).
2. Ketahanan terhadap ozon, ketahanan terhadap sinar UV, kinerja isolasi listrik, dan ketahanan terhadap korosi kimia.
3. Ketahanan terhadap minyak dan pelarut sebanding dengan isolasi karet kloroprena serbaguna. Dapat diproduksi menggunakan peralatan pemrosesan ekstrusi panas umum, sehingga hemat biaya.
Kabel berinsulasi XL-EPDM memiliki beragam aplikasi, termasuk namun tidak terbatas pada kabel daya tegangan rendah, kabel kapal, kabel pengapian otomotif, kabel kontrol untuk kompresor pendingin, kabel bergerak pertambangan, peralatan pengeboran, dan perangkat medis.
Kelemahan utama kabel XL-EPDM meliputi ketahanan sobek yang buruk serta sifat perekat dan perekat diri yang lemah, yang dapat memengaruhi proses selanjutnya.
(5) Bahan Isolasi Karet Silikon
Karet silikon memiliki fleksibilitas dan ketahanan yang sangat baik terhadap ozon, pelepasan korona, dan api, menjadikannya material ideal untuk isolasi listrik. Aplikasi utamanya dalam industri listrik adalah untuk kawat dan kabel. Kawat dan kabel karet silikon sangat cocok untuk digunakan di lingkungan bersuhu tinggi dan menuntut, dengan masa pakai yang jauh lebih lama dibandingkan kabel standar. Aplikasi umum meliputi motor suhu tinggi, transformator, generator, peralatan elektronik dan listrik, kabel pengapian pada kendaraan transportasi, dan kabel daya dan kontrol kelautan.
Saat ini, kabel berinsulasi karet silikon biasanya dihubungkan silang menggunakan tekanan atmosfer dengan udara panas atau uap bertekanan tinggi. Penelitian tentang penggunaan iradiasi berkas elektron untuk menghubungkan silang karet silikon juga sedang berlangsung, meskipun belum umum digunakan di industri kabel. Dengan kemajuan terbaru dalam teknologi penghubungan silang iradiasi, teknologi ini menawarkan alternatif yang lebih hemat biaya, lebih efisien, dan ramah lingkungan untuk material isolasi karet silikon. Melalui iradiasi berkas elektron atau sumber radiasi lainnya, penghubungan silang isolasi karet silikon yang efisien dapat dicapai sekaligus memungkinkan kontrol atas kedalaman dan tingkat penghubungan silang untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu.
Oleh karena itu, penerapan teknologi pengikatan silang iradiasi untuk material isolasi karet silikon memiliki potensi yang signifikan dalam industri kawat dan kabel. Teknologi ini diharapkan dapat mengurangi biaya produksi, meningkatkan efisiensi produksi, dan berkontribusi dalam mengurangi dampak lingkungan yang merugikan. Upaya penelitian dan pengembangan di masa mendatang dapat lebih mendorong penggunaan teknologi pengikatan silang iradiasi untuk material isolasi karet silikon, sehingga lebih banyak diaplikasikan untuk pembuatan kawat dan kabel berkinerja tinggi dan tahan suhu tinggi di industri kelistrikan. Hal ini akan memberikan solusi yang lebih andal dan tahan lama untuk berbagai bidang aplikasi.
Waktu posting: 28 September 2023