(1)Bahan Isolasi Polietilen Halogen Nol Asap Rendah (XLPE) Tautan Silang:
Bahan insulasi XLPE diproduksi dengan menggabungkan polietilen (PE) dan etilen vinil asetat (EVA) sebagai matriks dasar, serta berbagai aditif seperti penghambat api bebas halogen, pelumas, antioksidan, dll., melalui proses peracikan dan 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 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. Meningkatkan stabilitas kimia dan ketahanan pelarut, mengurangi aliran dingin, dan mempertahankan sifat listrik. Suhu pengoperasian jangka panjang bisa mencapai 125°C hingga 150°C. Setelah pemrosesan ikatan silang, suhu hubung singkat PE dapat ditingkatkan hingga 250°C, memungkinkan kapasitas hantar arus yang jauh lebih tinggi untuk kabel dengan ketebalan yang sama.
3. Kabel berinsulasi XLPE juga menunjukkan sifat mekanis, 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 submersible, dan kabel transmisi tenaga listrik.
Arah pengembangan bahan insulasi XLPE saat ini meliputi bahan insulasi kabel listrik PE ikatan silang iradiasi, bahan insulasi udara PE ikatan silang iradiasi, dan bahan selubung poliolefin tahan api ikatan silang iradiasi.
(2)Bahan Insulasi Cross-Linked Polypropylene (XL-PP).:
Polypropylene (PP), sebagai plastik pada umumnya, memiliki karakteristik seperti ringan, sumber bahan baku melimpah, hemat biaya, ketahanan korosi kimia yang sangat baik, kemudahan pencetakan, dan kemampuan daur ulang. Namun, ia memiliki keterbatasan seperti kekuatan yang 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 membatasi penggunaannya dalam aplikasi kabel. Para peneliti telah berupaya memodifikasi bahan polipropilen untuk meningkatkan kinerjanya secara keseluruhan, dan iradiasi polipropilen termodifikasi ikatan silang (XL-PP) telah secara efektif mengatasi keterbatasan ini.
Kabel berinsulasi XL-PP dapat memenuhi uji nyala UL VW-1 dan standar kabel 150°C dengan rating UL. Dalam aplikasi kabel praktis, EVA sering kali dicampur dengan PE, PVC, PP, dan bahan lainnya untuk menyesuaikan kinerja lapisan isolasi kabel.
Salah satu kelemahan PP ikatan silang iradiasi adalah melibatkan reaksi kompetitif antara pembentukan gugus akhir tak jenuh melalui reaksi degradasi dan reaksi ikatan silang antara molekul terstimulasi dan radikal bebas molekul besar. Penelitian telah menunjukkan bahwa rasio degradasi terhadap reaksi ikatan silang pada ikatan silang iradiasi PP adalah sekitar 0,8 bila menggunakan iradiasi sinar gamma. Untuk mencapai reaksi ikatan silang yang efektif pada PP, perlu ditambahkan promotor ikatan silang untuk ikatan silang iradiasi. Selain itu, ketebalan ikatan silang efektif dibatasi oleh kemampuan penetrasi berkas elektron selama iradiasi. Iradiasi menyebabkan produksi gas dan busa, yang menguntungkan untuk ikatan silang produk tipis namun membatasi penggunaan kabel berdinding tebal.
(3) Bahan Isolasi Kopolimer Etilen-Vinil Asetat Silang (XL-EVA):
Seiring dengan meningkatnya permintaan akan keamanan kabel, pengembangan kabel cross-linked tahan api bebas halogen telah berkembang pesat. Dibandingkan dengan PE, EVA, yang memasukkan monomer vinil asetat ke dalam rantai molekul, memiliki kristalinitas yang lebih rendah, sehingga meningkatkan fleksibilitas, ketahanan benturan, kompatibilitas pengisi, dan sifat penyegelan panas. Umumnya, sifat resin EVA bergantung pada kandungan monomer vinil asetat dalam rantai molekul. Kandungan vinil asetat yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan transparansi, fleksibilitas, dan ketangguhan. Resin EVA memiliki kompatibilitas pengisi dan kemampuan ikatan silang yang sangat baik, membuatnya semakin populer pada kabel ikatan silang tahan api bebas halogen.
Resin EVA dengan kandungan vinil asetat sekitar 12% hingga 24% biasanya digunakan dalam insulasi kawat dan kabel. Dalam aplikasi kabel sebenarnya, EVA sering kali dicampur dengan PE, PVC, PP, dan bahan lainnya untuk menyesuaikan kinerja lapisan insulasi kabel. Komponen EVA dapat meningkatkan ikatan silang, meningkatkan kinerja kabel setelah ikatan silang.
(4) Bahan Insulasi Etilen-Propilen-Diena Monomer (XL-EPDM) Tautan Silang:
XL-EPDM adalah terpolimer yang terdiri dari etilena, propilena, dan monomer diena non-konjugasi, yang dihubungkan silang melalui iradiasi. Kabel XL-EPDM menggabungkan keunggulan kabel berinsulasi poliolefin dan kabel berinsulasi karet pada umumnya:
1. Fleksibilitas, ketahanan, non-adhesi pada suhu tinggi, ketahanan penuaan jangka panjang, dan ketahanan terhadap iklim keras (-60°C hingga 125°C).
2. Ketahanan ozon, ketahanan UV, kinerja insulasi listrik, dan ketahanan terhadap korosi kimia.
3. Ketahanan terhadap minyak dan pelarut sebanding dengan isolasi karet kloroprena untuk keperluan umum. Ini dapat diproduksi dengan menggunakan peralatan pemrosesan ekstrusi panas yang umum, sehingga hemat biaya.
Kabel berinsulasi XL-EPDM memiliki beragam aplikasi, termasuk namun tidak terbatas pada kabel listrik tegangan rendah, kabel kapal, kabel pengapian otomotif, kabel kontrol untuk kompresor pendingin, kabel bergerak pertambangan, peralatan pengeboran, dan perangkat medis.
Kerugian utama dari kabel XL-EPDM termasuk ketahanan sobek yang buruk dan sifat perekat dan perekat yang lemah, yang dapat mempengaruhi pemrosesan selanjutnya.
(5) Bahan Isolasi Karet Silikon
Karet silikon memiliki fleksibilitas dan ketahanan yang sangat baik terhadap ozon, pelepasan korona, dan api, menjadikannya bahan yang ideal untuk isolasi listrik. Aplikasi utamanya dalam industri kelistrikan adalah untuk kabel dan kabel. Kabel 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, trafo, generator, peralatan elektronik dan listrik, kabel pengapian pada kendaraan transportasi, serta kabel listrik dan kendali kelautan.
Saat ini, kabel berinsulasi karet silikon biasanya dihubungkan secara silang menggunakan tekanan atmosfer dengan udara panas atau uap bertekanan tinggi. Ada juga penelitian yang sedang berlangsung mengenai penggunaan iradiasi berkas elektron untuk karet silikon ikatan silang, meskipun hal ini belum lazim di industri kabel. Dengan kemajuan terkini dalam teknologi ikatan silang iradiasi, ia menawarkan alternatif bahan insulasi karet silikon yang lebih murah, lebih efisien, dan ramah lingkungan. Melalui iradiasi berkas elektron atau sumber radiasi lainnya, ikatan silang insulasi karet silikon yang efisien dapat dicapai sekaligus memungkinkan kontrol atas kedalaman dan derajat ikatan silang untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu.
Oleh karena itu, penerapan teknologi ikatan silang iradiasi untuk bahan isolasi karet silikon mempunyai potensi besar dalam industri kawat dan kabel. Teknologi ini diharapkan dapat mengurangi biaya produksi, meningkatkan efisiensi produksi, dan berkontribusi dalam mengurangi dampak buruk terhadap lingkungan. Upaya penelitian dan pengembangan di masa depan dapat lebih mendorong penggunaan teknologi ikatan silang iradiasi untuk bahan insulasi karet silikon, sehingga dapat diterapkan secara lebih luas untuk pembuatan kabel dan kabel bersuhu tinggi dan berkinerja tinggi di industri kelistrikan. Hal ini akan memberikan solusi yang lebih andal dan tahan lama untuk berbagai area aplikasi.
Waktu posting: 28 Sep-2023