(1)Bahan Isolasi Polietilen Halogen Silang Rendah Asap (XLPE):
Material insulasi XLPE diproduksi dengan menggabungkan polietilena (PE) dan etilena vinil asetat (EVA) sebagai matriks dasar, bersama dengan berbagai aditif seperti penghambat api bebas halogen, pelumas, antioksidan, dll., melalui proses pencampuran dan peletisasi. Setelah proses iradiasi, PE bertransformasi dari struktur molekul linear menjadi struktur tiga dimensi, berubah dari material termoplastik menjadi plastik termoset yang tidak larut.
Kabel insulasi XLPE memiliki beberapa keunggulan dibandingkan PE termoplastik biasa:
1. Peningkatan ketahanan terhadap deformasi termal, peningkatan sifat mekanis pada suhu tinggi, dan peningkatan ketahanan terhadap retak tegangan lingkungan dan penuaan termal.
2. Stabilitas kimia dan ketahanan pelarut yang ditingkatkan, aliran dingin yang berkurang, dan sifat listrik yang dipertahankan. Suhu operasi jangka panjang dapat mencapai 125°C hingga 150°C. Setelah proses pengikatan silang, suhu hubung singkat PE dapat ditingkatkan hingga 250°C, sehingga menghasilkan kapasitas hantar arus yang jauh lebih tinggi untuk kabel dengan ketebalan yang sama.
3. Kabel berisolasi XLPE juga menunjukkan sifat mekanis, kedap air, dan tahan radiasi yang sangat baik, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi, seperti kabel internal pada peralatan listrik, kabel motor, kabel lampu, 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 daya.
Arah terkini dalam pengembangan bahan insulasi XLPE 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 Isolasi Polipropilena Terikat Silang (XL-PP):
Polipropilena (PP), sebagai plastik umum, memiliki karakteristik ringan, sumber bahan baku melimpah, hemat biaya, ketahanan korosi kimia yang sangat baik, mudah dibentuk, dan dapat didaur ulang. Namun, polipropilena memiliki keterbatasan seperti kekuatan rendah, ketahanan panas yang buruk, deformasi penyusutan yang signifikan, ketahanan mulur yang buruk, kerapuhan pada suhu rendah, dan ketahanan yang buruk terhadap penuaan akibat panas dan oksigen. Keterbatasan ini telah membatasi penggunaannya dalam aplikasi kabel. Para peneliti telah berupaya memodifikasi material polipropilena untuk meningkatkan kinerjanya secara keseluruhan, dan polipropilena modifikasi ikatan silang iradiasi (XL-PP) telah berhasil mengatasi keterbatasan ini.
Kabel berisolasi XL-PP dapat memenuhi uji api UL VW-1 dan standar kawat 150°C berperingkat UL. Dalam aplikasi kabel praktis, EVA sering dicampur dengan PE, PVC, PP, dan material lainnya untuk menyesuaikan kinerja lapisan insulasi kabel.
Salah satu kelemahan PP ikatan silang iradiasi adalah melibatkan reaksi kompetitif antara pembentukan gugus ujung tak jenuh melalui reaksi degradasi dan reaksi ikatan silang antara molekul terstimulasi dan radikal bebas molekul besar. Studi menunjukkan bahwa rasio degradasi terhadap reaksi ikatan silang pada ikatan silang PP iradiasi adalah sekitar 0,8 ketika menggunakan iradiasi sinar gamma. Untuk mencapai reaksi ikatan silang yang efektif pada PP, promotor ikatan silang perlu ditambahkan untuk ikatan silang iradiasi. Selain itu, ketebalan ikatan silang yang efektif dibatasi oleh kemampuan penetrasi berkas elektron selama iradiasi. Iradiasi menyebabkan produksi gas dan pembusaan, yang menguntungkan untuk ikatan 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 ikatan silang tahan api bebas halogen pun berkembang pesat. Dibandingkan dengan PE, EVA, yang menambahkan monomer vinil asetat ke dalam rantai molekulnya, memiliki kristalinitas yang lebih rendah, sehingga menghasilkan fleksibilitas, ketahanan benturan, kompatibilitas pengisi, dan sifat penyegelan panas yang lebih baik. Umumnya, sifat resin EVA bergantung pada kandungan monomer vinil asetat dalam rantai molekulnya. Kandungan vinil asetat yang lebih tinggi menghasilkan transparansi, fleksibilitas, dan ketangguhan yang lebih baik. Resin EVA memiliki kompatibilitas pengisi dan kemampuan ikatan silang yang sangat baik, sehingga semakin populer dalam kabel ikatan silang tahan api bebas halogen.
Resin EVA dengan kandungan vinil asetat sekitar 12% hingga 24% umumnya digunakan dalam isolasi kawat dan kabel. Dalam aplikasi kabel yang sebenarnya, EVA sering dicampur dengan PE, PVC, PP, dan material lainnya untuk menyesuaikan kinerja lapisan isolasi kabel. Komponen EVA dapat meningkatkan ikatan silang, sehingga meningkatkan kinerja kabel setelah ikatan silang.
(4) Bahan Isolasi Monomer Etilen-Propilen-Diena (XL-EPDM) yang Terikat Silang:
XL-EPDM adalah terpolimer yang terdiri dari etilena, propilena, dan monomer diena tak terkonjugasi, yang diikat silang melalui iradiasi. Kabel XL-EPDM menggabungkan keunggulan kabel berisolasi poliolefin dan kabel berisolasi karet pada umumnya:
1. Fleksibilitas, ketahanan, tidak mudah lengket pada suhu tinggi, tahan terhadap penuaan jangka panjang, dan tahan terhadap iklim keras (-60°C hingga 125°C).
2. Tahan terhadap ozon, tahan terhadap sinar UV, kinerja isolasi listrik, dan tahan terhadap korosi kimia.
3. Ketahanan terhadap minyak dan pelarut sebanding dengan insulasi karet kloroprena umum. Dapat diproduksi menggunakan peralatan pemrosesan ekstrusi panas umum, sehingga hemat biaya.
Kabel berisolasi XL-EPDM memiliki berbagai macam aplikasi, termasuk namun tidak terbatas pada kabel daya tegangan rendah, kabel kapal, kabel pengapian otomotif, kabel kontrol untuk kompresor pendingin, kabel seluler pertambangan, peralatan pengeboran, dan perangkat medis.
Kerugian utama kabel XL-EPDM meliputi ketahanan sobek yang buruk serta sifat perekat dan perekatnya yang lemah, yang dapat memengaruhi pemrosesan selanjutnya.
(5) Bahan Isolasi Karet Silikon
Karet silikon memiliki fleksibilitas dan ketahanan yang sangat baik terhadap ozon, lucutan korona, dan api, menjadikannya material yang ideal untuk insulasi listrik. Aplikasi utamanya dalam industri kelistrikan adalah untuk kawat dan kabel. Kawat dan kabel karet silikon sangat cocok untuk digunakan di lingkungan bersuhu tinggi dan berat, dengan masa pakai yang jauh lebih lama dibandingkan kabel standar. Aplikasi umum meliputi motor, transformator, generator, peralatan elektronik dan listrik bersuhu tinggi, kabel pengapian pada kendaraan pengangkut, serta kabel daya dan kontrol kelautan.
Saat ini, kabel berinsulasi karet silikon biasanya disambung silang menggunakan tekanan atmosfer dengan udara panas atau uap bertekanan tinggi. Penelitian tentang penggunaan iradiasi berkas elektron untuk penyambungan silang karet silikon juga sedang berlangsung, meskipun belum lazim di industri kabel. Dengan kemajuan terbaru dalam teknologi penyambungan silang iradiasi, metode ini menawarkan alternatif yang lebih murah, lebih efisien, dan ramah lingkungan untuk material insulasi karet silikon. Melalui iradiasi berkas elektron atau sumber radiasi lainnya, penyambungan silang insulasi karet silikon yang efisien dapat dicapai sekaligus memungkinkan kontrol kedalaman dan derajat penyambungan silang untuk memenuhi kebutuhan aplikasi spesifik.
Oleh karena itu, penerapan teknologi ikatan silang iradiasi untuk material insulasi 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 negatif terhadap lingkungan. Upaya penelitian dan pengembangan di masa mendatang dapat mendorong penggunaan teknologi ikatan silang iradiasi untuk material insulasi karet silikon, sehingga lebih banyak digunakan untuk manufaktur kawat dan kabel bersuhu tinggi dan berkinerja tinggi di industri kelistrikan. Hal ini akan menghasilkan solusi yang lebih andal dan tahan lama untuk berbagai bidang aplikasi.
Waktu posting: 28-Sep-2023