kaiyun.ccm 一文了解辐照交联电缆的绝缘材料

发布于:25-02-13 播放次数:

通过辐照交联方法生产的电线和电缆具有耐热,耐磨损,耐腐蚀,高抗拉强度和耐铁的耐铁。与其他交联处理方法相比,绝缘性能更好,不会由未反应的催化引起。聚合物的降解可以改善电性能,热老化和材料稳定性。辐照交联是用于各种软线,电气设备电缆,高温和阻燃的电线和电缆的理想过程和生产方法。

除了具有较高的绝缘电阻,电压阻力或低介电损耗外,大多数电缆的绝缘材料还必须考虑到良好的物理和机械性能,例如拉伸阻力,抗弯曲电阻,振动抗性kaiyun.ccm,抗扭转性等。绝缘辐照的交联电缆的材料主要包括聚氯乙烯,荧光塑料,交联的聚乙烯,聚丙烯和交联的乙烯丙烯三元橡胶。

1。含卤素的绝缘材料

(i)氯化物(PVC)绝缘材料

PVC绝缘材料是定量增塑剂,稳定剂,阻燃剂,润滑剂和其他根据不同配方中添加到PVC粉末的混合物的混合物。经过数十年的生产和使用后,PVC制造,公式调整和处理技术在响应不同的应用和电缆的不同特征方面已经非常成熟。 PVC绝缘电缆凭借出色的处理性能和低成本,被广泛用于家用电器,机械设备,网络通信,建筑接线和其他领域,并具有重要的性能特征:

1。成熟的制造技术,易于形成和过程。与其他类型的电缆绝缘材料相比,它不仅便宜,而且具有表面色素差,哑光,打印,加工效率,柔软度和硬度,导体的粘附,机械物理特性以及电线本身的电气性能。有效控制。

2。它具有非常好的火焰阻燃特性,因此PVC绝缘电线很容易达到各种标准中指定的阻燃级。

3。就额定电压而言,通常用于1000V AC及以下的额定电压水平。

PVC还存在一些缺点,这些缺点限制了其使用,主要表现为:

1。由于它含有大量的氯,因此在燃烧时会排出很多浓烟,这会使人们窒息,影响可见性并产生一些致癌物和HC1气体,从而对环境造成严重伤害。随着低烟卤素绝缘材料制造技术的发展,逐渐取代传统的PVC绝缘材料已成为电缆开发的不可避免的趋势。

2。普通PVC绝缘材料的酸和碱性耐药性,耐热油耐性和有机溶剂耐药性。根据类似的化学原理,在特定环境中,PVC电线很可能会破裂和破裂。

在这方面,通常是通过优化和改进材料配方和通过辐射来改善交联处理,以将普通的热塑性PVC转化为不溶性的热固化塑料,从而使其分子结构更稳定,从温度可以提高到250℃。

在PVC辐照处理过程中,当辐射剂量太大时会分解。纯PVC分子进行辐射交联。由于脱氢氯化物,键断裂反应和变色,很难获得有价值的材料。用多功能的非饱和单体添加敏化器可以减少PVC分子链的破坏和变色,形成连接互联网的跨界已做出了很大的贡献。

在诸如TMPTM和TMPTA之类的多功能单体存在下,PVC在剂量辐照到10kGY以下后的性能大大提高了其性能。它可以用作绝缘材料和各种管道配件(例如,以相同的方式制备耐热性105°C的火焰电缆)。当辐射剂量比没有敏化剂的系统凝胶含量高5%至10%时;为了获得相同的凝胶含量,添加了系统所需的辐射。剂量很小,添加敏化剂可以将辐射剂量降低超过50%,同时增加凝胶含量。辐射剂量的减少可以避免由于剂量太高时材料温度升高而导致的缺陷。目前,PVC绝缘材料的开发方向主要包括软交联的PVC电缆材料开yun体育app官网网页登录入口,透明电缆材料和无铅PVC电缆材料。

(BI)荧光塑料

荧光塑料串联绝缘材料在电缆场中广泛使用,例如PTFE,ETFE,PVDF等,并且在各个方面都具有出色的性能。其中,PTFE可以在200℃中工作很长一段时间。它的轻质重量,出色的耐腐蚀性和机械性能以及出色的介电特性和抗抗性能力使其在航空航天和航空航天场中广泛使用。

大多数荧光塑料,尤其是PTFE,通常被认为是降低辐射的材料。 PTFE可以在不同的条件下切割并产生PTFE微孔。 PTFE的真空或惰性气氛下的照射可以实现。交联后PTFE的辐照性能大大提高,PTFE材料的耐磨性将得到改善。它恰好弥补了未交联的PTFE材料的缺陷。但是,由于PTFE只能在其熔融状态下交联,因此使用交联的PTFE电缆的应用有限。

在其他荧光塑料品种中,ETFE和PVDF具有良好的辐射耐药性,但它们的使用温度低于PTFB。辐照交联后,其工作温度升高。例如,ETFE电线,在电子束交联后,其温度水平可以从150°C升至200°C,并且其他出色的特性保持不变。 XL-ETFE绝缘线是当今两种最常用的航空公司之一。

XL-ETFE绝缘电线由特殊的交联ETFE绝缘材料制成。将电线挤压成电线后,它们被电子束照射交联。 ETFE分子包含乙烯结构单元,因此它们倾向于在照射下交联,但是交联度还不够,因此需要添加特殊的交联敏化剂来促进交联。另外,ETFE辐照交联过程受氧气大气的影响,交联度不稳定。在较高的温度下,在惰性气体气氛中使用辐照交联有利于线交联的稳定性。

与常见的PE和PVC电缆相比,荧光塑料电缆具有以下出色的优势:

1。高温抗性

荧光塑料具有非凡的热稳定性,荧光电缆可以适应150℃〜250℃的高温环境。换句话说,在具有相同横截面的导体条件下,荧光电缆可以传输较大的允许电流,从而大大增加了这种绝缘线的使用范围。由于这种独特的性能,可以在飞机,船舶,高温炉盒以及电子设备的内部接线,线路接线等中使用荧光塑料电缆。

2。良好的火焰阻燃

荧光塑料具有高氧指数,通常很难燃烧,并且在燃烧过程中,火焰扩散范围很小。由它们制成的电线适用于需要严格阻燃的工具和地方。例如:计算机网络,地铁,车辆,飞机和其他公共场所。一旦发生大火,人们就可以有一定时间撤离,实现安全的疏散和人员的急救。

3。出色的电性能

与PE相比,荧光塑料具有较低的介电常数。因此,与相似结构的同轴电缆相比,荧光电缆的衰减较小,并且更适合高频信号传输。如今,电缆使用频率已成为一种趋势。同时,由于荧光塑料可以承受高温,因此通常将它们用作传输和通信设备的内部接线,无线发射器馈线和发射器之间的跳线以及视频音频电缆。此外,荧光塑料电缆具有良好的介电强度和隔热性,使其适合用作重要仪器的控制电缆。

4。出色的机械化学性能

荧光塑料具有较高的化学键能,高稳定性,几乎不受温度变化,出色的天气抗性和机械强度的影响;并且不受各种酸,碱和有机溶剂的影响。因此,它适用于环境气候变化大且腐蚀性的情况,例如石化,炼油,石油井仪器控制等。

5。焊接连接线的好处

在电子仪器中,通过焊接方法连接了许多连接。由于一般塑料的熔化温度低且易于在高温下融化,因此需要熟练的焊接技术,并且某些焊接点必须具有一定的焊接时间,这也是一个不错的选择。成为氟塑料电缆普及的原因,例如通信设备和电子仪器的内部布线。

荧光塑料也有一些缺点,可以限制其使用:

1。荧光塑料的原材料很昂贵。目前,国内生产主要依靠进口(日本Daikin和美国杜邦)。尽管近年来国内荧光塑料生产行业发展迅速,但原始产品的种类相对单一,并且与进口材料相比,这些材料的热稳定且其他综合性能仍然存在一定的差距。

2。生产过程比其他绝缘材料要困难,其生产效率低,易于印刷和巨大的损失,这使生产成本更高。

3。PTFE荧光塑料耐药性较差。例如:在室温或空气下,当辐照剂量达到几个MRAD时,加速器电子束照射会破坏PTFE分子的碳主链,从而导致PTPE裂解,PTFE将很快分解。

2。无卤素绝缘材料

(i)交联的低烟雾卤素无聚乙烯(XLPE)绝缘材料

聚乙烯(PE)和乙烯乙烯酯(EVA)用作底物,并添加各种添加剂,例如无卤素阻燃剂,润滑剂,抗氧化剂,以使聚乙烯绝缘材料。辐照后,聚乙烯可以从线性分子结构转化为身体三维结构。同时,它从热塑性塑料转变为不溶性热固性塑料。与普通的热塑性聚乙烯相比,XLPE绝缘电缆具有以下优点:

1。提高耐热性,在高温下提高机械性能,并改善环境应力破裂和耐热性。

2。增强化学稳定性和溶剂耐药性,降低冷流特性,并基本上保持原始电气性能。长期工作温度可以达到125℃和150℃。聚乙烯交联后,其短路温度可以提高到250°C,并且对于相同厚度的电缆,交联聚乙烯的当前携带能力将显着增加。

3.XLPE绝缘电缆还具有出色的机械,防水和辐射阻力,因此它们具有广泛的应用。例如:内部电气连接线,电机导线,照明导线,汽车低压信号控制线,机车电线,地铁电缆,环境友好的采矿电缆,船用电缆,核电站1E级电缆电力传输电缆等。行业。

目前,XLPE绝缘材料的开发方向主要包括辐照的交联聚乙烯电缆绝缘材料,辐照的交联聚乙烯顶部绝缘材料以及辐照的交叉链接火焰 - 粘膜聚纤维鞘层材料。

(BI)交联聚丙烯(XL-PP)绝缘材料

作为一般塑料,聚丙烯(PP)具有轻巧的特征,丰富的原材料来源,出色的成本效益,出色的化学腐蚀性,易于成型和可回收性。但是,由于缺陷,诸如强度低,耐热性较差,收缩较大和变形,蠕变耐药性差,低温脆性和较差的热氧衰老等缺陷,在线电缆的应用受到了极大的限制,科学研究人员始终受到极大的限制致力于聚丙烯的修饰是改善材料的整体性能,并有效地克服了这些问题的交联改良聚丙烯(XL-PP)。研究结果表明,XL-PP隔热电线可以满足UL VW-1燃烧测试的标准要求,UL等级为150℃电线。同时,在额定温度下的机械特性(例如拉伸强度和UL切割试验)优于横截面。耦合聚丙烯绝缘。

聚丙烯辐射交联的修饰的缺点是,当发生PP辐射交联时,会有一种裂解反应形成不饱和末端基团以及刺激分子和大分子自由基之间的竞争反应。当辐射剂量很小时,裂解为主导,并且交联的增加在很大剂量下占主导地位。几项研究表明,当PP辐射交联时,由于降解和交联的同时出现,其交联效率非常低。如果各向同性PP被Y射线辐射,则其降解和交联反应的比率为0.8。为了使PP进行有效的交联反应,必须添加交联启动子以进行辐照交联。同时,有效的交联厚度受电子射线的穿透能力的限制。辐射过程中的剩余电荷由于产生的气体而产生,这仅有助于薄产品的交联,并且其在厚壁电缆上的使用受到限制。

(iii)交联的乙烯 - 乙烯乙烯酯共聚物(XL-EVA)绝缘材料

随着人们对电缆安全性的要求越来越高,无卤素的震撼力交叉电缆正在迅速发展。与聚乙烯相比,EVA由于将乙酸乙酯单体引入分子链中而降低了结晶度,从而提高了柔韧性,抗冲击力,填充性兼容性和热密封特性。一般而言,EVA树脂的特性主要取决于乙酸乙酯在分子链上的含量。由于组件的比例可调节以满足不同的应用需求,因此乙酸乙酯的含量越高,透明度,柔软度和韧性将相对改善。 EVA树脂具有良好的填充物和交联性,因此它越来越多地用于无卤素的耐火式交叉链接电缆。此外,EVA树脂还用于制作一些特殊的电缆护套。电线和电缆中使用的EVA树脂通常具有12%至24%的乙烯基含量。在实际的电缆应用中,EVA通常与PE,PVC,PP等混合以调整电缆绝缘层的性能。在混合材料中,EVA组件可以促进交联,从而在交联后可以提高电缆的性能。

(iv)交联的乙烯丙烯三元橡胶(XL-EPDM)绝缘材料

XL-EPDM是通过辐照交联获得的乙烯,丙烯和非偶联的二烯的特来聚合物。 XL-EPDM电线结合了两条电线的优势:聚烯烃绝缘线和普通的橡胶绝缘线:

1。软,弯曲,弹性,高温不粘,长期衰老耐药性,严重的气候抗性(-60 ℃〜125℃)。

2。臭氧电阻,紫外线电阻kaiyun全站网页版登录,绝缘耐性和化学腐蚀性。

3。石油和溶剂耐药性与一般的氯丁橡胶绝缘材料相当,可以通过普通的热挤出加工设备(使用辐照交联,使其易于加工和低成本)生产和制造。

XL-EPDM绝缘电线被广泛使用,用于将电源电缆和海上电缆隔热35kV以下。现在,它们已被这种材料所取代,并用于制冷压缩机,汽车,防水电动机导线,变压器导线,矿山移动电缆,钻井和医疗设备,例如

XL-EPDM电缆的主要缺点是:

1。抗泪的不良。

2。粘附不良和自我粘附受到影响,这会影响随后的处理。

(v)有机硅橡胶绝缘材料

有机硅橡胶具有柔韧性,可以承受臭氧,电晕,火焰,并且具有良好的绝缘性能。它在电气行业中的主要应用将用于电线和电缆。有机硅橡胶线和电缆特别适合在高温和恶劣的环境中使用,它们的寿命远高于普通电缆。常见的有机硅橡胶绝缘电缆目前有高温电动机,变压器,发电机,电子设备,通车发动机上的点火电缆,船用电源和控制电缆。

目前,在交联电缆中使用的有机硅橡胶绝缘电线通常以正常压力热空气或高压蒸汽的形式交联。也有关于交联硅橡胶辐射的相关研究,但在有线行业尚未普及。近年来,随着辐照交联技术的发展,辐射交联的成本较低,交联效率较高。从环境的角度来看,它具有更不可替代的优势。因此,硅胶橡胶绝缘材料的辐射交联技术是交联硅橡胶系的未来研究方向。