Оқшаулағыш материалдардың өнімділігі сымдар мен кабельдердің сапасына, өңдеу тиімділігіне және қолданылу аясына тікелей әсер етеді. Оқшаулағыш материалдардың өнімділігі сымдар мен кабельдердің сапасына, өңдеу тиімділігіне және қолданылу аясына тікелей әсер етеді.
1. ПВХ поливинилхлоридті сымдар мен кабельдер
Поливинилхлорид (бұдан әрі деп аталады)ПВХ) оқшаулағыш материалдар - бұл ПВХ ұнтағына тұрақтандырғыштар, пластификаторлар, жалынға төзімді заттар, майлағыштар және басқа да қоспалар қосылатын қоспалар. Сымдар мен кабельдердің әртүрлі қолданылуы мен сипаттамалық талаптарына сәйкес формула сәйкесінше түзетіледі. Ондаған жылдар бойы өндіріс пен қолданудан кейін ПВХ өндірісі мен өңдеу технологиясы қазір өте жетілген. ПВХ оқшаулағыш материалы сымдар мен кабельдер саласында өте кең қолданысқа ие және өзіндік ерекшеліктеріне ие:
A. Өндіріс технологиясы жетілген, пішіндеу және өңдеу оңай. Басқа кабель оқшаулағыш материалдарымен салыстырғанда, ол тек арзан ғана емес, сонымен қатар түс айырмашылығын, жылтырлығын, басып шығаруын, өңдеу тиімділігін, сым бетінің жұмсақтығы мен қаттылығын, өткізгіштің адгезиясын, сондай-ақ сымның механикалық және физикалық қасиеттері мен электрлік қасиеттерін тиімді басқара алады.
B. Ол тамаша жалынға төзімділік сипаттамаларына ие, сондықтан ПВХ оқшауланған сымдар әртүрлі стандарттармен белгіленген жалынға төзімділік деңгейлеріне оңай сәйкес келеді.
C. Температураға төзімділік тұрғысынан, материалдық формулаларды оңтайландыру және жетілдіру арқылы қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын ПВХ оқшаулағыш түрлеріне негізінен келесі үш санат кіреді:
Номиналды кернеу тұрғысынан ол әдетте 1000 В айнымалы ток және одан төмен кернеу деңгейлерінде қолданылады және тұрмыстық техника, аспаптар мен есептегіштер, жарықтандыру және желілік байланыс сияқты салаларда кеңінен қолданылуы мүмкін.
ПВХ-ны қолдануды шектейтін бірқатар кемшіліктері бар:
A. Хлордың жоғары құрамына байланысты, ол жанған кезде көп мөлшерде қою түтін шығарады, бұл тұншығуға, көрінуге әсер етуі және кейбір канцерогендерді және HCl газын шығаруы мүмкін, бұл қоршаған ортаға айтарлықтай зиян келтіреді. Түтіні аз, галогенсіз оқшаулағыш материал өндірісінің технологиясының дамуымен ПВХ оқшаулағышын біртіндеп ауыстыру кабельдерді дамытудағы сөзсіз үрдіске айналды.
B. Кәдімгі ПВХ оқшаулағышы қышқылдар мен сілтілерге, жылу майына және органикалық еріткіштерге нашар төзімді. Ұқсас еритін химиялық принципке сәйкес, ПВХ сымдары аталған нақты ортада зақымдануға және жарылуға өте бейім. Дегенмен, тамаша өңдеу өнімділігі мен төмен құнына байланысты. ПВХ кабельдері тұрмыстық техникада, жарықтандыру құрылғыларында, механикалық жабдықтарда, аспаптар мен есептегіштерде, желілік байланыста, ғимарат сымдарында және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
2. Айқас байланысқан полиэтилен сымдар мен кабельдер
Айқас байланысқан ПЭ (бұдан әрі деп аталады)XLPE) - белгілі бір жағдайларда жоғары энергиялы сәулелердің немесе көлденең байланыстырушы агенттердің әсерінен сызықтық молекулалық құрылымнан үш өлшемді үш өлшемді құрылымға айнала алатын полиэтилен түрі. Сонымен қатар, ол термопластиктен ерімейтін термореактивті пластикке айналады.
Қазіргі уақытта сым мен кабельді оқшаулауды қолдануда негізінен үш көлденең байланыстыру әдісі қолданылады:
A. Пероксидті көлденең байланыстыру: Бұл алдымен полиэтилен шайырын тиісті көлденең байланыстырушы агенттермен және антиоксиданттармен бірге қолдануды, содан кейін көлденең байланыстырылатын полиэтилен қоспасының бөлшектерін алу үшін қажет болған жағдайда басқа компоненттерді қосуды қамтиды. Экструзия процесі кезінде көлденең байланыстыру ыстық бумен көлденең байланыстырушы құбырлар арқылы жүзеге асырылады.
B. Силанмен көлденең байланыстыру (жылы сумен көлденең байланыстыру): Бұл сондай-ақ химиялық көлденең байланыстыру әдісі. Оның негізгі механизмі - белгілі бір жағдайларда органосилоксан мен полиэтиленді көлденең байланыстыру.
және көлденең байланыстыру дәрежесі әдетте шамамен 60%-ға жетуі мүмкін.
C. Сәулелену арқылы көлденең байланыс: Ол полиэтилен макромолекулаларындағы көміртек атомдарын белсендіру және көлденең байланыс тудыру үшін R-сәулелері, альфа-сәулелер және электрон сәулелері сияқты жоғары энергиялы сәулелерді пайдаланады. Сымдар мен кабельдерде жиі қолданылатын жоғары энергиялы сәулелер - электронды үдеткіштер тудыратын электронды сәулелер. Бұл көлденең байланыс физикалық энергияға негізделгендіктен, ол физикалық көлденең байланысқа жатады.
Жоғарыда аталған үш түрлі байланыстыру әдісінің өзіндік ерекшеліктері мен қолданылуы бар:
Термопластикалық полиэтиленмен (ПВХ) салыстырғанда, XLPE оқшаулағышының келесі артықшылықтары бар:
A. Ол жылу деформациясына төзімділікті арттырды, жоғары температурада механикалық қасиеттерді жақсартты және қоршаған ортаның күйзеліске ұшырауына және жылу қартаюына төзімділікті жақсартты.
B. Ол химиялық тұрақтылықты және еріткіштерге төзімділікті арттырды, суық ағынды азайтты және негізінен бастапқы электрлік өнімділігін сақтап қалды. Ұзақ мерзімді жұмыс температурасы 125℃ және 150℃ жетуі мүмкін. Айқас байланысқан полиэтилен оқшаулағышы бар сымдар мен кабельдер қысқа тұйықталуға төзімділікті де жақсартады, ал оның қысқа мерзімді температураға төзімділігі 250℃ жетуі мүмкін, бірдей қалыңдықтағы сымдар мен кабельдер үшін айқас байланысқан полиэтиленнің ток өткізу қабілеті әлдеқайда жоғары.
C. Ол тамаша механикалық, су өткізбейтін және радиацияға төзімді қасиеттерге ие, сондықтан ол әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Мысалы: электр құрылғыларына арналған ішкі қосылым сымдары, қозғалтқыш сымдары, жарықтандыру сымдары, автомобильдерге арналған төмен вольтты сигналды басқару сымдары, локомотив сымдары, метроға арналған сымдар мен кабельдер, шахталарға арналған қоршаған ортаны қорғау кабельдері, теңіз кабельдері, ядролық электр станцияларына арналған кабельдер, теледидарға арналған жоғары вольтты сымдар, рентгендік атуға арналған жоғары вольтты сымдар, электр беру сымдар мен кабельдер және т.б.
XLPE оқшауланған сымдар мен кабельдердің айтарлықтай артықшылықтары бар, бірақ олардың қолданылуын шектейтін кейбір кемшіліктері де бар:
A. Ыстыққа төзімділігі төмен адгезия. Сымдарды номиналды температурасынан жоғары өңдеген және пайдаланған кезде, сымдар бір-біріне оңай жабысып қалады. Ауыр жағдайларда бұл оқшаулаудың зақымдалуына және қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін.
B. Жылу өткізгіштікке төзімділігі төмен. 200℃-тан жоғары температурада сымдардың оқшаулағышы өте жұмсақ болады. Сыртқы күштердің қысылуына немесе соқтығысуына ұшыраған кезде, сымдардың кесіліп, қысқа тұйықталуына әкелуі мүмкін.
C. Партиялар арасындағы түс айырмашылығын бақылау қиын. Өңдеу кезінде сызаттар, ағарту және басылған таңбалардың түсіп қалуы сияқты мәселелер туындауы мүмкін.
D. 150℃ температураға төзімділік дәрежесі бар XLPE оқшаулағышы толығымен галогенсіз және UL1581 стандарттарына сәйкес VW-1 жану сынағынан өте алады, сонымен қатар тамаша механикалық және электрлік қасиеттерін сақтайды. Дегенмен, өндіріс технологиясында әлі де белгілі бір кедергілер бар және құны жоғары.
3. Силикон резеңке сымдар мен кабельдер
Силикон каучугінің полимер молекулалары SI-O (кремний-оттегі) байланыстары арқылы түзілген тізбекті құрылымдар болып табылады. SI-O байланысы 443,5 кДж/MOL құрайды, бұл CC байланыс энергиясынан (355 кДж/MOL) әлдеқайда жоғары. Силикон каучук сымдар мен кабельдердің көпшілігі суық экструзия және жоғары температуралы вулканизация процестері арқылы өндіріледі. Әртүрлі синтетикалық каучук сымдар мен кабельдердің ішінде өзінің ерекше молекулалық құрылымына байланысты силикон каучук басқа қарапайым каучуктармен салыстырғанда жоғары өнімділікке ие.
A. Ол өте жұмсақ, жақсы серпімділікке ие, иіссіз және улы емес, жоғары температурадан қорықпайды және қатты суыққа төтеп бере алады. Жұмыс температурасының диапазоны -90-нан 300℃-қа дейін. Силикон резеңке кәдімгі резеңкеге қарағанда әлдеқайда жақсы жылуға төзімді. Оны 200℃ температурада үздіксіз және 350℃ температурада біраз уақыт пайдалануға болады.
B. Ауа райына тамаша төзімділік. Ультракүлгін сәулелер мен басқа да климаттық жағдайларға ұзақ уақыт әсер еткеннен кейін де, оның физикалық қасиеттері тек шамалы өзгерістерге ұшырады.
C. Силикон резеңкесінің кедергісі өте жоғары және оның кедергісі температура мен жиіліктердің кең диапазонында тұрақты болып қалады.
Сонымен қатар, силикон резеңке жоғары вольтты тәждік разрядқа және доғалық разрядқа тамаша төзімділікке ие. Силикон резеңке оқшауланған сымдар мен кабельдер жоғарыда аталған бірқатар артықшылықтарға ие және теледидарларға арналған жоғары вольтты құрылғы сымдарында, микротолқынды пештерге арналған жоғары температураға төзімді сымдарда, индукциялық пештерге арналған сымдарда, кофе қайнатпаларына арналған сымдарда, шамдарға, ультракүлгін жабдықтарға, галоген шамдарына, пештер мен желдеткіштерге арналған ішкі қосылым сымдарында, әсіресе шағын тұрмыстық техника саласында кеңінен қолданылады.
Дегенмен, оның кейбір кемшіліктері оның кең қолданылуын шектейді. Мысалы:
A. Жыртылуға төзімділігі төмен. Өңдеу немесе пайдалану кезінде сыртқы күштің қысылуы, сызылуы және тегістелуі салдарынан зақымдануға бейім, бұл қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін. Қазіргі қорғаныс шарасы - силикон оқшаулағышының сыртына өрілген шыны талшық қабатын немесе жоғары температуралы полиэфир талшығын қосу. Дегенмен, өңдеу кезінде сыртқы күштің қысылуынан болатын жарақаттарды мүмкіндігінше болдырмау қажет.
B. Қазіргі уақытта негізінен вулканизациялық қалыптауда қолданылатын вулканизациялаушы агент қос, екі, төрт. Бұл вулканизациялаушы агенттің құрамында хлор бар. Толығымен галогенсіз вулканизациялаушы агенттер (мысалы, платина вулканизациясы) өндірістік орта температурасына қатаң талаптар қояды және қымбатқа түседі. Сондықтан сым жіптерін өңдеген кезде келесі мәселелерді ескеру қажет: қысым дөңгелегінің қысымы тым жоғары болмауы керек. Өндіріс процесінде сынудың алдын алу үшін резеңке материалды қолданған дұрыс, бұл қысымға төзімділіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.
4. Айқас байланысқан этилен пропилен диен мономері (EPDM) резеңке (XLEPDM) сымы
Айқас байланысқан этилен пропилен диен мономері (EPDM) резеңке - этиленнің, пропиленнің және конъюгацияланбаған диеннің терполимері, ол химиялық немесе сәулелендіру әдістері арқылы айқас байланысқан. Айқас байланысқан EPDM резеңке оқшауланған сымы полиолефинді оқшауланған сымның да, кәдімгі резеңке оқшауланған сымның да артықшылықтарын біріктіреді:
A. Жұмсақ, икемді, серпімді, жоғары температурада жабыспайды, ұзақ мерзімді қартаюға төзімді және қатал ауа райы жағдайларына төзімді (-60-тан 125℃-қа дейін).
B. Озонға төзімділік, ультракүлгін сәулелерге төзімділік, электр оқшаулауына төзімділік және химиялық коррозияға төзімділік.
C. Май мен еріткіштің кедергісі жалпы мақсаттағы хлоропрен резеңке оқшаулағышымен салыстыруға болады. Ол кәдімгі ыстық экструзиялық жабдықпен өңделеді және сәулелендіру арқылы көлденең байланыстыру қолданылады, бұл өңдеуге оңай және құны төмен. Айқас байланысқан этиленпропилендиен мономері (EPDM) резеңке оқшаулағыш сымдары жоғарыда аталған көптеген артықшылықтарға ие және тоңазытқыш компрессорының сымдары, су өткізбейтін қозғалтқыш сымдары, трансформатор сымдары, шахталардағы жылжымалы кабельдер, бұрғылау, автомобильдер, медициналық құрылғылар, кемелер және электр құрылғыларының жалпы ішкі сымдары сияқты салаларда кеңінен қолданылады.
XLEPDM сымдарының негізгі кемшіліктері:
A. XLPE және PVC сымдары сияқты, оның жыртылуға төзімділігі салыстырмалы түрде нашар.
B. Нашар адгезия және өздігінен жабысуы кейінгі өңдеуге әсер етеді.
5. Флуоропластикалық сымдар мен кабельдер
Полиэтилен және поливинилхлоридті кабельдермен салыстырғанда, флуоропластикалық кабельдер келесі ерекшеліктерге ие:
A. Жоғары температураға төзімді фторопластиктер ерекше термиялық тұрақтылыққа ие, бұл фторопластикалық кабельдердің 150-ден 250 градус Цельсийге дейінгі жоғары температуралы ортаға бейімделуіне мүмкіндік береді. Көлденең қимасы бірдей өткізгіштер жағдайында фторопластикалық кабельдер үлкен рұқсат етілген ток өткізе алады, осылайша осы типтегі оқшауланған сымның қолданылу аясын айтарлықтай кеңейтеді. Осы бірегей қасиетінің арқасында фторопластикалық кабельдер көбінесе ұшақтарда, кемелерде, жоғары температуралы пештерде және электрондық жабдықтарда ішкі сымдар мен қорғасын сымдар үшін қолданылады.
B. Жақсы жалынға төзімділік: Флуоропластиктердің оттегі индексі жоғары, ал жанған кезде жалынның таралу диапазоны аз, бұл аз түтін шығарады. Одан жасалған сым жалынға төзімділік талаптары қатаң болатын құралдар мен орындарға жарамды. Мысалы: компьютерлік желілер, метро, көліктер, көпқабатты ғимараттар және басқа да қоғамдық орындар және т.б. Өрт шыққаннан кейін адамдар қою түтінге құламай эвакуациялануға уақыт таба алады, осылайша құнды құтқару уақытын алады.
C. Тамаша электрлік өнімділік: Полиэтиленмен салыстырғанда, фторопластиктердің диэлектрлік тұрақтысы төмен. Сондықтан, ұқсас құрылымды коаксиалды кабельдермен салыстырғанда, фторопластик кабельдердің әлсіреуі аз және жоғары жиілікті сигнал беру үшін қолайлы. Қазіргі уақытта кабельді пайдалану жиілігінің артуы үрдіске айналды. Сонымен қатар, фторопластиктердің жоғары температураға төзімділігіне байланысты олар көбінесе тарату және байланыс жабдықтарының ішкі сымдар, сымсыз тарату фидерлері мен таратқыштар арасындағы секіргіштер және бейне және аудио кабельдер ретінде қолданылады. Сонымен қатар, фторопластик кабельдер жақсы диэлектрлік беріктікке және оқшаулауға төзімділікке ие, бұл оларды маңызды аспаптар мен өлшеуіштерге арналған басқару кабельдері ретінде пайдалануға жарамды етеді.
D. Мінсіз механикалық және химиялық қасиеттері: Флуоропластиктер жоғары химиялық байланыс энергиясына, жоғары тұрақтылыққа ие, температураның өзгеруіне дерлік әсер етпейді және ауа райының қартаюына және механикалық беріктігіне тамаша ие. Әрі оған әртүрлі қышқылдар, сілтілер және органикалық еріткіштер әсер етпейді. Сондықтан ол мұнай химиясы, мұнай өңдеу және мұнай ұңғымаларын басқару сияқты климаттың айтарлықтай өзгеруі және коррозиялық жағдайлары бар орталарға жарамды.
E. Дәнекерлеу қосылыстарын жеңілдетеді Электрондық аспаптарда көптеген қосылыстар дәнекерлеу арқылы жасалады. Жалпы пластмассалардың балқу температурасы төмен болғандықтан, олар жоғары температурада оңай ериді, бұл кәсіби дәнекерлеу дағдыларын қажет етеді. Сонымен қатар, кейбір дәнекерлеу нүктелері белгілі бір дәнекерлеу уақытын қажет етеді, бұл да флуоропластикалық кабельдердің танымал болуының себебі. Мысалы, байланыс жабдықтары мен электрондық аспаптардың ішкі сымдары.
Әрине, флуоропластиктердің әлі де қолданылуын шектейтін кейбір кемшіліктері бар:
A. Шикізаттың бағасы жоғары. Қазіргі уақытта отандық өндіріс әлі де негізінен импортқа тәуелді (Жапонияның Дайкин және АҚШ-тың Дюпон). Соңғы жылдары отандық фторопластика тез дамығанымен, өндіріс түрлері әлі де біркелкі. Импорттық материалдармен салыстырғанда, материалдардың термиялық тұрақтылығы мен басқа да кешенді қасиеттерінде әлі де белгілі бір алшақтық бар.
B. Басқа оқшаулағыш материалдармен салыстырғанда, өндіріс процесі қиынырақ, өндіріс тиімділігі төмен, басылған таңбалар түсіп кетуге бейім және шығын көп, бұл өндіріс құнын салыстырмалы түрде жоғары етеді.
Қорытындылай келе, жоғарыда аталған оқшаулағыш материалдардың барлық түрлерін, әсіресе 105℃-тан жоғары температураға төзімділігі бар жоғары температуралы арнайы оқшаулағыш материалдарды қолдану Қытайда әлі де өтпелі кезеңде. Сым өндірісі немесе сым байламдарын өңдеу болсын, тек жетілген процесс қана емес, сонымен қатар осы сым түрінің артықшылықтары мен кемшіліктерін рационалды түрде түсіну процесі де бар.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 27 мамыр