Аннотация: Сым мен кабельге арналған силан кросс-полиэтиленді оқшаулағыш материалдың өзара байланыс принципі, жіктелуі, формуласы, процесі мен жабдықтары қысқаша сипатталған, сондай-ақ силанды табиғи көлденең байланысқан полиэтилен оқшаулағыш материалдың қолдану мен пайдаланудағы кейбір сипаттамалары, сондай-ақ материалдың тоғысқан күйіне әсер ететін факторлар енгізіледі.
Түйін сөздер: Силанды кросс-байланыстыру; Табиғи кросс-байланыс; полиэтилен; оқшаулау; Сым және кабель
Силанды кросс-байланыстырылған полиэтилен кабельдік материал қазіргі уақытта сым және кабель өнеркәсібінде төмен вольтты электр кабельдері үшін оқшаулағыш материал ретінде кеңінен қолданылады. Қажетті өндірістік жабдықпен салыстырғанда көлденең байланысқан сымдар мен кабельдер мен пероксидті кросс-байланыстыру және сәулеленуді көлденең байланыстыру өндірісіндегі материал қарапайым, жұмыс істеуге оңай, кешенді құны төмен және басқа да артықшылықтар төмен жұмыс үшін жетекші материал болды. -оқшаулағышы бар кернеулі көлденең кабель.
1.Silane кросс-байланыстырылған кабельдік материалдың кросс-байланыстыру принципі
Силанды кросс-байланыстырылған полиэтиленді жасаудың екі негізгі процесі бар: егу және көлденең байланыстыру. Егу процесінде полимер бос инициатордың әсерінен үшінші көміртегі атомында H-атомын жоғалтады және бос радикалдарға пиролизденеді, олар винилсиланның – CH = CH2 тобымен әрекеттесіп, триоксизилил эфирі бар егілген полимерді түзеді. топ. Айқас байланыстыру процесінде трансплантатталған полимер алдымен судың қатысуымен гидролизденеді, силанол түзеді, ал – ОН көршілес Si-OH тобымен конденсацияланып, Si-O-Si байланысын түзеді, осылайша полимерді айқас байланыстырады. макромолекулалар.
2. Силан кросс-байланыстырылған кабельдік материал және оның кабельді өндіру әдісі
Өздеріңіз білетіндей, силанды кросс-байланысты кабельдер мен олардың кабельдерін өндірудің екі сатылы және бір сатылы әдістері бар. Екі сатылы әдіс пен бір сатылы әдіс арасындағы айырмашылық силанды егу процесі қай жерде, екі сатылы әдіс үшін кабельдік материалды өндірушіде егу процесі, кабель өндіру зауытындағы егу процесінде жатыр. бір қадамдық әдіс. Нарықтағы ең үлкен үлеске ие екі сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтилен оқшаулағыш материалы A және B деп аталатын материалдардан тұрады, А материалы силанмен егілген полиэтилен және В материалы катализатордың негізгі партиясы болып табылады. Оқшаулағыш өзек содан кейін жылы суда немесе бумен біріктіріледі.
Екі сатылы силанды кросс-байланыстырылған полиэтилен оқшаулағышының тағы бір түрі бар, мұнда силан тармақталған тізбектері бар полиэтиленді алу үшін синтез кезінде винилсиланды тікелей полиэтиленге енгізу арқылы А материалы басқа жолмен өндіріледі.
Бір сатылы әдістің екі түрі бар, дәстүрлі бір сатылы процесс - бұл арнайы дәлдік өлшеу жүйесінің қатынасында формулаға сәйкес шикізаттың алуан түрі, егу мен экструзияны аяқтау үшін бір қадамда арнайы әзірленген арнайы экструдерге. кабельді оқшаулау өзегі, бұл процесте түйіршіктеу болмайды, кабельдік материал зауытының қатысуы қажет емес, кабель зауыты жалғыз аяқтайды. Бұл бір сатылы силан кросс-байланыстырылған кабельді өндіру жабдығы мен құрастыру технологиясы негізінен шетелден әкелінген және қымбат.
Бір сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулағыш материалдың тағы бір түрі кабельдік материал өндірушілерімен шығарылады, барлық шикізатты бірге араластырудың арнайы әдісінің қатынасында формулаға сәйкес, буып-түю және сату, А материалы жоқ және В материал, кабель зауыты кабель оқшаулағыш өзегін егу және экструзия бір мезгілде қадамды аяқтау үшін тікелей экструдер болуы мүмкін. Бұл әдістің бірегей ерекшелігі қымбат тұратын арнайы экструдерлердің қажеті жоқ, өйткені силанды егу процесін қарапайым ПВХ экструдерінде аяқтауға болады, ал екі сатылы әдіс экструзия алдында А және В материалдарын араластыру қажеттілігін болдырмайды.
3. Дәрілік құрам
Силан кросс-байланыстырылған полиэтилен кабельдік материалдың құрамы негізінен негізгі материал шайырынан, бастамашыдан, силаннан, антиоксиданттан, полимерлеу ингибиторынан, катализатордан және т.б.
(1) Негізгі шайыр әдетте балқыма индексі (MI) 2 болатын тығыздығы төмен полиэтилен (LDPE) шайыры болып табылады, бірақ жақында синтетикалық шайыр технологиясының дамуымен және шығындар қысымымен сызықтық төмен тығыздықтағы полиэтилен (LLDPE) да қолданыла бастады. осы материал үшін негізгі шайыр ретінде пайдаланылады немесе ішінара пайдаланылады. Әртүрлі шайырлар көбінесе олардың ішкі макромолекулярлық құрылымындағы айырмашылықтарға байланысты егу мен айқас байланыстыруға айтарлықтай әсер етеді, сондықтан әртүрлі өндірушілердің әртүрлі негізгі шайырларын немесе бір типті шайырларды қолдану арқылы рецептура өзгертілетін болады.
(2) Бастамашы жиі қолданылатын диизопропил асқын тотығы (DCP), кілті мәселенің көлемін түсіну болып табылады, силан егуді тудыратын тым аз жеткіліксіз; тым көп полиэтиленді кросс-байланыстыруды тудыруы мүмкін, бұл оның өтімділігін төмендетеді, экструдталған оқшаулау өзегінің беті кедір-бұдыр, сығу қиын жүйе. Қосылған инициатордың мөлшері өте аз және сезімтал болғандықтан, оны біркелкі тарату маңызды, сондықтан ол әдетте силанмен бірге қосылады.
(3) Силан әдетте винил қанықпаған силан пайдаланылады, соның ішінде винил триметоксисилан (A2171) және винилтриетоксисилан (A2151), A2171 жылдам гидролиз жылдамдығына байланысты, сондықтан көбірек A2171 адамды таңдаңыз. Сол сияқты, силанды қосу мәселесі бар, қазіргі кабельдік материал өндірушілер шығындарды азайту үшін оның төменгі шегіне жетуге тырысуда, өйткені силан импортталады, бағасы қымбатырақ.
(4) Антиоксидант полиэтиленді өңдеудің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және кабельді қартаюға қарсы және қосылды, силанды егу процесінде антиоксидант егу реакциясын тежеу рөліне ие, сондықтан егу процесі, антиоксидантты қосу сақ болу үшін, таңдауға сәйкес келетін DCP сомасын ескеру үшін қосылған сома. Екі сатылы кросс-байланыстыру процесінде антиоксиданттың көп бөлігін катализатордың негізгі партиясына қосуға болады, бұл егу процесіне әсерін азайтуы мүмкін. Бір сатылы кросс-байланыстыру процесінде антиоксидант бүкіл егу процесінде болады, сондықтан түр мен мөлшерді таңдау маңыздырақ. Жиі қолданылатын антиоксиданттар 1010, 168, 330 және т.б.
(5) Полимеризация ингибиторы жанама реакциялардың кейбір егу және кросс-байланыс процестерін тежеу үшін қосылады, егу процесінде кросс-байланыстыруға қарсы агент қосу үшін C2C кросс-байланыстырудың пайда болуын тиімді азайтады, осылайша жақсартады. өңдеудің өтімділігі, сонымен қатар, сол жағдайларда трансплантаттың қосылуы алдында полимерлеу ингибиторында силанның гидролизі болады, егілген полиэтиленнің гидролизін азайтып, егу материалының ұзақ мерзімді тұрақтылығын жақсартуға болады.
(6) Катализаторлар көбінесе органотин туындылары болып табылады (табиғи айқаспалы байланыстан басқа), ең көп таралғаны дибутилтин дилаурат (DBDTL), әдетте мастер-партия түрінде қосылады. Екі сатылы процесте трансплантат (А материалы) және катализатордың негізгі партиясы (В материалы) бөлек буып-түйіледі және A және B материалдары A материалының алдын ала айқаспауын болдырмау үшін экструдерге қоспас бұрын бірге араластырылады. Бір сатылы силанды кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулау жағдайында, қаптамадағы полиэтилен әлі егілген жоқ, сондықтан алдын ала көлденең байланыстыру мәселесі жоқ, сондықтан катализаторды бөлек орау қажет емес.
Бұған қоса, нарықта силан, бастамашы, антиоксидант, кейбір майлау материалдары мен мысға қарсы агенттердің комбинациясы болып табылатын және әдетте кабельдік зауыттарда бір сатылы силанды кросс-байланыс әдістерінде қолданылатын аралас силандар бар.
Сондықтан, құрамы өте күрделі болып саналмайтын және тиісті ақпаратта бар силанды кросс-полиэтиленді оқшаулаудың тұжырымы, бірақ толық өңдеуді талап ететін түпкілікті аяқтау үшін кейбір түзетулер енгізілген сәйкес өндірістік рецептуралар. құрастырудағы құрамдастардың рөлін және олардың өнімділікке әсер ету заңдылығын және олардың өзара ықпалын түсіну.
Кабельдік материалдардың көптеген түрлерінде силан кросс-байланыстырылған кабельдік материал (екі сатылы немесе бір сатылы) экструзияда болатын химиялық процестердің жалғыз түрі болып саналады, басқа сорттар, мысалы, поливинилхлоридті (ПВХ) кабельдік материал және полиэтилен (PE) кабельдік материал, экструзия түйіршіктеу процесі физикалық араластыру процесі болып табылады, тіпті химиялық кросс-байланыстыру және сәулелену кросс-байланыстырушы кабель материалы, экструзия түйіршіктеу процесінде болсын, немесе экструзия жүйесі Кабель, химиялық процесс болмайды. , сондықтан, салыстырғанда, силан кросс-байланысты кабель материал және кабель оқшаулау экструзия өндіру, процесті бақылау маңыздырақ болып табылады.
4. Екі сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулауды өндіру процесі
Екі сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулағыш А материалының өндіріс процесін 1-суретте қысқаша көрсетуге болады.
1-сурет Екі сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулағыш материалды өндіру процесі А
Екі сатылы силанды кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулауды өндіру процесіндегі кейбір негізгі нүктелер:
(1) Кептіру. Полиэтиленді шайырдың құрамында аз мөлшерде су болғандықтан, жоғары температурада экструдталған кезде су силилл топтарымен жылдам әрекеттеседі, бұл балқыманың өтімділігін төмендетеді және алдын ала айқаспалы байланысты тудырады. Дайын материалда суды салқындатқаннан кейін де су бар, ол жойылмаса, алдын ала айқаспалы байланыс тудыруы мүмкін, сонымен қатар кептіру керек. Кептіру сапасын қамтамасыз ету үшін терең кептіру қондырғысы қолданылады.
(2) Өлшеу. Материалды құрастырудың дәлдігі маңызды болғандықтан, әдетте импорттық салмақ жоғалту таразысы қолданылады. Полиэтиленді шайыр мен антиоксидант экструдердің беру порты арқылы өлшенеді және беріледі, ал силан мен инициатор экструдердің екінші немесе үшінші бөшкелеріндегі сұйық материал сорғысы арқылы айдалады.
(3) Экструзия егу. Экструдерде силанды егу процесі аяқталды. Температураны, бұрандалы комбинацияны, бұранда жылдамдығын және беру жылдамдығын қоса, экструдердің технологиялық параметрлері пероксидтің мерзімінен бұрын ыдырауы қажет болмаған кезде экструдердің бірінші бөлігіндегі материал толығымен балқытуға және біркелкі араласуға болатын принципті ұстануы керек. , және экструдердің екінші бөлігіндегі толық біркелкі материал толығымен ыдырап, егу процесі аяқталуы керек, экструдер қимасының әдеттегі температуралары (LDPE) 1-кестеде көрсетілген.
1-кесте Екі сатылы экструдер аймақтарының температуралары
| Жұмыс аймағы | 1-аймақ | 2-аймақ | 3-аймақ ① | 4-аймақ | 5-аймақ |
| Температура P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Жұмыс аймағы | 6-аймақ | 7-аймақ | 8-аймақ | 9-аймақ | Ауыз өледі |
| Температура °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①силан қосылатын жер.
Экструдер бұрандасының жылдамдығы экструдердегі материалдың тұру уақытын және араластыру әсерін анықтайды, егер тұру уақыты қысқа болса, пероксидтің ыдырауы толық емес; егер тұру уақыты тым ұзақ болса, экструдталған материалдың тұтқырлығы артады. Тұтастай алғанда, экструдердегі түйіршіктің орташа тұру уақыты инициатордың ыдырауының жартылай ыдырау кезеңінде 5-10 есе бақылануы керек. Азықтандыру жылдамдығы материалдың тұру уақытына белгілі бір әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар материалды араластыруға және кесуге де әсер етеді, тиісті қоректендіру жылдамдығын таңдау да өте маңызды.
(4) Қаптама. Екі сатылы силан кросс-байланыстырылған оқшаулағыш материал ылғалды жою үшін тікелей ауада алюминий-пластикалық композициялық пакеттерге оралуы керек.
5. Бір сатылы силан кросс-полиэтиленді оқшаулағыш материалды өндіру процесі
Бір сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулағыш материал егу процесіне байланысты кабельдік зауытта кабельдік оқшаулау өзегін экструзиялайды, сондықтан кабельді оқшаулаудың экструзия температурасы екі сатылы әдіске қарағанда айтарлықтай жоғары. Бір сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулау формуласы бастамашының және силанның және материалдың ығысуының жылдам дисперсиясында толығымен қарастырылғанымен, бірақ егу процесі температурамен қамтамасыз етілуі керек, бұл бір сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтилен. оқшаулау өндірісі зауыты экструзия температурасын дұрыс таңдаудың маңыздылығын бірнеше рет атап өтті, жалпы ұсынылған экструзия температурасы 2-кестеде көрсетілген.
2-кесте Әрбір аймақтың бір сатылы экструдер температурасы (бірлік: ℃ )
| Аймақ | 1-аймақ | 2-аймақ | 3-аймақ | 4-аймақ | Фланец | Бас |
| Температура | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Бұл бір сатылы силан кросс-байланыстырылған полиэтилен процесінің әлсіз жақтарының бірі, әдетте кабельдерді екі қадаммен экструдтау кезінде талап етілмейді.
6.Өндірістік жабдықтар
Өндірістік құрал-жабдықтар процесті басқарудың маңызды кепілі болып табылады. Силанды кросс-байланыстырылған кабельдерді өндіру процесті басқарудың өте жоғары дәлдігін талап етеді, сондықтан өндірістік жабдықты таңдау ерекше маңызды.
Екі сатылы силанды кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулағыш материалды өндіру А материалды өндіруге арналған жабдық, қазіргі уақытта импорттық салмақсыз салмағы бар отандық изотропты параллельді қос бұрандалы экструдер, мұндай құрылғылар процесті бақылау дәлдігінің талаптарына, ұзындығы мен диаметрін таңдауға жауап бере алады. материалдың тұру уақытын қамтамасыз ету үшін қос бұрандалы экструдер, ингредиенттердің дәлдігін қамтамасыз ету үшін импорттық салмақсыз салмақты таңдау. Әрине, жабдықтың көптеген бөлшектері бар, оларға толық назар аудару керек.
Бұрын айтылғандай, кабель зауытындағы бір сатылы силан кросс-байланысты кабельді өндіру жабдықтары импорттық, қымбат, отандық құрал-жабдықтарды өндірушілерде ұқсас өндірістік жабдықтар жоқ, себебі құрал-жабдықтарды өндірушілер мен формула және технологиялық зерттеушілер арасындағы ынтымақтастықтың жоқтығы.
7.Силан табиғи кросс-полиэтиленді оқшаулағыш материал
Соңғы жылдары жасалған силанды табиғи кросс-полиэтиленді оқшаулағыш материалды табиғи жағдайда бірнеше күн ішінде бу немесе жылы суға батырусыз айқастыруға болады. Дәстүрлі силанды кросс-байланыс әдісімен салыстырғанда, бұл материал кабель өндірушілері үшін өндіріс процесін қысқарта алады, өндіріс шығындарын одан әрі төмендетеді және өндіріс тиімділігін арттырады. Силан табиғи кросс-байланыстырылған полиэтиленді оқшаулау кабель өндірушілерімен көбірек танылып, пайдаланылады.
Соңғы жылдары отандық силанды табиғи кросс-полиэтиленді оқшаулау пісіп жетілді және импорттық материалдармен салыстырғанда баға бойынша белгілі бір артықшылықтармен көп мөлшерде шығарылды.
7. 1 Табиғи айқаспалы полиэтиленді силанды оқшаулау үшін тұжырымдау идеялары
Силанды табиғи кросс-байланыстырылған полиэтилен оқшаулағыштары екі сатылы процесте өндіріледі, оның құрамы бірдей құрамда негізгі шайырдан, бастамашыдан, силаннан, антиоксиданттан, полимерлеу тежегішінен және катализатордан тұрады. Силанды табиғи кросс-байланыстырылған полиэтилен оқшаулағыштарының тұжырымы А материалының силанды егу жылдамдығын арттыруға және силанды жылы сумен байланыстырылған полиэтилен оқшаулағыштарына қарағанда тиімдірек катализаторды таңдауға негізделген. Силанды егу жылдамдығы жоғарырақ А материалдарын тиімдірек катализатормен бірге пайдалану силан кросс-байланыстырылған полиэтилен изоляторына тіпті төмен температурада және ылғал жеткіліксіз болса да жылдам айқастыруға мүмкіндік береді.
Импортталған силан табиғи кросс-байланыстырылған полиэтиленді изоляторларға арналған А-материалдар сополимеризация арқылы синтезделеді, мұнда силанның құрамын жоғары деңгейде бақылауға болады, ал силанды егу арқылы егу жылдамдығы жоғары А-материалдарын алу қиын. Рецептте қолданылатын негізгі шайыр, инициатор және силан әртүрлілік пен толықтыру тұрғысынан әртүрлі және реттелуі керек.
Резистентті таңдау және оның дозасын реттеу де шешуші мәнге ие, өйткені силанның егу жылдамдығының жоғарылауы сөзсіз CC айқаспалы жанама реакциялардың көбірек болуына әкеледі. Кейінгі кабельді экструзияға арналған А материалының өңдеудің өтімділігін және бетінің жай-күйін жақсарту үшін CC қиылысуын және алдын ала айқаспалы байланыстыруды тиімді тежеу үшін полимерлеу ингибиторының сәйкес мөлшері қажет.
Сонымен қатар, катализаторлар айқас байланыс жылдамдығын арттыруда маңызды рөл атқарады және өтпелі металдарсыз элементтері бар тиімді катализаторлар ретінде таңдалуы керек.
7. 2 Табиғи айқаспалы силанды полиэтиленді оқшаулағыштардың айқаспалы байланыс уақыты
Силанды табиғи кросс-полиэтиленді оқшаулауды табиғи күйінде көлденең байланыстыруды аяқтау үшін қажетті уақыт оқшаулау қабатының температурасына, ылғалдылығына және қалыңдығына байланысты. Температура мен ылғалдылық неғұрлым жоғары болса, оқшаулағыш қабаттың қалыңдығы соғұрлым жұқа болады, айқаспалы байланыстыру уақыты қысқарады және керісінше ұзағырақ болады. Температура мен ылғалдылық әр аймақта және маусымнан маусымға, тіпті бір жерде және бір уақытта өзгеретіндіктен, бүгінгі және ертеңгі температура мен ылғалдылық әртүрлі болады. Сондықтан, материалды пайдалану кезінде пайдаланушы жергілікті және басым температура мен ылғалдылыққа, сондай-ақ кабельдің спецификациясына және оқшаулағыш қабаттың қалыңдығына сәйкес қиылысу уақытын анықтауы керек.
Жіберу уақыты: 13 тамыз 2022 ж