要約:ワイヤとケーブルのためのシラン架橋ポリエチレン絶縁材料の架橋原理、分類、製剤、プロセス、および機器について簡単に説明し、シランのいくつかの特性は、用途と使用における自然に架橋ポリエチレン断熱材料のいくつかの特性を説明します。材料の架橋条件に影響を与える要因が導入されています。
キーワード:シラン架橋。自然な架橋;ポリエチレン;絶縁;ワイヤーとケーブル
シラン架橋ポリエチレンケーブル材料は、低電圧式電力ケーブルの絶縁材料として、ワイヤーおよびケーブル産業で広く使用されています。架橋ワイヤとケーブルの製造中の材料、および必要な製造装置と比較した過酸化物の架橋と照射架橋は、簡単で操作が簡単で、包括的なコストが低く、その他の利点は、低い低い材料になりました。 - 断熱材の電圧架橋ケーブル。
1.シラン架橋ケーブル材料の架橋原理
シラン架橋ポリエチレンの製造には、グラフトと架橋の2つの主要なプロセスがあります。移植プロセスでは、ポリマーは、フリーイニシエーターの作用とフリーラジカルへの熱分解の下で三次炭素原子のH原子を失います。グループ。架橋プロセスでは、移植片ポリマーは最初に水の存在下でシラノールを生成し、 - OHは隣接するSI-OH基で凝縮してSI-O-SI結合を形成し、ポリマーを架橋するために架橋する高分子。
2.シラン架橋ケーブル材料とそのケーブル生産方法
ご存知のように、シラン架橋ケーブルとそのケーブルのための2段階とワンステップの生産方法があります。 2段階の方法とワンステップ方法の違いは、シラン接グラフトプロセスが実行される場所、2段階の方法のケーブル材料メーカーでの接ぎ木プロセス、ケーブル製造プラントの移植プロセスであり、ワンステップ方法。最大の市場シェアを持つ2段階のシラン架橋ポリエチレン絶縁材料は、いわゆるAおよびB材料で構成されており、シランとB材料が触媒マスターバッチでグラフトされたポリエチレンである材料が含まれています。断熱コアは、温水または蒸気で架橋されます。
別のタイプの2段階のシラン架橋ポリエチレン絶縁体があります。ここでは、合成中にビニルシランをポリエチレンに直接導入してシラン分岐鎖を持つポリエチレンを得ることにより、別の方法で材料が生成されます。
ワンステップ方法には2つのタイプもあります。従来のワンステッププロセスは、特別な精密計量システムの比率の式に応じたさまざまな原材料です。ケーブル断熱コア、このプロセスでは、顆粒は、ケーブル工場が単独で完了するために、ケーブル材料植物の参加を必要としません。このワンステップシラン架橋ケーブル生産機器と製剤技術は、ほとんどが海外から輸入されており、高価です。
別のタイプのワンステップシラン架橋ポリエチレン断熱材は、ケーブル材料メーカーによって生産されます。すべての原材料は、式に従ってすべての原材料であり、特別な混合、パッケージ化、販売の比率で、材料はありません。材料のケーブルプラントは、押出機に直接入力して、同時にケーブル断熱コアの移植と押し出しでステップを完了することができます。この方法のユニークな特徴は、通常のPVC押出機でシラングラフトプロセスを完了することができるため、高価な特別な押出機が必要ではないことであり、2段階の方法により、押出前にAとBの材料を混合する必要性がなくなることです。
3。定式化の組成
シラン架橋ポリエチレンケーブル材料の製剤は、一般に基本樹脂、イニシエーター、シラン、抗酸化剤、重合阻害剤、触媒などで構成されています。
(1)塩基樹脂は一般に、2の溶融指数(MI)を備えた低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂であるが、最近、合成樹脂技術とコスト圧力の開発により、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)もこの材料のベース樹脂として使用または部分的に使用されます。さまざまな樹脂が、内部高分子構造の違いにより、移植や架橋に大きな影響を与えることが多いため、さまざまなベース樹脂または異なるメーカーの同じタイプの樹脂を使用することにより、製剤が変更されます。
(2)一般的に使用されるイニシエーターは過酸化ジイソプロピル(DCP)であり、重要なのは問題の量を把握することです。ポリエチレンの架橋を引き起こすには多すぎるため、その流動性が低下します。これは、押し出された断熱コアの表面が粗く、システムを絞るのが難しいです。追加されたイニシエーターの量は非常に小さくて敏感であるため、それを均等に分散させることが重要であるため、一般にシランと一緒に追加されます。
(3)シランは一般に、ビニルトリメトキシシラン(A2171)およびビニルトリエトキシシラン(A2151)を含むビニル不飽和シランを使用しています。同様に、シランを追加する問題があります。現在のケーブル材料メーカーは、シランが輸入されるため、コストを削減するために下限を達成しようとしています。価格はより高価です。
(4)抗酸化剤は、ポリエチレン処理とケーブルアンチエイジングの安定性を確保するためであり、シラン移植プロセスにおける抗酸化剤を加えて、移植反応を阻害する役割を担っているため、移植プロセス、抗酸化剤の添加注意するために、選択に一致するDCPの量を考慮するために追加された量。 2段階の架橋プロセスでは、抗酸化物質のほとんどを触媒マスターバッチに追加でき、移植プロセスへの影響を減らすことができます。ワンステップの架橋プロセスでは、抗酸化物質は移植プロセス全体に存在するため、種と量の選択がより重要です。一般的に使用される抗酸化物質は1010、168、330などです。
(5)重合阻害剤が添加され、副作用プロセスのグラフトおよび架橋プロセスが発生し、接地プロセスでアンチクロスリンク剤を追加し、C2C架橋の発生を効果的に減らし、それにより改善することができます。さらに、加工の流動性は、同じ条件で移植片を添加すると、重合阻害剤上のシランの加水分解が移植されたポリエチレンの加水分解を減らし、移植片材料の長期的な安定性を改善することが前に行われます。
(6)触媒はしばしば有機チン誘導体(天然の架橋を除く)であり、最も一般的なのはDivityltin Dilaurate(DBDTL)であり、一般にマスターバッチの形で追加されます。 2段階のプロセスでは、移植片(A材料)と触媒マスターバッチ(B材料)が個別に包装され、AとBの材料を混合してから押し出し材に加えて、A材料の事前交配を防ぎます。ワンステップシラン架橋ポリエチレン断熱の場合、パッケージ内のポリエチレンはまだ接ぎ木されていないため、前リンクリンクの問題はなく、したがって触媒を個別にパッケージ化する必要はありません。
さらに、シラン、イニシエーター、抗酸化剤、一部の潤滑剤、抗銅エージェントの組み合わせであり、一般にケーブル植物のシラン架橋方法で使用されている、市場には複合シランがあります。
したがって、シラン架橋ポリエチレン断熱材の製剤は、その組成は非常に複雑であるとは見なされず、関連情報で利用可能であるが、適切な生産策定は、完全に完全に必要とするいくつかの調整を受けます。定式化におけるコンポーネントの役割と、パフォーマンスへの影響と相互の影響力の法則の理解。
多くの品種のケーブル材料では、シラン架橋ケーブル材料(2段階またはワンステップ)が押し出しに発生する唯一の種類の化学プロセスであると考えられています。ポリエチレン(PE)ケーブル材料、押出粒子形成プロセスは、化学架橋と照射架橋ケーブル材料が、押出粒子形成プロセスであろうと押し出しシステムケーブルであっても、化学プロセスが発生していない場合でも、物理的な混合プロセスです。 、したがって、それに比べて、シラン架橋ケーブル材料とケーブル断熱材の押し出しの生産により、プロセス制御がより重要です。
4。2段階のシラン架橋ポリエチレン断熱プロセス
2段階のシラン架橋ポリエチレン絶縁の生産プロセスは、図1で簡単に表すことができます。
図1 2段階のシラン架橋ポリエチレン断熱材の生産プロセス

2段階のシラン架橋ポリエチレン断熱材の生産プロセスにおけるいくつかの重要なポイント:
(1)乾燥。ポリエチレン樹脂には少量の水が含まれているため、高温で押し出されると、水はシリル群と急速に反応して架橋を生成し、溶融の流動性を低下させ、事前クロスリンクを生成します。完成した材料には、水冷後の水も含まれています。これは、除去されない場合は事前架橋を引き起こす可能性があり、乾燥させる必要があります。乾燥の品質を確保するために、深い乾燥ユニットが使用されます。
(2)計量。材料の定式化の精度が重要であるため、一般に輸入された重量の計量スケールが使用されます。ポリエチレン樹脂と抗酸化物質は測定され、押出機の飼料ポートから供給され、シランとイニシエーターは押出機の2番目または3番目のバレルに液体材料ポンプによって注入されます。
(3)押出移植。シランのグラフトプロセスは、押出機で完了します。温度、ネジの組み合わせ、ネジ速度、飼料速度を含む押出機のプロセス設定は、過酸化物の早期分解が望まれない場合、押出機の最初のセクションの材料が完全に溶融し、均一に混合できるという原則に従う必要があります。 、そして、押出機の2番目のセクションの完全に均一な材料を完全に分解し、移植プロセスを完了する必要があることを表1に示します。
表1 2段階の押出機ゾーンの温度
作業ゾーン | ゾーン1 | ゾーン2 | ゾーン3① | ゾーン4 | ゾーン5 |
温度p°C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
作業ゾーン | ゾーン6 | ゾーン7 | ゾーン8 | ゾーン9 | 口が死ぬ |
温度°C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
Silaneが追加されているのです。
押出機ネジの速度は、滞留時間と押出機の材料の混合効果を決定します。滞留時間が短い場合、過酸化物の分解は不完全です。滞留時間が長すぎると、押し出された材料の粘度が増加します。一般に、押出機の顆粒の平均滞留時間は、5〜10回のイニシエーター分解半減期で制御する必要があります。摂食速度は、材料の滞留時間に一定の影響を与えるだけでなく、材料の混合とせん断にも影響を与えるため、適切な給餌速度を選択することも非常に重要です。
(4)パッケージ。 2段階のシラン架橋断熱材は、水分を排除するために、直接空気中のアルミニウムプラスチック複合袋に詰め込む必要があります。
5。1段階のシラン架橋ポリエチレン断熱材料生産プロセス
接ぎ木プロセスがケーブル断熱コアの押出が押し出されているため、1段階のシラン架橋ポリエチレン断熱材があるため、ケーブル絶縁の押出温度は2段階の方法よりも大幅に高くなります。ワンステップシラン架橋ポリエチレン断熱式は、イニシエーターとシランと材料せん断の急速な分散で完全に考慮されていますが、グラフトプロセスは温度によって保証する必要がありますが、これはワンステップシラン架橋ポリエチレンです。断熱産生は、押出温度の正しい選択の重要性を繰り返し強調しました。一般的な推奨される押出温度を表2に示します。
表2各ゾーンの1段の押出器温度(ユニット:℃)
ゾーン | ゾーン1 | ゾーン2 | ゾーン3 | ゾーン4 | フランジ | 頭 |
温度 | 160 | 190 | 200 ~210 | 220~230 | 230 | 230 |
これは、1段階のシラン架橋ポリエチレンプロセスの弱点の1つです。これは、2つのステップでケーブルを押し出す場合は一般に必要ありません。
6.生産装置
生産機器は、プロセス制御の重要な保証です。シラン架橋ケーブルの生産には、非常に高度なプロセス制御の精度が必要であるため、生産機器の選択が特に重要です。
2段階のシラン架橋ポリエチレン断熱材の生産材料生産装置、現在より国内の等方性平行ツインスクリュー押出機を輸入した重量のない計量を伴うこのようなデバイスは、プロセス制御の精度、長さと直径の選択の要件を満たすことができます。ツインスクリューの押出機は、材料の滞留時間、輸入された無重力の計量の選択を確保し、成分の精度を確保することを保証します。もちろん、完全に注意する必要がある機器の詳細がたくさんあります。
前述のように、ケーブルプラントのワンステップシラン架橋ケーブル生産機器は輸入され、高価な家庭用機器メーカーが同様の生産機器を持っていません。その理由は、機器メーカーとフォーミュラおよびプロセス研究者の間の協力の欠如です。
7.シラン天然架橋ポリエチレン断熱材
近年開発されたシラン天然の架橋ポリエチレン絶縁材料は、蒸気や温水浸漬なしで、数日以内に自然条件下で架橋することができます。従来のシラン架橋方法と比較して、この材料はケーブルメーカーの生産プロセスを減らし、生産コストをさらに削減し、生産効率を高めることができます。シラン自然に架橋ポリエチレン断熱材は、ケーブルメーカーによってますます認識され、使用されています。
近年、輸入材料と比較して、価格の特定の利点があるため、国内のシラン天然架橋ポリエチレン断熱材が成熟し、大量に生産されています。
7。1シランの定式化のアイデア自然に架橋ポリエチレン断熱材
シラン天然の架橋ポリエチレン断熱材は、2段階のプロセスで生成され、同じ製剤は塩基樹脂、イニシエーター、シラン、抗酸化剤、重合阻害剤、触媒で構成されています。シラン天然の架橋ポリエチレン絶縁体の製剤は、A材料のシラングラフト速度の増加と、シラン温水架橋ポリエチレン絶縁体よりも効率的な触媒を選択することに基づいています。より効率的な触媒と組み合わせたシラン移植速度が高い材料を使用すると、シラン架橋ポリエチレン絶縁体は、低温でも湿気が不十分であっても迅速に架橋できます。
輸入されたシランのa材料は、自然に架橋ポリエチレン絶縁体のcopolymerisationによって合成され、シラン含有量は高レベルで制御できますが、シランを移植することで高移植速度を持つA-材料の生成は困難です。レシピで使用されるベース樹脂、イニシエーター、シランは、多様性と追加の点で変化し、調整する必要があります。
抵抗の選択とその投与量の調整も重要です。シランの移植速度の増加は、必然的にCCの架橋副反応につながるためです。後続のケーブル押出のためのA材料の処理流動性と表面条件を改善するために、CC架橋と以前の事前架橋を効果的に阻害するために、適切な量の重合阻害剤が必要です。
さらに、触媒は架橋速度の増加に重要な役割を果たし、遷移金属のない要素を含む効率的な触媒として選択する必要があります。
7。2シランの架橋時間自然に架橋ポリエチレン断熱材
その天然状態におけるシランの天然架橋ポリエチレン断熱の架橋を完了するのに必要な時間は、断熱層の温度、湿度、厚さに依存します。温度と湿度が高いほど、断熱層の厚さが薄くなるほど、必要な架橋時間が短くなり、反対が長くなります。温度と湿度は地域ごとに、そして季節ごとに異なるため、同じ場所と同時に、今日と明日の温度と湿度は異なります。したがって、材料の使用中に、ユーザーは、局所的および一般的な温度と湿度、ケーブルの仕様と断熱層の厚さに応じて架橋時間を決定する必要があります。
投稿時間:Aug-13-2022