1. Sarrera
EVA etileno binil azetato kopolimeroaren laburdura da, poliolefina polimero bat. Urtze-tenperatura baxua, jariakortasun ona, polaritatea eta elementu ez-halogenoak dituelako, polimero eta hauts mineral ugarirekin bateragarria da, propietate mekaniko eta fisiko ugari ditu, propietate elektrikoak eta prozesatzeko errendimendua orekatzen ditu, eta prezioa ez da altua, merkatuko eskaintza nahikoa da, beraz, kableen isolamendu-material gisa, betegarri eta estalki gisa ere erabil daiteke; material termoplastiko bihur daiteke, eta material gurutzatu termoegonkortzaile bihur daiteke.
EVAk erabilera sorta zabala du, suaren atzeratzaileekin, ke gutxiko halogenorik gabeko edo halogeno erregai-hesi gisa erabil daiteke; EVAren VA edukiera handiko oinarrizko materiala aukeratuz gero, olioarekiko erresistentea den material bihur daiteke; EVAren urtze-indize moderatua aukeratuz, EVAren betegarriaren 2 edo 3 aldiz gehituz, estrusio-prozesuaren errendimendua eta prezioa orekatuagoak izan daitezke oxigeno-hesi (betegarri) materialarekin.
Artikulu honetan, EVAren egitura-propietateetatik hasita, kableen industrian duen aplikazioaren aurkezpena eta garapen-perspektibak.
2. Egitura-ezaugarriak
Sintesia ekoiztean, polimerizazio-mailaren n/m erlazioa aldatzeak VA edukia % 5etik % 90era bitarteko EVA sor dezake; polimerizazio-maila osoa handitzeak pisu molekularra hamar milakatik ehunka milaka EVA sor dezake; VA edukia % 40tik beherakoa denean, kristalizazio partzialaren eta elastikotasun eskasaren ondorioz, EVA plastikoa bezala ezagutzen da; VA edukia % 40tik gorakoa denean, kristalizaziorik gabeko kautxu-antzeko elastomeroa EVM kautxua bezala ezagutzen da.
1. 2 Ezaugarriak
EVAren kate molekularra egitura lineal saturatua da, beraz, zahartze termikoarekiko, eguraldiarekiko eta ozonoarekiko erresistentzia ona du.
EVA molekularen kate nagusiak ez du lotura bikoitzik, bentzeno eraztunik, azil, amina talderik eta erretzean erraz ketzen diren beste talderik, alboko kateek ere ez dute erraz ketzen diren metilo, fenilo, ziano eta beste talderik erretzean. Gainera, molekulak berak ez du halogeno elementurik, beraz, bereziki egokia da ke gutxiko halogenorik gabeko erregai erresistenteetarako.
EVA albo-katean binil azetato (VA) taldearen tamaina handiak eta bere polaritate ertainak esan nahi du binilo bizkarrezurraren kristalizazio joera inhibitzen duela eta mineral betegarriekin ondo akoplatzen dela, eta horrek errendimendu handiko hesi-erregaien baldintzak sortzen ditu. Hori bereziki egia da ke gutxiko eta halogenorik gabeko erresistentzietarako, % 50eko bolumen-eduki baino gehiagoko su-atzeratzaileak [adibidez, Al(OH) 3, Mg(OH) 2, etab.] gehitu behar baitira kableen su-atzeratzaileen estandarren eskakizunak betetzeko. VA eduki ertain edo altua duen EVA oinarri gisa erabiltzen da ke gutxiko eta halogenorik gabeko su-atzeratzaileen erregaiak ekoizteko, propietate bikainak dituztenak.
EVA alboko kateko binilo azetato taldea (VA) polarra denez, zenbat eta VA eduki handiagoa izan, orduan eta polarragoa izango da polimeroa eta orduan eta hobea izango da olioarekiko erresistentzia. Kableen industriak behar duen olioarekiko erresistentziak, gehienbat, olio mineral ez-polar edo ahulki polarrak jasateko gaitasuna adierazten du. Bateragarritasun antzekoaren printzipioaren arabera, VA eduki handiko EVA oinarrizko material gisa erabiltzen da ke gutxiko eta halogenorik gabeko erregai-hesi bat sortzeko, olioarekiko erresistentzia ona duena.
EVA molekulek alfa-olefina H atomoaren errendimendua aktiboagoa da, peroxido erradikalen edo energia handiko elektroi-erradiazioaren efektuan erraz hartzen da H gurutzatze-erreakzioan, plastiko edo kautxu gurutzatu bihurtzen dira, eta alanbre eta kable material berezien errendimendu-eskakizun zorrotzak egin daitezke.
Binil azetato taldearen gehiketak EVAren urtze-tenperatura nabarmen jaisten du, eta VA alboko kate laburren kopuruak EVAren fluxua handitzen du. Hori dela eta, bere estrusio-errendimendua polietileno antzeko baten egitura molekularra baino askoz hobea da, eta erdieroaleen babes-materialetarako eta halogeno eta halogenorik gabeko erregai-hesietarako oinarrizko material hobetsia bihurtzen da.
2 Produktuaren abantailak
2. 1 Kostu-errendimendu oso altua
EVAren propietate fisiko eta mekanikoak, beroarekiko erresistentzia, eguraldiarekiko erresistentzia, ozonoarekiko erresistentzia eta propietate elektrikoak oso onak dira. Aukeratutako kalitate egokiak beroarekiko erresistentzia, suaren aurkako errendimendua eta olioarekiko eta disolbatzaileekiko erresistentea izan daitezke kable-material bereziak.
EVA material termoplastikoa gehienbat % 15etik % 46ra bitarteko VA edukiarekin erabiltzen da, eta 0,5etik 4ra bitarteko urtze-indizearekin. EVAk fabrikatzaile asko ditu, marka asko, aukera ugari, prezio moderatuak, hornidura egokia; erabiltzaileek webguneko EVA atala ireki besterik ez dute egin behar, marka, errendimendua, prezioa, entrega-lekua begirada batean ikusteko, aukeratu ahal izateko, oso erosoa.
EVA poliolefina polimero bat da, eta biguntasunari eta erabilerari dagokionez, errendimenduaren konparaketak egin dira, eta polietileno (PE) materiala eta polibinil kloruro (PVC) kable material bigunaren antzekoak dira. Baina ikerketa gehiago eginez gero, EVA eta goiko bi material motak ordezkaezin nagusi direla ikusiko duzu.
2. 2 prozesatzeko errendimendu bikaina
Kableen aplikazioetan EVA hasiera batean tentsio ertaineko eta handiko kableen babes-materialetik dator, barrutik eta kanpotik, eta geroago halogenorik gabeko erregai-hesira hedatu da. Prozesatzeko ikuspuntutik, bi material mota hauek "betetze handiko material" gisa hartzen dira: babes-materiala, eroalezko karbono beltz kopuru handia gehitu behar delako eta bere biskositatea handituz, likidezia nabarmen jaisten da; halogenorik gabeko sugar atzeratzaileen erregaiari, halogenorik gabeko sugar atzeratzaile kopuru handia gehitu behar zaiolako, eta halogenorik gabeko materialaren biskositatea nabarmen handitzen denean, likidezia nabarmen jaisten da. Irtenbidea betegarri dosi handiak jasan ditzakeen polimero bat aurkitzea da, baina urtze-biskositate baxua eta jariakortasun ona ere badituena. Horregatik, EVA da aukera hobetsia.
EVAren urtze-biskositatea estrusio-prozesatzeko tenperaturarekin eta zizaila-abiadurarekin batera, beherakada azkarra handituko da. Erabiltzaileak estrusorearen tenperatura eta torlojuaren abiadura doitu besterik ez du egin behar, alanbre eta kable produktuen errendimendu bikaina lortzeko. Bertako eta atzerriko aplikazio askok erakusten dute, betetasun handiko kea eta halogeno gabeko materialarentzat, biskositatea handiegia denez, urtze-indizea txikiegia dela, beraz, konpresio-erlazio baxuko torlojua (1,3 baino gutxiagoko konpresio-erlazioa) erabiltzea baino ez dela beharrezkoa estrusio-kalitate ona bermatzeko. Bulkanizatzaile-agenteak dituzten kautxuzko EVM materialak kautxuzko estrusoreetan eta erabilera orokorreko estrusoreetan estrudi daitezke. Ondorengo bulkanizazio-(lotura gurutzatua) prozesua termokimikoki (peroxido) lotura gurutzatuaren bidez edo elektroi-azeleragailuaren irradiazio-lotura gurutzatuaren bidez egin daiteke.
2. 3 Erraz aldatu eta egokitzeko modukoa
Kableak eta hariak nonahi daude, zerutik lurrera, mendietatik itsasora. Kable eta hari erabiltzaileen eskakizunak ere anitzak eta bitxiak dira, eta kable eta hari egitura antzekoa den arren, errendimendu desberdintasunak isolamendu eta zorro estaldura materialetan islatzen dira batez ere.
Orain arte, bai etxean bai atzerrian, PVC biguna da kableen industrian erabiltzen diren polimero materialen gehiengo zabala. Hala ere, ingurumenaren babesaren eta garapen jasangarriaren inguruko kontzientzia gero eta handiagoa denez,...
PVC materialak asko mugatu dira, zientzialariek ahal duten guztia egiten ari dira PVCrako alternatibak diren materialak aurkitzeko, eta horien artean itxaropentsuena EVA da.
EVA polimero askorekin nahas daiteke, baina baita hauts mineral eta prozesatzeko laguntzaile askorekin bateragarri ere, nahastutako produktuak plastikozko kableetarako plastiko termoplastiko bihur daitezke, baina baita kautxuzko kableetarako kautxu gurutzatu bihur daitezke ere. Formulazio-diseinatzaileek erabiltzaileen (edo estandarren) eskakizunetan oinarritu daitezke, EVA oinarrizko material gisa hartuta, materialaren errendimendua eskakizunak betetzeko.
3 EVA aplikazio-eremu
3. 1 Goi-tentsioko kableetarako babes-material erdieroale gisa erabiltzen da
Dakigunez, babes-materialaren material nagusia karbono beltz eroalea da. Plastikozko edo kautxuzko oinarri-materialean karbono beltz kopuru handia gehitzeak babes-materialaren jariakortasuna eta estrusio-mailaren leuntasuna asko hondatuko ditu. Goi-tentsioko kableetan deskarga partzialak saihesteko, barneko eta kanpoko babesak meheak, distiratsuak, biziak eta uniformeak izan behar dira. Beste polimeroekin alderatuta, EVAk errazago egin dezake hori. Horren arrazoia da EVAren estrusio-prozesua bereziki ona dela, jario ona duela eta ez duela urtze-haustura fenomenorako joerarik. Babes-materiala bi kategoriatan banatzen da: kanpoaldeko eroalean bilduta, barneko babesa deritzona, barneko pantaila-materialarekin; kanpoaldeko isolamenduan bilduta, kanpoko babesa deritzona, kanpoko pantaila-materialarekin; barneko pantaila-materiala gehienbat termoplastikoa da. Barneko pantaila-materiala gehienbat termoplastikoa da eta askotan EVAn oinarritzen da, % 18tik % 28ra bitarteko VA edukiarekin; kanpoko pantaila-materiala gehienbat gurutzatua eta zurigarria da eta askotan EVAn oinarritzen da, % 40tik % 46ra bitarteko VA edukiarekin.
3. 2 Suaren aurkako erregai termoplastikoak eta lotura gurutzatuak
Poliolefina termoplastiko suaren aurkakoa oso erabilia da kableen industrian, batez ere itsas kableen, potentzia kableen eta goi mailako eraikuntza lineen halogeno edo halogenorik gabeko eskakizunetarako. Haien epe luzeko funtzionamendu tenperaturak 70 eta 90 °C artekoak dira.
10 kV-tik gorako tentsio ertaineko eta handiko kableetarako, errendimendu elektrikoaren eskakizun oso altuak dituztenentzat, suaren aurkako propietateak kanpoko zorroak hartzen ditu batez ere. Ingurumenarekiko zorrotzak diren eraikin edo proiektu batzuetan, kableek ke gutxiko, halogenorik gabeko, toxikotasun txikiko edo ke gutxiko eta halogeno gutxiko propietateak izan behar dituzte, beraz, termoplastikozko suaren aurkako poliolefinak irtenbide bideragarria dira.
Helburu berezi batzuetarako, kanpoko diametroa ez da handia, kable bereziaren artean 105 ~ 150 ℃-ko tenperatura-erresistentzia dago, suaren aurkako poliolefina material gurutzatuagoa da, eta kablearen fabrikatzaileak bere ekoizpen-baldintzen arabera aukera dezake gurutzaketa, bai presio handiko lurrun tradizionala edo tenperatura handiko gatz-bainua erabiliz, bai giro-tenperaturako irradiazio bidezko elektroi-azeleragailu gurutzatu bidez ere. Bere epe luzeko funtzionamendu-tenperatura 105 ℃, 125 ℃ eta 150 ℃ hiru fitxategitan banatzen da, eta ekoizpen-instalazioa erabiltzaileen edo estandarren arabera egin daiteke, halogenorik gabeko edo halogenorik gabeko erregai-hesi gisa.
Jakina da poliolefinak polimero polar ez-polarrak edo ahulki polarrak direla. Polaritatean olio mineralaren antzekoak direnez, poliolefinak, oro har, olioarekiko erresistentzia gutxiagokoak direla uste da, bateragarritasun antzekoaren printzipioaren arabera. Hala ere, etxeko eta atzerriko kable-arau askok ere zehazten dute erresistentzia gurutzatuek olioekiko, disolbatzaileekiko eta baita olio-nahasteekiko, azidoekiko eta alkaliekiko ere erresistentzia ona izan behar dutela. Hau erronka bat da materialen ikertzaileentzat; orain, Txinan edo atzerrian izan, material zorrotz hauek garatu dira, eta haien oinarrizko materiala EVA da.
3. 3 Oxigenoaren aurkako hesi-materiala
Kable haridun anitzeko kableek hutsune asko dituzte nukleoen artean, eta hutsune horiek bete behar dira kablearen itxura biribila bermatzeko, kanpoko zorroaren barruko betegarria halogenorik gabeko erregai-hesi batez egina badago. Betegarri-geruza honek sugarraren aurkako hesi (oxigeno) gisa jokatzen du kablea erretzen denean, eta, beraz, "oxigeno-hesi" bezala ezagutzen da industrian.
Oxigeno-hesi-material baten oinarrizko baldintzak hauek dira: estrusio-propietate onak, halogenorik gabeko suaren aurkako erresistentzia ona (oxigeno-indizea normalean 40tik gorakoa) eta kostu baxua.
Oxigeno-hesi hau hamarkada bat baino gehiagoz erabili izan da kableen industrian eta hobekuntza nabarmenak ekarri ditu kableen suaren aurkako erresistentzian. Oxigeno-hesia halogenorik gabeko suaren aurkako kableetarako eta halogenorik gabeko suaren aurkako kableetarako (adibidez, PVC) erabil daiteke. Praktika askok erakutsi dute oxigeno-hesia duten kableek errekuntza bertikal bakarreko eta sorta-errekuntzako probak gainditzeko aukera gehiago dutela.
Materialaren formulazioaren ikuspuntutik, oxigeno-hesi material hau "betegarri ultra-altua" da, kostu baxua lortzeko betegarri altua erabili behar baita, oxigeno-indize altua lortzeko Mg (OH) 2 edo Al (OH) 3 proportzio altua (2 edo 3 aldiz) gehitu behar baita, eta ondo estrusatzeko EVA aukeratu behar da oinarrizko material gisa.
3. 4 PE estalki aldatua
Polietilenozko estalki-materialek bi arazo izaten dituzte: lehenik, urtutako materiala apurtzeko joera dute (adibidez, marrazo-azala) estrusioan; bigarrenik, ingurumen-tentsioaren ondoriozko pitzadurak izateko joera dute. Irtenbiderik errazena EVA proportzio jakin bat gehitzea da formulazioan. EVA aldatu gisa erabiltzen da, batez ere VA edukiera baxua erabiliz, eta 1 eta 2 arteko urtze-indizea egokia da.
4. Garapen-perspektibak
(1) EVA asko erabili da kableen industrian, urteko kopurua pixkanaka eta etengabe haziz. Batez ere azken hamarkadan, ingurumenaren babesaren garrantziagatik, EVA oinarritutako erregai-erresistentzia garapen azkarra izan du, eta PVC oinarritutako kable-materialen joera ordezkatu du neurri batean. Bere kostu-errendimendu bikaina eta estrusio-prozesuaren errendimendu bikaina direla eta, zaila da beste material bat ordezkatzea.
(2) Kable-industriak EVA erretxinaren urteko kontsumoa 100.000 tona ingurukoa da. EVA erretxin mota desberdinak aukeratuko dira, VA edukia txikienetik handienera aldatuz. Kable-materialaren granulazio-enpresaren tamaina ez da handia, urtero milaka tona EVA erretxin baino ez dira banatzen enpresa bakoitzean, eta, beraz, ez da EVA industriaren enpresa erraldoiaren arreta erakarriko. Adibidez, halogenorik gabeko suaren aurkako oinarrizko material kopuru handiena, VA/MI = 28/2 ~ 3 EVA erretxinaren aukera nagusia da (adibidez, AEBetako DuPont-en EVA 265 #). Eta EVAren zehaztapen-maila hau ez da orain arte bertako fabrikatzailerik ekoitzi eta hornitu. Gainerako EVA erretxinen ekoizpen eta hornidurak 28tik gorako VA edukia eta 3tik beherako urtze-indizea direla aipatu beharrik ez dago.
(3) EVA ekoizten duten atzerriko enpresek ez dute bertako lehiakiderik, eta prezioa aspalditik altua izan da, eta horrek nabarmen zapaldu du bertako kable-lantegien ekoizpen-grina. Kautxu motako EVM-ren VA edukiaren % 50 baino gehiago atzerriko enpresek menderatzen dute, eta prezioa markaren VA edukiaren 2 edo 3 aldiz antzekoa da. Prezio altu horiek, aldi berean, kautxu motako EVM honen kantitatean ere eragiten dute, beraz, kable-industriak bertako EVA fabrikatzaileei eskatzen die EVAren barne-ekoizpenaren tasa hobetzeko. Industria gehiagok EVA erretxina asko erabili du ekoizpenean.
(4) Globalizazioaren garaiko ingurumen-babesaren olatuaren arabera, kable-industriak EVA dela uste du ingurumena errespetatzen duen erregai-erresistentziarako oinarrizko material onena. EVAren erabilera urtean % 15eko erritmoan hazten ari da eta aurreikuspenak oso itxaropentsuak dira. Babes-materialen eta tentsio ertaineko eta handiko kableen ekoizpenaren kopurua eta hazkunde-tasa % 8tik % 10era bitartekoa da; poliolefinen erresistentziak azkar hazten ari dira, azken urteotan % 15etik % 20ra bitartekoak izan dira, eta datozen 5-10 urteetan hazkunde-tasa hori ere mantendu dezake.
Argitaratze data: 2022ko uztailaren 31a