Laburpena: Alanbre eta kableetarako silano gurutzatutako polietilenozko material isolatzailearen gurutzaketa-printzipioa, sailkapena, formulazioa, prozesua eta ekipamendua labur deskribatzen dira, eta silano naturalki gurutzatutako polietilenozko material isolatzailearen aplikazio eta erabileran ezaugarri batzuk. materialaren gurutzadura-egoeran eragina duten faktoreak sartzen dira.
Gako-hitzak: silano gurutzaketa; Gurutzatze naturala; Polietilenoa; Isolamendua; Hari eta kablea
Silane gurutzatutako polietilenozko kable materiala gaur egun alanbre eta kableen industrian oso erabilia da tentsio baxuko potentzia kableentzako material isolatzaile gisa. Hari eta kable gurutzatuen fabrikazioko materiala, eta peroxidoaren gurutzaketa eta irradiazio gurutzaketa beharrezkoak diren fabrikazio-ekipoekin alderatuta, erraza, funtzionatzeko erraza, kostu integral baxua eta beste abantaila batzuk dira. -tentsio gurutzatutako kablea isolamenduarekin.
1.Silane gurutzatuta kable materiala gurutzatzeko printzipioa
Polietileno gurutzatua silanoa egiteko bi prozesu nagusi daude parte hartzen dutenak: txertaketa eta gurutzaketa. Injerto-prozesuan, polimeroak bere H-atomoa galtzen du karbono-atomo tertziarioan abiarazle askearen eta pirolisiaren eraginez erradikal askeetan, zeinak binil silanoaren – CH = CH2 taldearekin erreakzionatzen duten trioxisilil ester bat duen polimero txertatu bat sortzeko. taldea. Gurutzatze-prozesuan, injerto-polimeroa uraren aurrean hidrolizatzen da lehenik silanola sortzeko, eta – OH ondoko Si-OH taldearekin kondentsatzen da Si-O-Si lotura eratzeko, eta horrela polimeroa gurutzatuz. makromolekulak.
2.Silane gurutzatutako kable materiala eta bere kablea ekoizteko metodoa
Dakizuenez, bi urrats eta urrats bakarreko ekoizpen metodoak daude silano gurutzatuta dauden kableentzat eta haien kableak. Bi urratseko metodoaren eta urrats bakarreko metodoaren arteko aldea silano txertatze-prozesua egiten den lekuan datza, kable-materialaren fabrikatzailean txertatze-prozesua bi urratseko metodorako, kablea fabrikatzeko plantan txertatze-prozesua. urrats bakarreko metodoa. Merkatu-kuota handiena duen bi urratseko silano gurutzatutako polietilenozko material isolatzailea A eta B materialez osatuta dago, A materiala silanoz txertatutako polietilenoa izanik eta B materiala katalizatzailearen lote nagusia. Ondoren, nukleo isolatzailea ur epeletan edo lurrunetan gurutzatuta dago.
Bada beste bi urratseko silano gurutzatutako polietileno isolatzaile mota bat, non A materiala beste modu batean ekoizten den, sintesi garaian binilo silanoa zuzenean sartuz polietilenoan silano-kateak dituzten polietilenoa lortzeko.
Urrats bakarreko metodoak ere bi mota ditu, urrats bakarreko prozesu tradizionalak hainbat lehengai da formularen arabera, doitasun-neurketa-sistema berezi baten proportzioan, bereziki diseinatutako estrusore berezi batean urrats batean txertaketa eta estrusioa osatzeko. kablearen isolamenduaren nukleoa, prozesu honetan, granulaziorik gabe, kable-materialaren landareen parte-hartzerik gabe, kable fabrikak bakarrik osatzeko. Urrats bakarreko silano gurutzatutako kablea ekoizteko ekipamendu eta formulazio teknologia hau gehienbat atzerritik inportatzen da eta garestia da.
Urrats bakarreko silane gurutzatutako polietilenozko isolamendu-material mota bat kable-materialen fabrikatzaileek ekoizten dute, lehengai guztiak formularen arabera nahasteko, ontziratutako eta saltzeko metodo berezi baten proportzioan, ez dago A materiala eta B. materiala, kable landarea zuzenean estrusorean egon daiteke urrats bat osatzeko, aldi berean, kablearen isolamenduaren nukleoaren txertaketa eta estrusioa. Metodo honen ezaugarri berezia da ez dagoela estrusore berezi garestien beharrik, silano txertatze-prozesua PVC estrusore arrunt batean osa baitaiteke, eta bi urratseko metodoak estrusioa baino lehen A eta B materialak nahasteko beharra ezabatzen du.
3. Formulazioaren osaera
Polietilenozko kable gurutzatuaren silano materialaren formulazioa, oro har, oinarrizko material erretxinaz, abiarazleaz, silanoz, antioxidatzailez, polimerizazio inhibitzailez, katalizatzailez eta abarrez osatuta dago.
(1) Oinarrizko erretxina, oro har, dentsitate baxuko polietilenozko (LDPE) erretxina bat da, 2ko urtze-indizearekin (MI), baina duela gutxi, erretxina sintetikoen teknologia eta kostuen presioen garapenarekin, dentsitate baxuko polietileno lineala (LLDPE) ere izan da. material honen oinarrizko erretxina gisa erabili edo partzialki erabiltzen da. Erretxina ezberdinek sarritan eragin handia izaten dute txertatzean eta gurutzatzean barne egitura makromolekularraren desberdintasunak direla eta, beraz, formulazioa aldatu egingo da oinarri-erretxina desberdinak edo fabrikatzaile desberdinetako erretxina mota bera erabiliz.
(2) Normalean erabiltzen den abiarazlea diisopropil peroxidoa (DCP) da, gakoa arazoaren zenbatekoaz jabetzea da, silano txertaketa eragiteko gutxiegi ez da nahikoa; gehiegi polietilenozko gurutzaketa eragiteko, eta horrek bere jariakortasuna murrizten du, estrusioaren isolamendu-nukleoaren gainazala zakarra, zaila da estutzeko sistema. Gehitutako abiarazle kopurua oso txikia eta sentikorra denez, garrantzitsua da uniformeki barreiatzea, beraz, orokorrean silanoarekin batera gehitzen da.
(3) Silanoa, oro har, binilo asegabeko silanoa erabiltzen da, binilo trimetoxisilanoa (A2171) eta binilo trietoxisilanoa (A2151) barne, A2171 hidrolisi-tasa azkarra dela eta, beraz, aukeratu A2171 pertsona gehiago. Era berean, silanoa gehitzeko arazo bat dago, egungo kable-materialen fabrikatzaileak bere muga baxua lortzen saiatzen ari dira kostuak murrizteko, silanoa inportatzen delako, prezioa garestiagoa da.
(4) Antioxidatzaileak polietilenoaren prozesatzeko eta kableen zahartzearen aurkako egonkortasuna bermatzea da eta gehitzen da, silano txertatze prozesuan antioxidatzaileak txertatzeko erreakzioa inhibitzeko eginkizuna du, beraz, txertatze prozesuak, antioxidatzailea gehitzea. kontuz ibiltzeko, gehitutako zenbatekoa hautapenarekin bat datorren DCP kopurua kontuan hartzeko. Bi urratseko gurutzatze-prozesuan, antioxidatzaile gehiena katalizatzaileen lote nagusian gehi daiteke, eta horrek txertatze-prozesuan eragina murriztu dezake. Urrats bakarreko gurutzatze-prozesuan, antioxidatzailea txertatze-prozesu osoan dago, beraz, espezie eta zenbatekoa aukeratzea garrantzitsuagoa da. Erabili ohi diren antioxidatzaileak 1010, 168, 330, etab.
(5) Polimerizazio inhibitzailea gehitzen da alboko erreakzioen txertaketa eta gurutzatze-prozesu batzuk eragozteko, txertatze-prozesuan gurutzatzearen aurkako agente bat gehitzeko, C2C gurutzaketaren agerraldia eraginkortasunez murrizteko, eta horrela hobetuz. prozesatzeko jariakortasuna, gainera, baldintza berdinetan txertaketa bat gehitzea polimerizazio inhibitzailean silanoaren hidrolisiaren aurretik egongo da txertatutako polietilenoaren hidrolisia murriztu dezake, txertatutako materialaren epe luzerako egonkortasuna hobetzeko.
(6) Katalizatzaileak sarritan organotin deribatuak dira (gurutzaketa naturala izan ezik), ohikoena dibutiltin dilauratoa (DBDTL) izaten da, normalean masterbatch moduan gehitzen dena. Bi urratseko prozesuan, injertoa (A materiala) eta katalizatzailearen lote nagusia (B materiala) bereizita ontziratzen dira eta A eta B materialak elkarrekin nahasten dira estrusorera gehitu aurretik, A materialaren aurre-gurutzaketa saihesteko. Urrats bakarreko silano gurutzatutako polietilenozko isolamenduen kasuan, paketean dagoen polietilenoa oraindik ez da txertatu, beraz, ez dago aurre-gurutzatze-arazorik eta, beraz, katalizatzailea ez da bereizita ontziratu behar.
Horrez gain, silano konposatuak eskuragarri daude merkatuan, silanoa, abiarazlea, antioxidatzailea, lubrifikatzaile batzuen eta kobrearen aurkako agenteen konbinazioa dira, eta, oro har, urrats bakarreko silanoaren gurutzaketa metodoetan erabiltzen dira kable-instalazioetan.
Hori dela eta, silano gurutzatutako polietilenozko isolamenduaren formulazioa, zeinaren konposizioa ez da oso konplexua denik eta dagokion informazioan eskuragarri dago, baina ekoizpen-formulazio egokiak, amaierarako doikuntza batzuk egin behar direlarik, eta horrek erabateko azterketa eskatzen du. Osagaiek formulazioan duten zeregina eta errendimenduan duten eraginaren eta elkarrekiko eraginari buruzko legea ulertzea.
Kable-materialen barietate askotan, silano gurutzatutako kable-materiala (bi urratsekoa edo urrats bakarrekoa) estrusioan gertatzen diren prozesu kimikoen barietate bakarra da, beste barietate batzuk, hala nola polibinilo kloruroa (PVC) kable-materiala eta polietilenozko (PE) kable materiala, estrusio-granulazio-prozesua nahasketa-prozesu fisikoa da, nahiz eta gurutzaketa kimikoa eta irradiazioa gurutzatzeko kable materiala, estrusio-granulazio-prozesuan edo estrusio-sistema Kablean, ez dago prozesu kimikorik gertatzen. , beraz, alderatuz, silano gurutzatutako kable materialaren ekoizpena eta kablearen isolamenduaren estrusioa, prozesuaren kontrola garrantzitsuagoa da.
4. Bi urratseko silano gurutzatuta dagoen polietilenozko isolamenduaren ekoizpen-prozesua
Bi urratseko silano gurutzatutako polietilenozko isolamenduaren ekoizpen-prozesua laburki irudikatu daiteke 1. irudian.
1. irudia Bi urratseko silano gurutzatutako polietilenozko material isolatzailearen ekoizpen-prozesua A
Bi urratseko silano gurutzatutako polietilenozko isolamenduaren ekoizpen-prozesuan funtsezko puntu batzuk:
(1) Lehortzea. Polietilenozko erretxinak ur kopuru txiki bat daukanez, tenperatura altuetan estruitzen denean, urak azkar erreakzionatzen du silil-taldeekin, gurutzadura sortzeko, eta horrek urtuaren jariakortasuna murrizten du eta aurre-gurutzaketa sortzen du. Amaitutako materialak ura ere badu ura hoztu ondoren, eta horrek aurre-gurutzaketa ere eragin dezake kendu ezean, eta lehortu egin behar da. Lehorketaren kalitatea bermatzeko, lehortzeko unitate sakona erabiltzen da.
(2) Neurketa. Materialaren formulazioaren zehaztasuna garrantzitsua denez, inportatutako pisu-galera pisatzeko balantza bat erabiltzen da oro har. Polietilenozko erretxina eta antioxidatzailea estrusorearen elikadura-portutik neurtu eta elikatzen dira, silanoa eta abiarazlea, berriz, material likido-ponpa baten bidez injektatzen dira estrusorearen bigarren edo hirugarren upelean.
(3) Estrusio-txertaketa. Estrusorean silanoaren txertatze-prozesua bukatzen da. Estrusorearen prozesu-ezarpenek, tenperatura, torloju-konbinazioa, torloju-abiadura eta elikadura-tasa barne, estrusorearen lehen ataleko materiala guztiz urtu eta uniformeki nahastu daitekeen printzipioa jarraitu behar dute, peroxidoaren deskonposizio goiztiarra nahi ez denean. , eta estrusorearen bigarren ataleko material guztiz uniformea guztiz deskonposatu eta txertatze-prozesua amaitu behar dela, Estrusorearen sekzioko tenperatura tipikoak (LDPE) 1. taulan agertzen dira.
1. taula Bi urratseko estrusio-eremuen tenperaturak
| Lan eremua | Zona 1 | 2. gunea | 3 gunea ① | Zona 4 | 5. gunea |
| Tenperatura P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Lan eremua | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Ahoa hiltzen da |
| Tenperatura °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
① silanoa gehitzen da.
Estrusorearen torlojuaren abiadurak estrusorean materialaren egoitza-denbora eta nahasketa-efektua zehazten ditu, egoitza-denbora laburra bada, peroxidoaren deskonposizioa osatu gabe dago; egonaldi-denbora luzeegia bada, estrusioaren materialaren biskositatea handitzen da. Oro har, estrusorean granularen batez besteko bizialdi-denbora 5-10 aldiz abiaraztearen deskonposizioaren erdi-bizitzan kontrolatu behar da. Elikadura-abiadurak materialaren egoitza-denboran eragin jakin bat izateaz gain, materialaren nahasketa eta zizailatzean ere eragina du, elikadura-abiadura egokia aukeratzea ere oso garrantzitsua da.
(4) Ontziak. Bi urratseko silano gurutzatutako material isolatzailea aluminio-plastikozko poltsetan ontziratu behar da aire zuzenean hezetasuna kentzeko.
5. Urrats bakarreko polietilenozko material isolatzailea ekoizteko prozesua
Urrats bakarreko silano gurutzatutako polietilenozko isolamendu-materiala txertatze-prozesua dela eta, kablearen isolamenduaren nukleoaren kable fabrikako estrusioan dago, beraz, kablearen isolamenduaren estrusio-tenperatura bi urratseko metodoa baino nabarmen handiagoa da. Urrats bakarreko silano gurutzatutako polietilenozko isolamenduaren formula guztiz kontuan hartu den hasierakoaren eta silanoaren eta materialaren ebakiduraren sakabanaketa azkarrean, baina txertatzeko prozesua tenperaturak bermatu behar du, hau da, urrats bakarreko silano gurutzatutako polietilenoa. Isolamendu-ekoizpen-plantak behin eta berriz azpimarratu zuen estrusio-tenperaturaren aukeraketa zuzenaren garrantzia, gomendatutako estrusio-tenperatura orokorra 2. taulan agertzen da.
2. taula Zona bakoitzeko urrats bakarreko estrusorearen tenperatura (unitatea: ℃)
| Zona | Zona 1 | 2. gunea | 3. gunea | Zona 4 | Brida | Burua |
| Tenperatura | 160 | 190 | 200~210 | 220~230 | 230 | 230 |
Hau da urrats bakarreko silano gurutzatutako polietilenoaren prozesuaren ahulguneetako bat, normalean beharrezkoa ez dena kableak bi urratsetan estruitzean.
6.Ekoizpen ekipoak
Ekoizpen-ekipoak prozesuen kontrolaren berme garrantzitsua da. Silano gurutzatuta dauden kableen ekoizpenak prozesuen kontroleko zehaztasun oso handia behar du, beraz, ekoizpen-ekipoen aukeraketa bereziki garrantzitsua da.
Bi urratseko silane gurutzatutako polietilenozko isolamendu materiala ekoiztea Materiala ekoizteko ekipamendua, gaur egun etxeko torloju paralelo biko extruder inportatutako pisurik gabeko estrusorearekin, horrelako gailuek prozesu kontrolaren zehaztasunaren baldintzak bete ditzakete, luzera eta diametroa aukeratzeko. torloju bikoitzeko extruder materialaren bizileku denbora ziurtatzeko, inportatutako pisurik gabeko pisaketa aukera osagaien zehaztasuna bermatzeko. Jakina, arreta osoa eman behar zaien ekipamenduaren xehetasun asko daude.
Lehen esan bezala, urrats bakarreko silano gurutzatutako kableen ekoizpen ekipoak kable plantan inportatzen dira, garestiak, etxeko ekipamenduen fabrikatzaileek ez dute antzeko ekoizpen ekipamendurik, arrazoia ekipamenduen fabrikatzaileen eta formula eta prozesu ikertzaileen arteko lankidetza eza da.
7.Silane gurutzatutako polietilenozko isolamendu material naturala
Azken urteotan garatutako polietilenozko gurutzatutako polietilenozko material isolatzaile naturala gurutzatu daiteke baldintza naturaletan egun gutxiren buruan, lurrunik edo ur epeletan murgildu gabe. Silano gurutzatze-metodo tradizionalarekin alderatuta, material honek kableen fabrikatzaileen ekoizpen-prozesua murriztu dezake, ekoizpen-kostuak gehiago murriztuz eta ekoizpen-eraginkortasuna areagotuz. Silano modu naturalean gurutzatutako polietilenozko isolamendua gero eta gehiago ezagutzen eta erabiltzen dute kableen fabrikatzaileek.
Azken urteotan, etxeko silano gurutzatutako polietilenozko isolamendu naturala heldu eta kantitate handietan ekoitzi da, inportatutako materialen aldean zenbait abantailarekin prezioan.
7. 1 Polietilenozko isolamendu naturalen gurutzatutako silanoen formulazio ideiak
Silano gurutzatutako polietilenozko isolamendu naturalak bi urratseko prozesu batean ekoizten dira, oinarrizko erretxina, abiarazlea, silanoa, antioxidatzailea, polimerizazio inhibitzailea eta katalizatzaileaz osatuta dagoen formulazio berarekin. Polietilenozko gurutzatutako isolatzaile naturalen formulazioa A materialaren silano txertatze-tasa handitzean eta silano ur epeleko polietilenozko isolatzaile gurutzatuak baino katalizatzaile eraginkorragoa hautatzean oinarritzen da. Silano txertatze tasa handiagoa duten A materialen erabilerak katalizatzaile eraginkorrago batekin konbinatuta silano gurutzatutako polietileno isolatzailea azkar gurutzatuko da tenperatura baxuetan eta hezetasun nahikorik gabe ere.
Inportatutako polietilenozko isolatzaile naturalen gurutzatutako silanoen A-materialak kopolimerizazioaren bidez sintetizatzen dira, non silano-edukia maila altuan kontrolatu daitekeen, silanoa txertatuz txertatze-tasa handiak dituzten A-materialak ekoiztea zaila den bitartean. Errezetan erabilitako oinarrizko erretxina, abiarazlea eta silanoa barietateari eta gehigarriei dagokienez aldatu eta egokitu behar dira.
Erresistentziaren hautaketa eta bere dosiaren doikuntza ere funtsezkoak dira, silanoaren txertatze-tasa handitzeak ezinbestean CC gurutzatze alboko erreakzio gehiago eragiten baititu. A materialaren prozesatzeko jariakortasuna eta gainazaleko egoera hobetzeko kableen estrusiorako, polimerizazio inhibitzaile kopuru egoki bat behar da CC gurutzaketa eta aurre-gurutzaketa eraginkortasunez inhibitzeko.
Horrez gain, katalizatzaileek paper garrantzitsua dute gurutzatze-tasa handitzeko eta trantsizio metalik gabeko elementuak dituzten katalizatzaile eraginkor gisa hautatu behar dira.
7. 2 Naturalean gurutzatutako polietilenozko isolamendu silanoen gurutzaketa-denbora
Polietilenozko gurutzatutako isolamendu naturalaren silanozko gurutzadura-egoera naturalean osatzeko behar den denbora isolamendu-geruzaren tenperatura, hezetasun eta lodieraren araberakoa da. Zenbat eta tenperatura eta hezetasun handiagoak izan, orduan eta meheagoa izango da isolamendu-geruzaren lodiera, orduan eta laburragoa izango da behar den gurutzaketa-denbora, eta luzeagoa kontrakoa. Tenperatura eta hezetasuna eskualdez eskualde eta urtaro batetik bestera aldatzen direnez, leku berean eta aldi berean ere, tenperatura eta hezetasuna desberdinak izango dira gaur eta bihar. Hori dela eta, materiala erabiltzean, erabiltzaileak gurutzatzeko denbora zehaztu behar du tokiko eta nagusi den tenperatura eta hezetasunaren arabera, baita kablearen zehaztapena eta isolamendu-geruzaren lodiera ere.
Argitalpenaren ordua: 2022-abuztuaren 13a