1. Giriş
EVA, poliolefin polimeri olan etilen vinil asetat kopolimerinin qısaltmasıdır. Aşağı ərimə temperaturu, yaxşı axıcılığı, polyarlığı və halogen olmayan elementləri sayəsində müxtəlif polimerlər və mineral tozları, bir sıra mexaniki və fiziki xüsusiyyətləri, elektrik xüsusiyyətləri və emal performansı balansı ilə uyğunlaşa bilər və qiyməti yüksək deyil, bazar təklifi kifayətdir, buna görə də həm kabel izolyasiya materialı kimi, həm də doldurucu, örtük materialı kimi istifadə edilə bilər; termoplastik materiala və termoset çarpaz birləşdirici materiala çevrilə bilər.
EVA geniş istifadə sahəsinə malikdir, alov gecikdiriciləri ilə birlikdə az tüstü halogensiz və ya halogen yanacaq baryerinə çevrilə bilər; əsas material kimi yüksək VA tərkibli EVA seçin, yağa davamlı material da hazırlana bilər; orta dərəcədə ərimə indeksi olan EVA seçin, ekstruziya prosesinin performansına və daha balanslı oksigen baryer (doldurma) materialının qiymətinə 2-3 qat əlavə edərək EVA alov gecikdiriciləri doldurmaq olar.
Bu məqalədə EVA-nın struktur xüsusiyyətlərindən, kabel sənayesində tətbiqinin təqdimatından və inkişaf perspektivlərindən bəhs olunur.
2. Struktur xüsusiyyətləri
Sintez zamanı polimerləşmə dərəcəsinin n/m nisbətinin dəyişdirilməsi EVA-nın 5%-dən 90%-ə qədər VA tərkibi yarada bilər; ümumi polimerləşmə dərəcəsinin artırılması molekulyar çəkini on minlərlədən yüz minlərlə EVA-ya qədər artıra bilər; qismən kristallaşma, zəif elastiklik səbəbindən VA tərkibi 40%-dən aşağı olduqda, ümumiyyətlə EVA plastiki kimi tanınır; VA tərkibi 40%-dən çox olduqda, kristallaşmayan rezin kimi elastomer ümumiyyətlə EVM rezini kimi tanınır.
1. 2 Əmlaklar
EVA-nın molekulyar zənciri xətti doymuş bir quruluşdur, buna görə də yaxşı istilik yaşlanmasına, hava şəraitinə və ozon müqavimətinə malikdir.
EVA molekulunun əsas zəncirində ikiqat rabitə, benzol halqası, asil, amin qrupları və yanma zamanı asanlıqla tüstülənən digər qruplar, yan zəncirlərdə isə yanma zamanı asanlıqla tüstülənən metil, fenil, siyano və digər qruplar yoxdur. Bundan əlavə, molekulun özündə halogen elementlər yoxdur, buna görə də xüsusilə az tüstülü halogensiz rezistiv yanacaq bazası üçün uyğundur.
EVA yan zəncirindəki vinil asetat (VA) qrupunun böyük ölçüsü və orta qütblüyü o deməkdir ki, o, həm vinil onurğasının kristallaşma meylini maneə törədir, həm də mineral doldurucularla yaxşı birləşir ki, bu da yüksək performanslı maneə yanacaqları üçün şərait yaradır. Bu, xüsusilə aşağı tüstülü və halogensiz rezistentlər üçün doğrudur, çünki alov gecikdirmə qabiliyyəti üçün kabel standartlarının tələblərinə cavab vermək üçün 50%-dən çox həcm tərkibli alov gecikdiriciləri [məsələn, Al(OH)3, Mg(OH)2 və s.] əlavə edilməlidir. Orta və yüksək VA tərkibli EVA, əla xüsusiyyətlərə malik aşağı tüstülü və halogensiz alov gecikdirici yanacaqlar istehsal etmək üçün əsas kimi istifadə olunur.
EVA yan zəncirli vinil asetat qrupu (VA) polyar olduğundan, VA tərkibi nə qədər yüksəkdirsə, polimer bir o qədər polyardır və yağ müqaviməti bir o qədər yaxşıdır. Kabel sənayesi tərəfindən tələb olunan yağ müqaviməti əsasən polyar olmayan və ya zəif polyar mineral yağlara davam gətirmə qabiliyyətinə aiddir. Oxşar uyğunluq prinsipinə əsasən, yüksək VA tərkibinə malik EVA, yaxşı yağ müqavimətinə malik aşağı tüstü və halogensiz yanacaq baryeri istehsal etmək üçün əsas material kimi istifadə olunur.
Alfa-olefin H atomundakı EVA molekulları daha aktivdir, peroksid radikallarında və ya yüksək enerjili elektron şüalanma effektində H çarpaz əlaqə reaksiyasını asanlıqla qəbul edir, çarpaz əlaqəli plastik və ya rezin halına gəlir və xüsusi tel və kabel materiallarının tələbkar performans tələblərinə cavab verə bilər.
Vinil asetat qrupunun əlavə edilməsi EVA-nın ərimə temperaturunu əhəmiyyətli dərəcədə aşağı salır və VA qısa yan zəncirlərinin sayı EVA-nın axınını artıra bilər. Buna görə də, onun ekstruziya performansı oxşar polietilenin molekulyar quruluşundan daha yaxşıdır və yarımkeçirici qoruyucu materiallar və halogen və halogensiz yanacaq baryerləri üçün üstünlük verilən əsas materiala çevrilir.
2 Məhsulun üstünlükləri
2. 1 Son dərəcə yüksək qiymətli performans
EVA-nın fiziki və mexaniki xüsusiyyətləri, istiliyə davamlılığı, hava şəraitinə davamlılığı, ozon müqaviməti, elektrik xüsusiyyətləri çox yaxşıdır. Uyğun dərəcəni seçin, istiliyə davamlı, alov gecikdirici performansla yanaşı, yağ, həllediciyə davamlı xüsusi kabel materialı da edilə bilər.
Termoplastik EVA materialı əsasən VA tərkibi 15%-dən 46%-ə qədər, ərimə indeksi isə 0,5-dən 4-ə qədərdir. EVA-nın bir çox istehsalçısı, bir çox markası, geniş seçim çeşidi, orta qiymətləri, kifayət qədər təchizatı var, istifadəçilər yalnız veb saytın EVA bölməsini açmalıdırlar, marka, performans, qiymət, çatdırılma yeri bir baxışda, seçim edə bilərsiniz, çox rahatdır.
EVA, yumşaqlığı və istifadəsinin performans müqayisəsi baxımından poliolefin polimeridir və polietilen (PE) materialı ilə yumşaq polivinilxlorid (PVC) kabel materialı oxşardır. Lakin daha çox araşdırma aparsanız, EVA və yuxarıdakı iki material növünün müqayisəsində əvəzolunmaz üstünlüyü görəcəksiniz.
2. 2 əla emal performansı
Kabel tətbiqində EVA, əvvəldən orta və yüksək gərginlikli kabel qoruyucu materialdan içəridə və xaricdə, daha sonra isə halogensiz yanacaq baryerinə qədər genişlənmişdir. Emal baxımından bu iki növ material "yüksək doldurulmuş material" hesab olunur: çoxlu sayda keçirici karbon qara əlavə etmək və özlülüyünü artırmaq ehtiyacı səbəbindən qoruyucu material, likvidliyi kəskin şəkildə aşağı düşdü; halogensiz alov gecikdirici yanacağa çoxlu sayda halogensiz alov gecikdirici əlavə etmək lazımdır, həmçinin halogensiz materialın özlülüyü kəskin şəkildə artdı, likvidliyi kəskin şəkildə aşağı düşdü. Həll yolu, böyük dozada doldurucu yerləşdirə bilən, eyni zamanda aşağı ərimə özlülüyünə və yaxşı axıcılığa malik bir polimer tapmaqdır. Bu səbəbdən EVA üstünlük verilən seçimdir.
EVA ərimə özlülüyünün ekstruziya emalı temperaturu və kəsmə sürəti ilə sürətli azalması artacaq, istifadəçi yalnız ekstruder temperaturunu və vint sürətini tənzimləməli olacaq, bu da tel və kabel məhsullarının əla performansını təmin edə bilər. Çox sayda yerli və xarici tətbiq göstərir ki, yüksək doldurulmuş aşağı tüstü halogensiz material üçün özlülük çox böyük olduğundan ərimə indeksi çox kiçikdir, buna görə də yaxşı ekstruziya keyfiyyətini təmin etmək üçün yalnız aşağı sıxılma nisbəti vintindən (sıxılma nisbəti 1,3-dən az) istifadə olunur. Vulkanizasiyaedici maddələri olan rezin əsaslı EVM materialları həm rezin ekstruderlərdə, həm də ümumi təyinatlı ekstruderlərdə ekstruziya edilə bilər. Sonrakı vulkanizasiya (çarpaz əlaqələndirmə) prosesi ya termokimyəvi (peroksid) çarpaz əlaqələndirmə, ya da elektron sürətləndirici şüalanma çarpaz əlaqələndirmə yolu ilə həyata keçirilə bilər.
2. 3 Dəyişdirilməsi və uyğunlaşdırılması asandır
Naqillər və kabellər göydən yerə, dağlardan dənizə qədər hər yerdədir. Naqil və kabel istifadəçilərinin tələbləri də müxtəlif və qəribədir, naqil və kabelin quruluşu oxşar olsa da, onun performans fərqləri əsasən izolyasiya və örtük materiallarında əks olunur.
İndiyə qədər həm ölkə daxilində, həm də xaricdə yumşaq PVC kabel sənayesində istifadə olunan polimer materialların böyük əksəriyyətini təşkil edir. Bununla belə, ətraf mühitin qorunması və davamlı inkişaf barədə məlumatlılığın artması ilə.
PVC materialları çox məhdudlaşdırılıb, alimlər ən perspektivlisi EVA olan PVC-yə alternativ materiallar tapmaq üçün əllərindən gələni edirlər.
EVA müxtəlif polimerlərlə qarışdırıla bilər, eyni zamanda müxtəlif mineral tozları və emal vasitələri ilə uyğunlaşdırıla bilər, qarışıq məhsullar plastik kabellər üçün termoplastik plastikə, həmçinin rezin kabellər üçün çarpaz əlaqəli rezinə çevrilə bilər. Formul dizaynerləri materialın performansını tələblərə cavab vermək üçün istifadəçi (və ya standart) tələblərinə, əsas material kimi EVA-ya əsaslana bilər.
3 EVA tətbiq diapazonu
3. 1 Yüksək gərginlikli elektrik kabelləri üçün yarımkeçirici qoruyucu material kimi istifadə olunur
Hamımızın bildiyimiz kimi, qoruyucu materialın əsas materialı keçirici karbon qarasıdır, plastik və ya rezin əsas materiala çoxlu miqdarda karbon qarası əlavə etmək qoruyucu materialın axıcılığını və ekstruziya səviyyəsinin hamarlığını ciddi şəkildə pisləşdirəcək. Yüksək gərginlikli kabellərdə qismən boşalmaların qarşısını almaq üçün daxili və xarici qalxanlar nazik, parlaq, parlaq və vahid olmalıdır. Digər polimerlərlə müqayisədə EVA bunu daha asan edə bilər. Bunun səbəbi EVA-nın ekstruziya prosesinin xüsusilə yaxşı, yaxşı axıcı olması və ərimənin qırılma fenomeninə meylli olmamasıdır. Qoruyucu material iki kateqoriyaya bölünür: xarici tərəfdə daxili qalxan adlanan keçiriciyə bükülmüş - daxili ekran materialı ilə; xarici tərəfdə izolyasiyaya bükülmüş - xarici ekran materialı ilə; daxili ekran materialı əsasən termoplastikdir. Daxili ekran materialı əsasən termoplastikdir və tez-tez VA tərkibi 18% -dən 28% -ə qədər olan EVA-ya əsaslanır; xarici ekran materialı əsasən çarpaz əlaqəli və soyula biləndir və tez-tez VA tərkibi 40% -dən 46% -ə qədər olan EVA-ya əsaslanır.
3. 2 Termoplastik və çarpaz əlaqəli alov gecikdirici yanacaqlar
Termoplastik alov gecikdirici poliolefin kabel sənayesində, əsasən dəniz kabellərinin, elektrik kabellərinin və yüksək keyfiyyətli tikinti xətlərinin halogen və ya halogensiz tələbləri üçün geniş istifadə olunur. Onların uzunmüddətli işləmə temperaturu 70 ilə 90 °C arasında dəyişir.
Çox yüksək elektrik performansı tələblərinə malik olan 10 kV və daha yuxarı orta və yüksək gərginlikli elektrik kabelləri üçün alov gecikdirici xüsusiyyətlər əsasən xarici örtüklə təmin olunur. Bəzi ekoloji cəhətdən tələbkar binalarda və ya layihələrdə kabellərin aşağı tüstü, halogensiz, aşağı toksiklik və ya aşağı tüstü və aşağı halogen xüsusiyyətlərinə malik olması tələb olunur, buna görə də termoplastik alov gecikdirici poliolefinlər uyğun bir həlldir.
Bəzi xüsusi məqsədlər üçün xarici diametri böyük deyil, xüsusi kabel arasında temperatur müqaviməti 105 ~ 150 ℃ arasındadır, daha çox çarpaz əlaqəli alov gecikdirici poliolefin materialı var, çarpaz bağlantısı kabel istehsalçısı tərəfindən öz istehsal şərtlərinə uyğun olaraq seçilə bilər, həm ənənəvi yüksək təzyiqli buxar, həm də yüksək temperaturlu duz vannası, həm də elektron sürətləndirici otaq temperaturu şüalanması çarpaz əlaqəli şəkildə mövcuddur. Uzunmüddətli işləmə temperaturu 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ üç fayla bölünür, istehsal zavodu istifadəçilərin müxtəlif tələblərinə və ya standartlarına uyğun olaraq, halogensiz və ya halogen tərkibli yanacaq bariyerindən istifadə etməklə edilə bilər.
Poliolefinlərin qeyri-polyar və ya zəif polyar polyar polimerlər olduğu hamıya məlumdur. Polyarlıq baxımından mineral yağa bənzədikləri üçün poliolefinlər oxşar uyğunluq prinsipinə görə əsasən yağa daha az davamlı hesab olunurlar. Bununla belə, ölkə daxilində və xaricdə bir çox kabel standartları həmçinin çarpaz əlaqəli müqavimətlərin yağlara, həlledicilərə və hətta yağ şlamlarına, turşulara və qələvilərə qarşı da yaxşı müqavimət göstərməsini tələb edir. Bu, material tədqiqatçıları üçün bir çətinlikdir, indi Çində və ya xaricdə bu tələbkar materiallar hazırlanmışdır və onun əsas materialı EVA-dır.
3. 3 Oksigen baryer materialı
Zəncirvari çoxnüvəli kabellərin nüvələri arasında bir çox boşluq olur ki, xarici örtükdəki doldurucu halogensiz yanacaq baryerindən hazırlanırsa, yuvarlaq bir kabel görünüşü təmin etmək üçün doldurulmalıdır. Bu doldurucu təbəqə kabel yandıqda alov baryeri (oksigen) kimi çıxış edir və buna görə də sənayedə "oksigen baryeri" kimi tanınır.
Oksigen bariyer materialı üçün əsas tələblər bunlardır: yaxşı ekstruziya xüsusiyyətləri, yaxşı halogensiz alov gecikdiriciliyi (oksigen indeksi adətən 40-dan yuxarı) və aşağı qiymət.
Bu oksigen baryeri on ildən çoxdur ki, kabel sənayesində geniş istifadə olunur və kabellərin alov gecikdirməsində əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb olub. Oksigen baryeri həm halogensiz alov gecikdirici kabellər, həm də halogensiz alov gecikdirici kabellər (məsələn, PVC) üçün istifadə edilə bilər. Çoxlu sayda təcrübə göstərir ki, oksigen baryeri olan kabellər tək şaquli yanma və dəstə yanma sınaqlarından daha çox keçir.
Materialın hazırlanması baxımından, bu oksigen bariyer materialı əslində "ultra yüksək doldurucu"dur, çünki aşağı qiyməti ödəmək üçün yüksək doldurucu istifadə etmək lazımdır, yüksək oksigen indeksinə nail olmaq üçün yüksək nisbətdə (2-3 dəfə) Mg (OH) 2 və ya Al (OH) 3 əlavə etmək və yaxşı ekstrud etmək üçün əsas material kimi EVA seçmək lazımdır.
3. 4 Modifikasiya edilmiş PE örtük materialı
Polietilen örtük materialları iki problemə meyllidir: birincisi, ekstruziya zamanı ərimənin qırılmasına (yəni köpəkbalığı dərisinin) meyllidir; ikincisi, ətraf mühitin gərginliyi nəticəsində çatlamağa meyllidirlər. Ən sadə həll yolu formulasiyaya müəyyən bir nisbətdə EVA əlavə etməkdir. Əsasən aşağı VA tərkibli modifikasiya olunmuş EVA kimi istifadə edildikdə, onun ərimə indeksinin 1 ilə 2 arasında olması uyğundur.
4. İnkişaf perspektivləri
(1) EVA kabel sənayesində geniş istifadə olunur və illik miqdar tədricən və sabit artımdadır. Xüsusilə son on ildə ətraf mühitin qorunmasının əhəmiyyəti səbəbindən EVA əsaslı yanacaq müqaviməti sürətlə inkişaf etmiş və qismən PVC əsaslı kabel materialı trendini əvəz etmişdir. Əla qiymət göstəriciləri və ekstruziya prosesinin əla göstəriciləri ilə digər materialları əvəz etmək çətindir.
(2) Kabel sənayesinin illik EVA qatran istehlakı 100.000 tona yaxındır, EVA qatran növlərinin seçimi, VA tərkibinin aşağıdan yuxarıya qədər istifadə edilməsi, kabel materialının qranulyasiya müəssisəsinin ölçüsü ilə birlikdə böyük deyil, hər müəssisədə hər il yalnız minlərlə ton EVA qatranı yayılır və beləliklə, EVA sənayesinin nəhəng müəssisəsinin diqqət mərkəzində olmayacaq. Məsələn, ən böyük miqdarda halogensiz alov gecikdirici əsas material, əsas seçim VA / MI = 28/2 ~ 3 EVA qatranıdır (məsələn, ABŞ DuPont-un EVA 265 #). Və bu spesifikasiya dərəcəsi olan EVA-nın bu günə qədər istehsal və təchizat üçün yerli istehsalçı yoxdur. VA tərkibi 28-dən yüksəkdir və ərimə indeksi digər EVA qatranlarının istehsalı və təchizatı üçün 3-dən azdır.
(3) Xarici şirkətlər yerli rəqiblərinin olmaması səbəbindən EVA istehsal edir və qiymət uzun müddətdir ki, yüksəkdir və bu da yerli kabel zavodlarının istehsal həvəsini ciddi şəkildə boğur. Rezin tipli EVM-in VA tərkibinin 50%-dən çoxu xarici şirkətlərin dominantlığı altındadır və qiyməti markanın VA tərkibinə 2-3 dəfə bənzəyir. Belə yüksək qiymətlər də öz növbəsində bu rezin tipli EVM-in miqdarına təsir göstərir, buna görə də kabel sənayesi yerli EVA istehsalçılarını yerli EVA istehsal sürətini artırmaq üçün çağırır. Sənayenin daha çox istehsalı EVA qatranından çox istifadə etməsi ilə bağlıdır.
(4) Qloballaşma dövründə ətraf mühitin qorunması dalğasına əsaslanan EVA, kabel sənayesi tərəfindən ekoloji cəhətdən təmiz yanacaq müqaviməti üçün ən yaxşı əsas material hesab olunur. EVA-nın istifadəsi ildə 15% sürətlə artır və perspektiv çox ümidvericidir. Qoruyucu materialların miqdarı və artım tempi, orta və yüksək gərginlikli elektrik kabellərinin istehsalı və artım tempi arasında təxminən 8% ilə 10% arasında dəyişir; poliolefin müqaviməti sürətlə artır, son illərdə bu nisbət arasında 15% ilə 20% arasında qalıb və yaxın 5-10 ildə də bu artım tempi qorunub saxlanıla bilər.
Yazı vaxtı: 31 iyul 2022