Xülasə: Naqil və kabel üçün silan çarpaz polietilen izolyasiya materialının çarpaz bağlanma prinsipi, təsnifatı, tərtibi, prosesi və avadanlığı qısa şəkildə təsvir edilmiş və silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialının tətbiqi və istifadəsi zamanı bəzi xüsusiyyətləri, habelə materialın çarpaz bağlanma vəziyyətinə təsir edən amillər təqdim edilmişdir.
Açar sözlər: Silan çarpaz əlaqə; Təbii çarpaz əlaqə; polietilen; İzolyasiya; Tel və kabel
Silan çapraz bağlı polietilen kabel materialı indi məftil və kabel sənayesində aşağı gərginlikli elektrik kabelləri üçün izolyasiya materialı kimi geniş istifadə olunur. Tələb olunan istehsal avadanlığı ilə müqayisədə çarpaz birləşdirilmiş məftil və kabel və peroksid çarpaz birləşdirici və şüalanma ilə çarpaz əlaqə istehsalında sadə, istifadəsi asan, aşağı hərtərəfli dəyəri və digər üstünlükləri ilə izolyasiya ilə aşağı gərginlikli çarpaz kabel üçün aparıcı material olmuşdur.
1.Silane cross-linked kabel material cross-linking prinsipi
Silan çapraz bağlı polietilenin hazırlanmasında iki əsas proses var: peyvənd və çarpaz bağlama. Peyvənd prosesində polimer sərbəst təşəbbüskarın təsiri altında üçüncü karbon atomunda H atomunu itirir və vinil silanın – CH = CH2 qrupu ilə reaksiyaya girərək trioksisilil ester qrupunu ehtiva edən peyvənd edilmiş polimer əmələ gətirən sərbəst radikallara çevrilir. Çarpaz bağlanma prosesində greft polimeri əvvəlcə suyun iştirakı ilə hidroliz edilir ki, silanol əmələ gəlir və – OH bitişik Si-OH qrupu ilə sıxlaşır və Si-O-Si bağını əmələ gətirir və beləliklə polimer makromolekullarını çarpaz bağlayır.
2.Silane cross-linked kabel materialı və onun kabel istehsal üsulu
Bildiyiniz kimi, silan çarpaz kabellər və onların kabelləri üçün iki pilləli və bir pilləli istehsal üsulları mövcuddur. İki pilləli üsulla bir pilləli üsul arasındakı fərq silan peyvəndi prosesinin həyata keçirildiyi yerdə, iki mərhələli üsul üçün kabel materialı istehsalçısında, bir pilləli üsul üçün kabel istehsalı zavodunda peyvənd prosesindədir. Ən böyük bazar payına malik iki pilləli silan çarpaz bağlı polietilen izolyasiya materialı A və B adlanan materiallardan ibarətdir, A materialı silanla aşılanmış polietilen və B materialı katalizatorun əsas partiyasıdır. Daha sonra izolyasiya nüvəsi isti suda və ya buxarda çarpaz bağlanır.
İki pilləli silan çarpaz bağlı polietilen izolyatorun başqa bir növü var ki, burada silan budaqlanmış zəncirlərlə polietilen əldə etmək üçün sintez zamanı vinil silanı birbaşa polietilenə daxil etməklə A materialı fərqli üsulla istehsal olunur.
Bir pilləli metodun da iki növü var, ənənəvi bir addımlı proses xüsusi dəqiq ölçmə sisteminin nisbətində formulaya uyğun olaraq müxtəlif xammaldır, kabel izolyasiya nüvəsinin aşılanması və ekstruziyasını başa çatdırmaq üçün bir addımda xüsusi hazırlanmış xüsusi ekstruderə çevrilir, bu prosesdə qranulyasiya yoxdur, kabel materialı zavodunun iştirakına ehtiyac yoxdur, tək başına kabel fabriki tərəfindən tamamlanır. Bu bir pilləli silan çarpaz bağlı kabel istehsalı avadanlığı və formulasiya texnologiyası əsasən xaricdən gətirilir və bahalıdır.
Bir pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialının başqa bir növü kabel materialı istehsalçıları tərəfindən istehsal olunur, bütün xammalların nisbətində formulaya uyğun olaraq xüsusi bir qarışdırma üsulu ilə bir araya gətirilir, qablaşdırılır və satılır, A materialı və B materialı yoxdur, kabel zavodu birbaşa ekstruderdə ola bilər, eyni zamanda bir addım tamamlamaq üçün kabellərin aşılanması və ekstruziyası aparılır. Bu metodun unikal xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, bahalı xüsusi ekstruderlərə ehtiyac yoxdur, çünki silan peyvəndi prosesi adi PVC ekstruderdə tamamlana bilər və iki mərhələli üsul ekstruziyadan əvvəl A və B materiallarını qarışdırmaq ehtiyacını aradan qaldırır.
3. Formulyasiya tərkibi
Silan çarpaz bağlı polietilen kabel materialının tərkibi ümumiyyətlə əsas material qatranı, təşəbbüskar, silan, antioksidant, polimerləşmə inhibitoru, katalizator və s.
(1) Əsas qatran ümumiyyətlə ərimə indeksi (MI) 2 olan aşağı sıxlıqlı polietilen (LDPE) qatranıdır, lakin bu yaxınlarda sintetik qatran texnologiyasının inkişafı və qiymət təzyiqləri ilə xətti aşağı sıxlıqlı polietilen (LLDPE) də bu material üçün əsas qatran kimi istifadə edilmişdir və ya qismən istifadə edilmişdir. Müxtəlif qatranlar daxili makromolekulyar strukturlarındakı fərqlərə görə çox vaxt peyvənd və çarpaz bağlanmaya əhəmiyyətli təsir göstərir, buna görə də müxtəlif istehsalçıların müxtəlif əsas qatranlarından və ya eyni tipli qatranlardan istifadə etməklə formulasiya dəyişdiriləcək.
(2) Tez-tez istifadə edilən təşəbbüskar diizopropil peroksiddir (DCP), əsas problemin miqdarını anlamaqdır, silan peyvəndinə səbəb olmaq üçün çox az şey kifayət deyil; onun axıcılığını azaldır polietilen cross-linking səbəb çox, ekstrüzyon izolyasiya əsas səthi kobud, sıxmaq çətin sistemi. Əlavə edilmiş təşəbbüskarın miqdarı çox kiçik və həssas olduğundan, onu bərabər şəkildə yaymaq vacibdir, buna görə də ümumiyyətlə silan ilə birlikdə əlavə olunur.
(3) A2171-in sürətli hidroliz sürətinə görə silan ümumiyyətlə vinil trimetoksisilan (A2171) və vinil trietoksisilan (A2151) daxil olmaqla, vinil doymamış silan istifadə olunur, ona görə də A2171 daha çox insan seçin. Eynilə, silan əlavə etmək problemi var, indiki kabel materialı istehsalçıları xərcləri azaltmaq üçün onun aşağı həddinə nail olmağa çalışırlar, çünki silan idxal olunur, qiymət daha bahadır.
(4) Anti-oksidant polietilen emalı və kabelin yaşlanmaya qarşı sabitliyini təmin etməkdir və əlavə olunur, silan peyvənd prosesində anti-oksidant peyvənd reaksiyasını maneə törətmək roluna malikdir, buna görə də peyvənd prosesi, anti-oksidantın əlavə edilməsi diqqətli olmalıdır, seçimə uyğun olaraq DCP miqdarını nəzərə almaq üçün əlavə edilən miqdar. İki addımlı çarpaz bağlama prosesində, antioksidantın çoxu katalizatorun əsas partiyasına əlavə edilə bilər ki, bu da peyvənd prosesinə təsirini azalda bilər. Bir addımlı çarpaz bağlama prosesində antioksidant bütün peyvənd prosesində mövcuddur, ona görə də növlərin və miqdarın seçimi daha vacibdir. Ən çox istifadə edilən antioksidantlar 1010, 168, 330 və s.
(5) Yan reaksiyaların bəzi peyvənd və çarpaz bağlanma prosesini maneə törətmək üçün polimerləşmə inhibitoru əlavə edilir, peyvənd prosesində bir anti-çarpaz birləşmə agenti əlavə etmək üçün C2C çarpaz bağlanmasının baş verməsini effektiv şəkildə azalda bilər, bununla da emalın axıcılığını yaxşılaşdırır, əlavə olaraq, eyni şərtlərdə bir greftin əlavə edilməsi, silanın hidrolizini azalda bilər Qraft materialının uzunmüddətli dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq üçün aşılanmış polietilenin.
(6) Katalizatorlar çox vaxt orqanotin törəmələridir (təbii çarpaz əlaqə istisna olmaqla), ən çox yayılmışı dibutiltin dilauratdır (DBDTL), ümumiyyətlə masterbatch şəklində əlavə olunur. İki addımlı prosesdə greft (A materialı) və katalizatorun əsas partiyası (B materialı) ayrıca qablaşdırılır və A və B materialları A materialının əvvəlcədən çarpaz bağlanmasının qarşısını almaq üçün ekstruderə əlavə edilməzdən əvvəl birlikdə qarışdırılır. Bir pilləli silan çarpaz polietilen izolyasiyası vəziyyətində, paketdəki polietilen hələ aşılanmamışdır, buna görə də əvvəlcədən çarpaz bağlama problemi yoxdur və buna görə də katalizatorun ayrıca qablaşdırılmasına ehtiyac yoxdur.
Bundan əlavə, bazarda silan, təşəbbüskar, antioksidant, bəzi sürtkü yağları və anti-mis agentlərinin birləşməsi olan mürəkkəb silanlar mövcuddur və ümumiyyətlə kabel zavodlarında bir addımlı silan çarpaz bağlama üsullarında istifadə olunur.
Buna görə də, tərkibi çox mürəkkəb hesab edilməyən və müvafiq məlumatlarda mövcud olan silan çapraz bağlı polietilen izolyasiyasının hazırlanması, lakin son nəticəyə gəlmək üçün bəzi düzəlişlərə məruz qalan müvafiq istehsal formulalarıdır ki, bu da kompozisiyadakı komponentlərin rolunu və onların məhsuldarlığa təsir qanununu və onların qarşılıqlı təsirini tam başa düşməyi tələb edir.
Kabel materiallarının bir çox çeşidində silan çarpaz bağlı kabel materialı (iki pilləli və ya bir pilləli) ekstruziyada baş verən yeganə kimyəvi proseslər hesab olunur, polivinilxlorid (PVC) kabel materialı və polietilen (PE) kabel materialı kimi digər növlər, ekstruziya qranulyasiyası prosesi fiziki bir qarışdırma prosesidir, hətta çarpaz keçid materialı və kimyəvi radiasiyada. ekstruziya qranulyasiya prosesi, və ya ekstruziya sistemi Kabel, heç bir kimyəvi proses baş verir, belə ki, müqayisədə, silan cross-linked kabel material və kabel izolyasiya ekstruziya istehsalı, proses nəzarət daha vacibdir.
4. İki pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya istehsalı prosesi
İki pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialının istehsal prosesi qısaca Şəkil 1-də göstərilə bilər.
Şəkil 1 İki pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialının istehsal prosesi A
İki pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiyasının istehsal prosesində bəzi əsas məqamlar:
(1) Qurutma. Polietilen qatranının tərkibində az miqdarda su olduğundan, yüksək temperaturda ekstrüde edildikdə, su silil qrupları ilə sürətlə reaksiyaya girərək çapraz əlaqə yaradır ki, bu da ərimənin axıcılığını azaldır və əvvəlcədən çarpaz əlaqə yaradır. Hazır materialda həmçinin suyun soyudulmasından sonra su var, bu da çıxarılmasa, əvvəlcədən çarpaz əlaqə yarada bilər və həmçinin qurudulmalıdır. Qurutmanın keyfiyyətini təmin etmək üçün dərin qurutma qurğusundan istifadə edilir.
(2) Ölçmə. Materialın tərtib edilməsinin dəqiqliyi vacib olduğundan, ümumiyyətlə idxal olunan çəki itirmə tərəzisindən istifadə olunur. Polietilen qatranı və antioksidant ölçülür və ekstruderin qidalanma portu vasitəsilə qidalanır, silan və təşəbbüskar isə ekstruderin ikinci və ya üçüncü barelinə maye material pompası ilə vurulur.
(3) Ekstruziya peyvəndi. Silanın peyvəndi prosesi ekstruderdə tamamlanır. Ekstruderin texnoloji parametrləri, o cümlədən temperatur, vida birləşməsi, vida sürəti və qidalanma sürəti, peroksidin vaxtından əvvəl parçalanması arzuolunmadıqda, ekstruderin birinci bölməsindəki materialın tam əridilə və bərabər şəkildə qarışdırıla bilməsi prinsipinə əməl etməlidir və ekstruderin ikinci hissəsindəki tam vahid materialın tam parçalanması və ekstruder bölməsinin temperaturu tamamlanmış olmalıdır. (LDPE) Cədvəl 1-də göstərilmişdir.
Cədvəl 1 İki pilləli ekstruder zonalarının temperaturları
| İş zonası | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 ① | Zona 4 | Zona 5 |
| Temperatur P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| İş zonası | Zona 6 | Zona 7 | Zona 8 | Zona 9 | Ağız ölür |
| Temperatur °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①silanın əlavə olunduğu yerdir.
Ekstruder vintinin sürəti materialın ekstruderdə qalma müddətini və qarışdırma təsirini müəyyən edir, əgər qalma müddəti qısadırsa, peroksidin parçalanması natamamdır; qalma müddəti çox uzun olarsa, ekstrüde edilmiş materialın özlülüyü artır. Ümumiyyətlə, qranulun ekstruderdə orta qalma müddəti 5-10 dəfə inisiatorun parçalanma yarı ömründə nəzarət edilməlidir. Qidalanma sürəti yalnız materialın qalma müddətinə müəyyən təsir göstərmir, həm də materialın qarışdırılmasına və kəsilməsinə, uyğun qidalanma sürətini seçmək də çox vacibdir.
(4) Qablaşdırma. İki pilləli silan çapraz bağlı izolyasiya materialı nəmliyi aradan qaldırmaq üçün birbaşa havada alüminium-plastik kompozit torbalarda qablaşdırılmalıdır.
5. Bir pilləli silan çarpaz bağlı polietilen izolyasiya materialının istehsalı prosesi
Bir pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialı, peyvənd prosesinə görə kabel fabrikində kabel izolyasiya nüvəsinin ekstruziyasındadır, buna görə də kabel izolyasiyasının ekstruziya temperaturu iki addımlı metoddan əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Bir addım silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya düsturu təşəbbüskar və silan və materialın kəsilməsinin sürətli dispersiyasında tam nəzərə alınsa da, peyvənd prosesi bir pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya istehsal zavodu olan temperatur ilə təmin edilməlidir.
Cədvəl 2 Hər zonanın bir pilləli ekstruder temperaturu ( vahid: ℃ )
| Zona | Zona 1 | Zona 2 | Zona 3 | Zona 4 | Flanş | Baş |
| Temperatur | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Bu, bir pilləli silan çapraz bağlı polietilen prosesinin zəif tərəflərindən biridir, ümumiyyətlə kabelləri iki mərhələdə ekstruziya edərkən tələb olunmur.
6.İstehsal avadanlıqları
İstehsal avadanlığı prosesə nəzarətin vacib təminatıdır. Silan çarpaz kabellərin istehsalı prosesə nəzarətin çox yüksək dəqiqliyini tələb edir, buna görə də istehsal avadanlıqlarının seçimi xüsusilə vacibdir.
İki pilləli silan çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialının istehsalı A material istehsal avadanlığı, hazırda daha çox yerli izotropik paralel qoşa vidalı ekstruder, idxal çəkisiz çəki ilə, bu cür cihazlar prosesə nəzarətin dəqiqliyi tələblərinə cavab verə bilər, qoşa vintli ekstruderin uzunluğu və diametrinin seçilməsi, materialın çəkisiz qalma müddətini təmin etmək. maddələr. Əlbəttə ki, bütün diqqət yetirilməli olan avadanlıqların bir çox detalları var.
Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, kabel zavodunda bir pilləli silan çarpaz kabel istehsalı avadanlığı xaricdən gətirilir, bahalı, yerli avadanlıq istehsalçılarının oxşar istehsal avadanlıqları yoxdur, buna səbəb avadanlıq istehsalçıları ilə formula və proses tədqiqatçıları arasında əməkdaşlığın olmamasıdır.
7. Silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyasiya materialı
Son illərdə hazırlanmış silan təbii çarpaz bağlı polietilen izolyasiya materialı təbii şəraitdə bir neçə gün ərzində buxar və ya isti suya batırılmadan çarpaz bağlana bilər. Ənənəvi silan çarpaz bağlama üsulu ilə müqayisədə, bu material kabel istehsalçıları üçün istehsal prosesini azalda, istehsal xərclərini daha da azalda və istehsal səmərəliliyini artıra bilər. Silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyasiyası kabel istehsalçıları tərəfindən getdikcə daha çox tanınır və istifadə olunur.
Son illərdə yerli silan təbii çarpaz polietilen izolyasiyası yetişmiş və idxal materialları ilə müqayisədə qiymət baxımından müəyyən üstünlüklərə malik böyük miqdarda istehsal edilmişdir.
7. 1 Silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyasiyaları üçün formalaşdırma ideyaları
Silan təbii çarpaz bağlı polietilen izolyasiyaları iki addımlı bir prosesdə istehsal olunur, eyni tərkib əsas qatran, başlatıcı, silan, antioksidant, polimerləşmə inhibitoru və katalizatordan ibarətdir. Silan təbii çarpaz bağlı polietilen izolyatorların hazırlanması A materialının silan aşılama sürətinin artırılmasına və silan isti su ilə çapraz bağlı polietilen izolyatorlara nisbətən daha səmərəli katalizatorun seçilməsinə əsaslanır. Daha yüksək silan peyvəndi sürətinə malik A materiallarının daha səmərəli katalizatorla birlikdə istifadəsi silan çarpaz bağlı polietilen izolyatorun hətta aşağı temperaturda və kifayət qədər nəmlik şəraitində tez çarpaz əlaqə yaratmasına imkan verəcək.
İdxal olunan silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyatorlar üçün A-materialları kopolimerləşmə yolu ilə sintez olunur, burada silanın tərkibinə yüksək səviyyədə nəzarət etmək olar, halbuki silanın peyvənd edilməsi ilə yüksək paylama sürətinə malik A-materialların istehsalı çətindir. Reseptdə istifadə edilən əsas qatran, təşəbbüskar və silan çeşid və əlavə baxımından müxtəlif olmalı və tənzimlənməlidir.
Müqavimətin seçilməsi və onun dozasının tənzimlənməsi də çox vacibdir, çünki silanın peyvənd sürətinin artması qaçılmaz olaraq daha çox CC çarpaz əlaqə yan reaksiyalarına səbəb olur. Sonradan kabel ekstruziyası üçün A materialının emal axıcılığını və səth vəziyyətini yaxşılaşdırmaq üçün CC-nin çarpaz bağlanmasını və əvvəlcədən çarpaz əlaqəni effektiv şəkildə maneə törətmək üçün uyğun miqdarda polimerləşmə inhibitoru tələb olunur.
Bundan əlavə, katalizatorlar çarpaz əlaqə sürətinin artırılmasında mühüm rol oynayır və keçid metalı olmayan elementləri ehtiva edən səmərəli katalizatorlar kimi seçilməlidir.
7. 2 Silan təbii çapraz bağlı polietilen izolyasiyaların çarpaz bağlanma vaxtı
Silan təbii çarpaz polietilen izolyasiyasının təbii vəziyyətdə çarpaz bağlanmasını başa çatdırmaq üçün tələb olunan vaxt izolyasiya təbəqəsinin temperaturundan, rütubətindən və qalınlığından asılıdır. Temperatur və rütubət nə qədər yüksək olarsa, izolyasiya təbəqəsinin qalınlığı nə qədər incə olarsa, çarpaz bağlama müddəti daha qısa olar və əksinə daha uzun olar. Temperatur və rütubət bölgədən bölgəyə və fəsildən fəsillərə, hətta eyni yerdə və eyni vaxtda dəyişdiyi üçün bu gün və sabah temperatur və rütubət fərqli olacaq. Buna görə də, materialın istifadəsi zamanı istifadəçi yerli və üstünlük təşkil edən temperatur və rütubətə, həmçinin kabelin spesifikasiyasına və izolyasiya təbəqəsinin qalınlığına uyğun olaraq çarpaz bağlama vaxtını təyin etməlidir.
Göndərmə vaxtı: 13 avqust 2022-ci il