สารประกอบฉนวนสายเคเบิลโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงซิเลน

โดยทั่วไปแล้ว ส่วนประกอบของวัสดุสายเคเบิลโพลีเอทิลีนที่เชื่อมโยงด้วยไซเลน จะประกอบด้วยเรซินที่เป็นวัสดุพื้นฐาน สารเริ่มต้น ไซเลน สารต้านอนุมูลอิสระ สารยับยั้งการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นต้น

(1) โดยทั่วไปเรซินพื้นฐานคือเรซินโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ที่มีดัชนีหลอมเหลว (MI) เท่ากับ 2 แต่ในปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเรซินสังเคราะห์และแรงกดดันด้านต้นทุน โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) จึงถูกนำมาใช้หรือใช้เป็นเรซินพื้นฐานบางส่วนสำหรับวัสดุนี้ เรซินที่แตกต่างกันมักมีผลกระทบอย่างมากต่อการปลูกถ่ายและการเชื่อมโยงข้ามเนื่องจากความแตกต่างในโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ภายใน ดังนั้นสูตรจึงจะถูกปรับเปลี่ยนโดยการใช้เรซินพื้นฐานที่แตกต่างกันหรือเรซินชนิดเดียวกันจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน
(2) ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปคือไดไอโซโพรพิลเปอร์ออกไซด์ (DCP) สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจปริมาณที่เหมาะสม หากน้อยเกินไปจะทำให้การเชื่อมต่อซิเลนไม่เพียงพอ หากมากเกินไปจะทำให้เกิดการเชื่อมโยงข้ามของโพลีเอทิลีน ซึ่งจะลดความลื่นไหล พื้นผิวของแกนฉนวนที่อัดขึ้นรูปจะหยาบ และยากต่อการบีบอัดระบบ เนื่องจากปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เติมนั้นมีน้อยมากและมีความละเอียดอ่อน จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องกระจายให้ทั่วถึง ดังนั้นโดยทั่วไปจึงเติมพร้อมกับซิเลน
(3) โดยทั่วไปแล้วไซเลนที่ใช้คือไวนิลไซเลนไม่อิ่มตัว ซึ่งรวมถึงไวนิลไตรเมทอกซีไซเลน (A2171) และไวนิลไตรเอทอกซีไซเลน (A2151) เนื่องจาก A2171 มีอัตราการไฮโดรไลซิสที่รวดเร็ว จึงนิยมใช้ A2171 มากกว่า ในทำนองเดียวกัน มีปัญหาในการเติมไซเลน ผู้ผลิตวัสดุสายเคเบิลในปัจจุบันกำลังพยายามหาขีดจำกัดที่ต่ำที่สุดเพื่อลดต้นทุน เนื่องจากไซเลนต้องนำเข้า ราคาจึงสูงกว่า
(4) สารต้านอนุมูลอิสระมีไว้เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของกระบวนการผลิตโพลีเอทิลีนและการป้องกันการเสื่อมสภาพของสายเคเบิล และสารต้านอนุมูลอิสระที่เติมในกระบวนการกราฟต์ซิเลนมีบทบาทในการยับยั้งปฏิกิริยากราฟต์ ดังนั้นในกระบวนการกราฟต์ การเติมสารต้านอนุมูลอิสระจึงต้องระมัดระวัง ปริมาณที่เติมต้องพิจารณาปริมาณ DCP ให้เหมาะสม ในกระบวนการเชื่อมโยงแบบสองขั้นตอน สารต้านอนุมูลอิสระส่วนใหญ่สามารถเติมลงในมาสเตอร์แบทช์ตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ซึ่งสามารถลดผลกระทบต่อกระบวนการกราฟต์ได้ ในกระบวนการเชื่อมโยงแบบขั้นตอนเดียว สารต้านอนุมูลอิสระมีอยู่ในกระบวนการกราฟต์ทั้งหมด ดังนั้นการเลือกชนิดและปริมาณจึงมีความสำคัญมากขึ้น สารต้านอนุมูลอิสระที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ 1010, 168, 330 เป็นต้น
(5) สารยับยั้งการเกิดพอลิเมอไรเซชันจะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อยับยั้งปฏิกิริยาข้างเคียงบางอย่างที่เกิดขึ้นในกระบวนการกราฟต์และการเชื่อมโยงข้าม การเพิ่มสารต้านการเชื่อมโยงข้ามในกระบวนการกราฟต์สามารถลดการเกิดการเชื่อมโยงข้าม C2C ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยปรับปรุงความลื่นไหลในการประมวลผล นอกจากนี้ การเพิ่มกราฟต์ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันโดยมีการไฮโดรไลซิสของไซเลนบนสารยับยั้งการเกิดพอลิเมอไรเซชันสามารถลดการไฮโดรไลซิสของพอลิเอทิลีนที่กราฟต์ได้ เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพในระยะยาวของวัสดุกราฟต์
(6) ตัวเร่งปฏิกิริยามักจะเป็นอนุพันธ์ของออร์กาโนทิน (ยกเว้นการเชื่อมโยงตามธรรมชาติ) โดยที่พบมากที่สุดคือไดบิวทิลทินไดลอเรต (DBDTL) ซึ่งโดยทั่วไปจะเติมในรูปของมาสเตอร์แบทช์ ในกระบวนการสองขั้นตอน วัสดุกราฟต์ (วัสดุ A) และมาสเตอร์แบทช์ตัวเร่งปฏิกิริยา (วัสดุ B) จะถูกบรรจุแยกกัน และวัสดุ A และ B จะถูกผสมเข้าด้วยกันก่อนที่จะเติมลงในเครื่องอัดรีดเพื่อป้องกันการเชื่อมโยงล่วงหน้าของวัสดุ A ในกรณีของฉนวนโพลีเอทิลีนที่เชื่อมโยงด้วยไซเลนแบบขั้นตอนเดียว โพลีเอทิลีนในบรรจุภัณฑ์ยังไม่ได้รับการกราฟต์ ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาการเชื่อมโยงล่วงหน้า และด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแยกต่างหาก

นอกจากนี้ ยังมีซิเลนแบบผสมวางจำหน่ายในตลาด ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างซิเลน สารเริ่มต้นปฏิกิริยา สารต้านอนุมูลอิสระ สารหล่อลื่นบางชนิด และสารป้องกันทองแดง โดยทั่วไปจะใช้ในวิธีการเชื่อมโยงซิเลนแบบขั้นตอนเดียวในโรงงานผลิตสายเคเบิล
ดังนั้น การกำหนดสูตรของฉนวนโพลีเอทิลีนที่เชื่อมโยงด้วยไซเลน ซึ่งองค์ประกอบไม่ถือว่าซับซ้อนมากนักและมีข้อมูลที่เกี่ยวข้องอยู่แล้ว แต่สูตรการผลิตที่เหมาะสม ซึ่งต้องมีการปรับเปลี่ยนบางอย่างเพื่อให้ได้ผลลัพธ์สุดท้าย จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงบทบาทของส่วนประกอบในสูตร และกฎของผลกระทบต่อประสิทธิภาพและอิทธิพลซึ่งกันและกันของส่วนประกอบเหล่านั้น
ในบรรดาวัสดุสำหรับทำสายเคเบิลหลากหลายชนิด วัสดุสายเคเบิลที่เชื่อมโยงด้วยไซเลน (ไม่ว่าจะเป็นแบบสองขั้นตอนหรือขั้นตอนเดียว) ถือเป็นวัสดุชนิดเดียวที่มีกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นในกระบวนการอัดขึ้นรูป วัสดุชนิดอื่นๆ เช่น วัสดุสายเคเบิลโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และวัสดุสายเคเบิลโพลีเอทิลีน (PE) กระบวนการอัดขึ้นรูปเป็นการผสมทางกายภาพ แม้ว่าจะเป็นวัสดุสายเคเบิลที่เชื่อมโยงด้วยสารเคมีหรือการเชื่อมโยงด้วยการฉายรังสีก็ตาม ไม่ว่าจะในกระบวนการอัดขึ้นรูปหรือระบบอัดขึ้นรูปสายเคเบิล ก็ไม่มีกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้น ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว การควบคุมกระบวนการในการผลิตวัสดุสายเคเบิลที่เชื่อมโยงด้วยไซเลนและฉนวนสายเคเบิลจึงมีความสำคัญมากกว่า