วัสดุฉนวนที่ไม่ใช่ฮาโลเจนคืออะไร?

(1)วัสดุฉนวนโพลีเอทิลีนฮาโลเจนโพลีเอทิลีน (XLPE) ไร้ควันต่ำแบบครอสลิงค์:
วัสดุฉนวน XLPE ผลิตโดยการผสมโพลีเอทิลีน (PE) และเอทิลีนไวนิลอะซิเตต (EVA) เป็นเมทริกซ์พื้นฐาน พร้อมด้วยสารเติมแต่งต่างๆ เช่น สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน สารหล่อลื่น สารต้านอนุมูลอิสระ ฯลฯ ผ่านกระบวนการผสมและการอัดเป็นก้อน หลังจากการฉายรังสี PE จะเปลี่ยนจากโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นเป็นโครงสร้างสามมิติ โดยเปลี่ยนจากวัสดุเทอร์โมพลาสติกเป็นพลาสติกเทอร์โมเซตติงที่ไม่ละลายน้ำ

สายฉนวน XLPE มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเทอร์โมพลาสติก PE ธรรมดา:
1. ปรับปรุงความต้านทานต่อการเสียรูปเนื่องจากความร้อน เพิ่มคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูง และปรับปรุงความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและการเสื่อมสภาพจากความร้อน
2. เพิ่มความเสถียรทางเคมีและความต้านทานต่อตัวทำละลาย ลดการไหลของความเย็น และรักษาคุณสมบัติทางไฟฟ้า อุณหภูมิในการทำงานในระยะยาวอาจสูงถึง 125°C ถึง 150°C หลังจากการประมวลผลการเชื่อมโยงข้าม อุณหภูมิลัดวงจรของ PE จะเพิ่มขึ้นเป็น 250°C ซึ่งช่วยให้มีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟสูงขึ้นอย่างมากสำหรับสายเคเบิลที่มีความหนาเท่ากัน
3. สายไฟหุ้มฉนวน XLPE ยังมีคุณสมบัติทางกล กันน้ำ กันรังสีดีเยี่ยม เหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น สายไฟภายในเครื่องใช้ไฟฟ้า สายมอเตอร์ สายไฟ สายควบคุมสัญญาณแรงดันต่ำยานยนต์ สายรถจักร , สายเคเบิลรถไฟใต้ดิน, เคเบิลทำเหมืองที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม, เคเบิลเรือ, เคเบิลเกรด 1E สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์, เคเบิลปั๊มจุ่ม และเคเบิลส่งกำลัง

ทิศทางปัจจุบันในการพัฒนาวัสดุฉนวน XLPE ได้แก่ วัสดุฉนวนสายไฟ PE เชื่อมโยงข้ามการฉายรังสี วัสดุฉนวนทางอากาศ PE เชื่อมโยงข้ามการฉายรังสี และการฉายรังสีวัสดุเปลือกโพลีโอเลฟินทนไฟเชื่อมโยงข้ามการฉายรังสี

(2)วัสดุฉนวนโพลีโพรพีลีนแบบครอสลิงค์ (XL-PP):
โพลีโพรพีลีน (PP) ซึ่งเป็นพลาสติกทั่วไป มีลักษณะเฉพาะ เช่น น้ำหนักเบา มีแหล่งวัตถุดิบมากมาย ความคุ้มค่า ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีได้ดีเยี่ยม ขึ้นรูปง่าย และรีไซเคิลได้ อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัด เช่น ความแข็งแรงต่ำ ทนความร้อนได้ต่ำ การเสียรูปจากการหดตัวอย่างมีนัยสำคัญ ความต้านทานการคืบคลานต่ำ ความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และความต้านทานต่อความร้อนและการเสื่อมสภาพของออกซิเจนต่ำ ข้อจำกัดเหล่านี้ได้จำกัดการใช้งานในการใช้งานเคเบิล นักวิจัยได้ดำเนินการปรับเปลี่ยนวัสดุโพลีโพรพีลีนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม และการฉายรังสี cross-linked modified polypropylene (XL-PP) ได้เอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สายไฟหุ้มฉนวน XL-PP สามารถตอบสนองการทดสอบเปลวไฟ UL VW-1 และมาตรฐานสายไฟ 150°C ที่ได้รับการจัดอันดับ UL ในการใช้งานสายเคเบิลในทางปฏิบัติ EVA มักจะผสมกับ PE, PVC, PP และวัสดุอื่นๆ เพื่อปรับประสิทธิภาพของชั้นฉนวนสายเคเบิล

ข้อเสียอย่างหนึ่งของ PP เชื่อมโยงข้ามการฉายรังสีก็คือ มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการแข่งขันระหว่างการก่อตัวของกลุ่มสุดท้ายที่ไม่อิ่มตัวผ่านปฏิกิริยาการย่อยสลายและปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามระหว่างโมเลกุลที่ถูกกระตุ้นและอนุมูลอิสระที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ การศึกษาพบว่าอัตราส่วนของการย่อยสลายต่อปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามในการเชื่อมโยงข้ามด้วยการฉายรังสี PP อยู่ที่ประมาณ 0.8 เมื่อใช้การฉายรังสีแกมมา เพื่อให้บรรลุปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามที่มีประสิทธิภาพใน PP จำเป็นต้องเพิ่มโปรโมเตอร์การเชื่อมโยงข้ามสำหรับการเชื่อมโยงข้ามด้วยการฉายรังสี นอกจากนี้ ความหนาของการเชื่อมขวางที่มีประสิทธิผลยังถูกจำกัดโดยความสามารถในการทะลุผ่านของลำอิเล็กตรอนในระหว่างการฉายรังสี การฉายรังสีทำให้เกิดก๊าซและฟอง ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเชื่อมโยงข้ามของผลิตภัณฑ์บางๆ แต่จำกัดการใช้สายเคเบิลที่มีผนังหนา

(3) วัสดุฉนวนเอทิลีน - ไวนิลอะซิเตตโคพอลิเมอร์ (XL-EVA) แบบครอสลิงค์:
เนื่องจากความต้องการความปลอดภัยของสายเคเบิลเพิ่มขึ้น การพัฒนาสายเคเบิลเชื่อมโยงข้ามที่ทนไฟที่ปราศจากฮาโลเจนจึงเติบโตอย่างรวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับ PE แล้ว EVA ซึ่งนำโมโนเมอร์ไวนิลอะซิเตตเข้าไปในสายโซ่โมเลกุล จะมีความเป็นผลึกต่ำกว่า ส่งผลให้มีความยืดหยุ่น ทนทานต่อแรงกระแทก เข้ากันได้ของฟิลเลอร์ และคุณสมบัติการปิดผนึกด้วยความร้อนดีขึ้น โดยทั่วไป คุณสมบัติของเรซิน EVA ขึ้นอยู่กับปริมาณของโมโนเมอร์ไวนิลอะซิเตตในสายโซ่โมเลกุล ปริมาณไวนิลอะซิเตทที่สูงขึ้นนำไปสู่การเพิ่มความโปร่งใส ความยืดหยุ่น และความทนทาน เรซิน EVA มีความเข้ากันได้ดีกับฟิลเลอร์และความสามารถในการเชื่อมโยงข้ามกัน ทำให้ได้รับความนิยมมากขึ้นในสายเคเบิลเชื่อมโยงข้ามที่ปราศจากฮาโลเจนที่ทนไฟ

เรซิน EVA ที่มีปริมาณไวนิลอะซิเตตประมาณ 12% ถึง 24% มักใช้ในฉนวนสายไฟและสายเคเบิล ในการใช้งานสายเคเบิลจริง EVA มักจะผสมกับ PE, PVC, PP และวัสดุอื่นๆ เพื่อปรับประสิทธิภาพของชั้นฉนวนสายเคเบิล ส่วนประกอบ EVA สามารถส่งเสริมการเชื่อมโยงข้าม ปรับปรุงประสิทธิภาพของสายเคเบิลหลังจากการเชื่อมโยงข้าม

(4) วัสดุฉนวนเอทิลีน-โพรพิลีน-ไดอีนโมโนเมอร์แบบครอสลิงค์ (XL-EPDM):
XL-EPDM เป็นเทอร์โพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยเอทิลีน โพรพิลีน และโมโนเมอร์ไดอีนที่ไม่คอนจูเกต เชื่อมต่อข้ามผ่านการฉายรังสี สายเคเบิล XL-EPDM รวมข้อดีของสายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีโอเลฟินและสายเคเบิลหุ้มฉนวนยางทั่วไป:
1. ความยืดหยุ่น ความยืดหยุ่น การไม่ยึดเกาะที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการเสื่อมสภาพในระยะยาว และความต้านทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง (-60°C ถึง 125°C)
2. ความต้านทานต่อโอโซน ความต้านทานรังสียูวี ประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้า และความต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี
3. ความต้านทานต่อน้ำมันและตัวทำละลายเทียบได้กับฉนวนยางคลอโรพรีนทั่วไป สามารถผลิตได้โดยใช้อุปกรณ์การประมวลผลการอัดขึ้นรูปร้อนทั่วไป ทำให้คุ้มค่า

สายเคเบิลหุ้มฉนวน XL-EPDM มีการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงสายไฟแรงดันต่ำ สายเคเบิลสำหรับเรือ สายเคเบิลจุดระเบิดรถยนต์ สายเคเบิลควบคุมสำหรับคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น สายเคเบิลเคลื่อนที่ในเหมือง อุปกรณ์ขุดเจาะ และอุปกรณ์ทางการแพทย์

ข้อเสียเปรียบหลักของสายเคเบิล XL-EPDM ได้แก่ ความต้านทานการฉีกขาดต่ำ และคุณสมบัติการยึดเกาะและการยึดเกาะที่อ่อนแอ ซึ่งอาจส่งผลต่อการประมวลผลในภายหลัง

(5) วัสดุฉนวนยางซิลิโคน

ยางซิลิโคนมีความยืดหยุ่นและทนทานต่อโอโซน การปล่อยโคโรนา และเปลวไฟได้ดีเยี่ยม ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเป็นฉนวนไฟฟ้า การใช้งานหลักในอุตสาหกรรมไฟฟ้าคือสายไฟและสายเคเบิล สายไฟและสายเคเบิลยางซิลิโคนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีความต้องการสูง โดยมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามากเมื่อเทียบกับสายเคเบิลมาตรฐาน การใช้งานทั่วไป ได้แก่ มอเตอร์อุณหภูมิสูง หม้อแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า สายจุดระเบิดในยานพาหนะขนส่ง และสายไฟทางทะเลและสายควบคุม

ปัจจุบันสายเคเบิลหุ้มฉนวนยางซิลิโคนมักเชื่อมต่อข้ามโดยใช้ความดันบรรยากาศกับอากาศร้อนหรือไอน้ำแรงดันสูง นอกจากนี้ยังมีการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการใช้การฉายรังสีลำแสงอิเล็กตรอนสำหรับยางซิลิโคนที่เชื่อมโยงข้าม แม้ว่าจะยังไม่แพร่หลายในอุตสาหกรรมเคเบิลก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้ามการฉายรังสี ทำให้เป็นทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำกว่า มีประสิทธิภาพมากกว่า และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับวัสดุฉนวนยางซิลิโคน ด้วยการฉายรังสีลำแสงอิเล็กตรอนหรือแหล่งกำเนิดรังสีอื่นๆ การเชื่อมขวางของฉนวนยางซิลิโคนสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็สามารถควบคุมความลึกและระดับของการเชื่อมโยงข้ามเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ

ดังนั้นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้ามการฉายรังสีสำหรับวัสดุฉนวนยางซิลิโคนถือเป็นคำมั่นสัญญาที่สำคัญในอุตสาหกรรมสายไฟและสายเคเบิล เทคโนโลยีนี้คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนการผลิต ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ความพยายามในการวิจัยและพัฒนาในอนาคตอาจผลักดันการใช้เทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้ามการฉายรังสีสำหรับวัสดุฉนวนยางซิลิโคน ทำให้สามารถนำไปใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้นสำหรับการผลิตสายไฟและสายเคเบิลที่มีอุณหภูมิสูงและมีประสิทธิภาพสูงในอุตสาหกรรมไฟฟ้า ซึ่งจะมอบโซลูชันที่เชื่อถือได้และทนทานมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย