สายไฟและสายเคเบิลทนไฟใช้วัสดุอะไร?

ลวดหน่วงไฟ หมายถึง ลวดที่มีสภาวะหน่วงไฟ โดยทั่วไปแล้วเมื่อทดสอบแล้ว หากสายไฟถูกไฟไหม้ หากตัดไฟ ไฟจะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ไม่ลามไฟ ลวดหน่วงไฟมีคุณสมบัติหน่วงไฟและยับยั้งควันพิษ ลวดหน่วงไฟเป็นส่วนสำคัญในด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า การเลือกใช้วัสดุจึงเป็นสิ่งสำคัญ ลวดหน่วงไฟที่นิยมใช้กันในท้องตลาดปัจจุบัน ได้แก่พีวีซี, เอ็กแอลพีอี, ยางซิลิโคนและวัสดุฉนวนแร่

การเลือกวัสดุลวดและสายเคเบิลทนไฟ

ยิ่งค่าดัชนีออกซิเจนของวัสดุที่ใช้ในสายเคเบิลทนไฟสูงเท่าไหร่ ประสิทธิภาพการทนไฟก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่เมื่อค่าดัชนีออกซิเจนเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องสูญเสียคุณสมบัติอื่นๆ บางอย่างไป หากคุณสมบัติทางกายภาพและกระบวนการของวัสดุลดลง การดำเนินงานจะยากลำบาก และต้นทุนของวัสดุก็สูงขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกค่าดัชนีออกซิเจนที่เหมาะสมและสมเหตุสมผล โดยค่าดัชนีออกซิเจนของวัสดุฉนวนทั่วไปจะอยู่ที่ 30 ผลิตภัณฑ์สามารถผ่านข้อกำหนดการทดสอบคลาส C ในมาตรฐานได้ หากวัสดุหุ้มและวัสดุอุดเป็นวัสดุทนไฟ ผลิตภัณฑ์จะสามารถตอบสนองข้อกำหนดคลาส B และคลาส A ได้ วัสดุทนไฟของสายไฟและสายเคเบิลส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นวัสดุทนไฟฮาโลเจนและวัสดุทนไฟปลอดฮาโลเจน

1. วัสดุหน่วงการติดไฟฮาโลเจน

เนื่องจากไฮโดรเจนฮาไลด์จะสลายตัวและถูกปล่อยออกมาเมื่อได้รับความร้อนจากการเผาไหม้ ไฮโดรเจนฮาไลด์จึงสามารถจับกับรากของอนุมูลอิสระ H2O ที่ใช้งานอยู่ ทำให้การเผาไหม้ของวัสดุถูกหน่วงหรือถูกดับลงเพื่อให้เกิดการหน่วงไฟ วัสดุที่นิยมใช้ ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์ ยางนีโอพรีน โพลีเอทิลีนคลอโรซัลโฟเนต ยางเอทิลีน-โพรพิลีน และวัสดุอื่นๆ

(1) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) สารหน่วงไฟ: เนื่องจากพีวีซีมีราคาถูก ฉนวนที่ดีและมีคุณสมบัติหน่วงไฟ จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในสายไฟและสายเคเบิลสารหน่วงไฟทั่วไป เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงไฟของพีวีซี มักมีการเติมสารหน่วงไฟฮาโลเจน (เดคาโบรโมไดฟีนิลอีเทอร์) คลอรีนพาราฟิน และสารหน่วงไฟแบบซินเนอร์จิกลงในสูตรเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงไฟของพีวีซี

ยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPDM): ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้ว มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ทนทานต่อฉนวนสูง สูญเสียอิเล็กทริกต่ำ แต่ยางเอทิลีนโพรพิลีนเป็นวัสดุติดไฟ เราจึงต้องลดระดับการเชื่อมขวางของยางเอทิลีนโพรพิลีน ลดการขาดตอนของสายโมเลกุลที่เกิดจากสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของวัสดุ

(2) วัสดุหน่วงการติดไฟที่มีควันต่ำและฮาโลเจนต่ำ
ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุสองชนิด ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์และคลอโรซัลโฟเนตโพลีเอทิลีน เติม CaCO3 และ A(IOH)3 ลงในสูตรของพีวีซี ซิงค์โบเรตและ MoO3 สามารถลดการปล่อย HCL และปริมาณควันของโพลีไวนิลคลอไรด์ ซึ่งเป็นสารหน่วงไฟ จึงช่วยเพิ่มความหน่วงไฟของวัสดุ ลดปริมาณฮาโลเจน กรดหมอก และควัน แต่อาจทำให้ดัชนีออกซิเจนลดลงเล็กน้อย

2. วัสดุหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน

โพลีโอเลฟินเป็นวัสดุที่ปราศจากฮาโลเจน ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่สลายคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเมื่อถูกเผาไหม้โดยไม่ก่อให้เกิดควันและก๊าซอันตราย โพลีโอเลฟินประกอบด้วยพอลิเอทิลีน (PE) และพอลิเอทิลีน-ไวนิลอะซิเตท (E-VA) เป็นหลัก วัสดุเหล่านี้ไม่มีสารหน่วงไฟ จำเป็นต้องเติมสารหน่วงไฟอนินทรีย์และสารหน่วงไฟฟอสฟอรัสซีรีส์เพื่อแปรรูปเป็นวัสดุหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสารไม่มีขั้วในสายโซ่โมเลกุลของสารที่ไม่มีขั้วที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ ความสัมพันธ์ระหว่างสารหน่วงไฟอนินทรีย์กับสารหน่วงไฟอนินทรีย์จึงต่ำ ทำให้ยากต่อการยึดติด เพื่อปรับปรุงกิจกรรมพื้นผิวของโพลีโอเลฟิน สามารถเติมสารลดแรงตึงผิวลงในสูตร หรือผสมกับพอลิโอเลฟินที่มีขั้ว เพื่อเพิ่มปริมาณสารตัวเติมสารหน่วงไฟ ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติการแปรรูปของวัสดุ พร้อมทั้งได้สารหน่วงไฟที่ดีขึ้น จะเห็นได้ว่าลวดและสายเคเบิลทนไฟยังคงมีข้อดีอย่างมาก และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย