Isoleringsmaterialers ydeevne påvirker direkte kvaliteten, forarbejdningseffektiviteten og anvendelsesområdet for ledninger og kabler. Isoleringsmaterialers ydeevne påvirker direkte kvaliteten, forarbejdningseffektiviteten og anvendelsesområdet for ledninger og kabler.
1. PVC polyvinylchlorid ledninger og kabler
Polyvinylchlorid (herefter benævntPVC) isoleringsmaterialer er blandinger, hvor stabilisatorer, blødgørere, flammehæmmere, smøremidler og andre tilsætningsstoffer tilsættes PVC-pulver. I henhold til de forskellige anvendelser og karakteristiske krav til ledninger og kabler justeres formlen i overensstemmelse hermed. Efter årtiers produktion og anvendelse er fremstillings- og forarbejdningsteknologien for PVC nu blevet meget moden. PVC-isoleringsmateriale har meget brede anvendelser inden for ledninger og kabler og har sine egne særlige egenskaber:
A. Fremstillingsteknologien er moden og nem at forme og bearbejde. Sammenlignet med andre typer kabelisoleringsmaterialer har den ikke kun en lav pris, men kan også effektivt kontrollere farveforskellen, glansen, trykningen, bearbejdningseffektiviteten, blødheden og hårdheden af trådoverfladen, lederens vedhæftning samt selve trådens mekaniske og fysiske egenskaber og elektriske egenskaber.
B. Den har fremragende flammehæmmende egenskaber, så PVC-isolerede ledninger kan nemt opfylde de flammehæmmende grader, der er fastsat i forskellige standarder.
C. Med hensyn til temperaturbestandighed omfatter de i øjeblikket almindeligt anvendte typer PVC-isolering hovedsageligt følgende tre kategorier gennem optimering og forbedring af materialeformler:
Med hensyn til nominel spænding anvendes den generelt i spændingsniveauer på 1000V AC og derunder og kan anvendes i vid udstrækning i industrier som husholdningsapparater, instrumenter og målere, belysning og netværkskommunikation.
PVC har også nogle iboende ulemper, der begrænser dets anvendelse:
A. På grund af det høje klorindhold vil det udsende en stor mængde tyk røg under afbrænding, hvilket kan forårsage kvælning, påvirke sigtbarheden og producere visse kræftfremkaldende stoffer og HCl-gas, hvilket kan forårsage alvorlig skade på miljøet. Med udviklingen af teknologi til fremstilling af isoleringsmaterialer med lav røgudledning og nul halogener er gradvis udskiftning af PVC-isolering blevet en uundgåelig tendens i udviklingen af kabler.
B. Almindelig PVC-isolering har dårlig modstandsdygtighed over for syrer og baser, varmeolie og organiske opløsningsmidler. Ifølge det kemiske princip om, at ens opløses, er PVC-ledninger meget tilbøjelige til at beskadige og revne i det specifikke nævnte miljø. Men med sin fremragende forarbejdningsevne og lave pris anvendes PVC-kabler stadig i vid udstrækning i husholdningsapparater, belysningsarmaturer, mekanisk udstyr, instrumenter og målere, netværkskommunikation, bygningsledninger og andre områder.
2. Tværbundne polyethylentråde og -kabler
Tværbundet PE (herefter benævntXLPE) er en type polyethylen, der kan transformere fra en lineær molekylær struktur til en tredimensionel tredimensionel struktur under visse betingelser under påvirkning af højenergistråler eller tværbindingsmidler. Samtidig transformeres den fra termoplast til uopløselig termohærdende plast.
I øjeblikket er der primært tre tværbindingsmetoder til anvendelse af lednings- og kabelisolering:
A. Peroxid-tværbinding: Det involverer først brug af polyethylenharpiks i kombination med passende tværbindingsmidler og antioxidanter, og derefter tilsætning af andre komponenter efter behov for at producere tværbindbare polyethylenblandingspartikler. Under ekstruderingsprocessen sker tværbinding gennem varme damptværbindingsrør.
B. Silantværbinding (varmtvandstværbinding): Dette er også en metode til kemisk tværbinding. Dens primære mekanisme er at tværbinde organosiloxan og polyethylen under specifikke forhold, en
og graden af tværbinding kan generelt nå op på omkring 60%.
C. Bestrålingstværbinding: Den anvender højenergistråler såsom R-stråler, alfastråler og elektronstråler til at aktivere kulstofatomerne i polyethylenmakromolekyler og forårsage tværbinding. De højenergistråler, der almindeligvis anvendes i ledninger og kabler, er elektronstråler genereret af elektronacceleratorer. Da denne tværbinding er afhængig af fysisk energi, tilhører den fysisk tværbinding.
De ovenstående tre forskellige tværbindingsmetoder har forskellige karakteristika og anvendelser:
Sammenlignet med termoplastisk polyethylen (PVC) har XLPE-isolering følgende fordele:
A. Det har forbedret modstanden mod varmedeformation, forbedret de mekaniske egenskaber ved høje temperaturer og forbedret modstanden mod miljømæssige spændingsrevner og varmeældning.
B. Den har forbedret kemisk stabilitet og opløsningsmiddelresistens, reduceret koldflydning og har stort set bevaret den oprindelige elektriske ydeevne. Den langsigtede driftstemperatur kan nå 125 ℃ og 150 ℃. Den tværbundne polyethylenisolerede ledning og kabel forbedrer også kortslutningsmodstanden, og dens kortsigtede temperaturmodstand kan nå 250 ℃, og for ledninger og kabler af samme tykkelse er den tværbundne polyethylens strømbærende kapacitet meget større.
C. Den har fremragende mekaniske, vandtætte og strålingsbestandige egenskaber, så den er meget anvendt inden for forskellige områder. Såsom: interne forbindelsesledninger til elektriske apparater, motorledninger, belysningsledninger, lavspændingssignalstyringsledninger til biler, lokomotivledninger, ledninger og kabler til undergrundsbaner, miljøbeskyttelseskabler til miner, marinekabler, kabler til lægning af atomkraft, højspændingsledninger til tv, højspændingsledninger til røntgenoptagelser og kraftoverføringsledninger og -kabler osv.
XLPE-isolerede ledninger og kabler har betydelige fordele, men de har også nogle iboende ulemper, der begrænser deres anvendelse:
A. Dårlig varmebestandig vedhæftning. Ved bearbejdning og brug af ledninger ud over deres nominelle temperatur er det let for ledningerne at klæbe til hinanden. I alvorlige tilfælde kan det føre til isoleringsskader og kortslutninger.
B. Dårlig varmeledningsmodstand. Ved temperaturer over 200 ℃ bliver ledningernes isolering ekstremt blød. Når den udsættes for ydre kræfter, klemning eller kollision, er den tilbøjelig til at få ledningerne til at skære igennem og kortslutte.
C. Det er vanskeligt at kontrollere farveforskellen mellem batcher. Problemer som ridser, hvidtning og afskalning af trykte tegn kan opstå under forarbejdningen.
D. XLPE-isoleringen med en temperaturbestandighedsgrad på 150 ℃ er fuldstændig halogenfri og kan bestå VW-1-forbrændingstesten i overensstemmelse med UL1581-standarderne, samtidig med at den opretholder fremragende mekaniske og elektriske egenskaber. Der er dog stadig visse flaskehalse i fremstillingsteknologien, og omkostningerne er høje.
3. Silikonegummiledninger og -kabler
Polymermolekylerne i silikonegummi er kædestrukturer dannet af SI-O (silicium-oxygen) bindinger. SI-O-bindingen er 443,5 kJ/MOL, hvilket er meget højere end CC-bindingsenergien (355 kJ/MOL). De fleste silikonegummitråde og -kabler produceres gennem koldekstrudering og højtemperaturvulkaniseringsprocesser. Blandt forskellige syntetiske gummitråde og -kabler har silikonegummi på grund af sin unikke molekylære struktur overlegen ydeevne sammenlignet med andre almindelige gummityper.
A. Den er ekstremt blød, har god elasticitet, er lugtfri og giftfri, og er ikke bange for høje temperaturer og kan modstå stærk kulde. Driftstemperaturområdet er fra -90 til 300 ℃. Silikonegummi har meget bedre varmebestandighed end almindelig gummi. Den kan bruges kontinuerligt ved 200 ℃ og i en periode ved 350 ℃.
B. Fremragende vejrbestandighed. Selv efter langvarig eksponering for ultraviolette stråler og andre klimatiske forhold har dens fysiske egenskaber kun undergået mindre ændringer.
C. Silikonegummi har en meget høj modstand, og dens modstand forbliver stabil over et bredt temperatur- og frekvensområde.
Silikonegummi har samtidig fremragende modstandsdygtighed over for højspændings-koronaudladning og lysbueudladning. Silikonegummi-isolerede ledninger og kabler har ovenstående fordele og anvendes i vid udstrækning i højspændingsledninger til fjernsyn, højtemperaturbestandige ledninger til mikrobølgeovne, ledninger til induktionskogeapparater, ledninger til kaffekander, ledninger til lamper, UV-udstyr, halogenlamper, interne forbindelsesledninger til ovne og ventilatorer, især inden for små husholdningsapparater.
Nogle af dens egne mangler begrænser dog også dens bredere anvendelse. For eksempel:
A. Dårlig rivestyrke. Under forarbejdning eller brug er den tilbøjelig til at blive beskadiget på grund af ydre tryk, ridser og slibning, hvilket kan forårsage kortslutning. Den nuværende beskyttelsesforanstaltning er at tilføje et lag af glasfiber eller højtemperatur polyesterfiber flettet uden på silikoneisoleringen. Under forarbejdningen er det dog stadig nødvendigt at undgå skader forårsaget af ydre tryk så meget som muligt.
B. Det vulkaniseringsmiddel, der i øjeblikket primært anvendes i vulkaniseringsstøbning, er dobbelt, to og fire. Dette vulkaniseringsmiddel indeholder klor. Fuldstændig halogenfri vulkaniseringsmidler (såsom platinvulkanisering) har strenge krav til produktionsmiljøets temperatur og er dyre. Derfor skal følgende punkter bemærkes ved forarbejdning af ledningsnet: Trykhjulets tryk bør ikke være for højt. Det er bedst at bruge gummimateriale for at forhindre brud under produktionsprocessen, hvilket kan føre til dårlig trykmodstand.
4. Tværbundet ethylenpropylendienmonomer (EPDM) gummitråd (XLEPDM)
Tværbundet ethylenpropylendienmonomer (EPDM) gummi er en terpolymer af ethylen, propylen og en ikke-konjugeret dien, som er tværbundet gennem kemiske eller bestrålingsmetoder. Tværbundet EPDM gummiisoleret tråd kombinerer fordelene ved både polyolefinisoleret tråd og almindelig gummiisoleret tråd:
A. Blød, fleksibel, elastisk, non-stick ved høje temperaturer, langvarig ældningsbestandighed og modstandsdygtig over for barske vejrforhold (-60 til 125 ℃).
B. Ozonresistens, UV-resistens, elektrisk isolationsresistens og kemisk korrosionsresistens.
C. Olie- og opløsningsmiddelbestandigheden er sammenlignelig med den for generel chloroprengummiisolering. Den forarbejdes med almindeligt varmeekstruderingsudstyr, og der anvendes bestrålingstværbinding, hvilket er nemt at forarbejde og billigt. Tværbundne ethylenpropylendienmonomer (EPDM) gummiisolerede ledninger har de ovennævnte talrige fordele og anvendes i vid udstrækning inden for områder som kølekompressorledninger, vandtætte motorledninger, transformerledninger, mobile kabler i miner, boring, biler, medicinsk udstyr, skibe og generel intern ledningsføring i elektriske apparater.
De største ulemper ved XLEPDM-ledninger er:
A. Ligesom XLPE- og PVC-tråde har den relativt dårlig rivestyrke.
B. Dårlig vedhæftning og selvklæbende evne påvirker den efterfølgende forarbejdningsevne.
5. Fluoroplastiske ledninger og kabler
Sammenlignet med almindelige polyethylen- og polyvinylchloridkabler har fluoroplastkabler følgende fremtrædende egenskaber:
A. Højtemperaturbestandige fluoroplaster har ekstraordinær termisk stabilitet, hvilket gør det muligt for fluoroplastkabler at tilpasse sig højtemperaturmiljøer fra 150 til 250 grader Celsius. Under forudsætning af ledere med samme tværsnitsareal kan fluoroplastkabler overføre en større tilladt strøm, hvorved anvendelsesområdet for denne type isoleret ledning udvides betydeligt. På grund af denne unikke egenskab bruges fluoroplastkabler ofte til intern ledningsføring og ledninger i fly, skibe, højtemperaturovne og elektronisk udstyr.
B. God flammehæmning: Fluorplast har et højt iltindeks, og når de brænder, er flammespredningsområdet lille, hvilket genererer mindre røg. Tråden, der er fremstillet af det, er velegnet til værktøj og steder med strenge krav til flammehæmning. For eksempel: computernetværk, metroer, køretøjer, højhuse og andre offentlige steder osv. Når en brand bryder ud, kan folk have lidt tid til at evakuere uden at blive ramt af tyk røg, hvilket sparer værdifuld redningstid.
C. Fremragende elektrisk ydeevne: Sammenlignet med polyethylen har fluoroplastkabler en lavere dielektricitetskonstant. Derfor har fluoroplastkabler mindre dæmpning sammenlignet med koaksialkabler med lignende struktur og er mere egnede til højfrekvent signaltransmission. I dag er den stigende hyppighed af kabelbrug blevet en trend. På grund af fluoroplastens høje temperaturbestandighed bruges de ofte som intern ledningsføring til transmissions- og kommunikationsudstyr, jumpere mellem trådløse transmissionsledere og sendere samt video- og lydkabler. Derudover har fluoroplastkabler god dielektricitetsstyrke og isolationsmodstand, hvilket gør dem egnede til brug som styrekabler til vigtige instrumenter og målere.
D. Perfekte mekaniske og kemiske egenskaber: Fluorplast har høj kemisk bindingsenergi, høj stabilitet, er næsten upåvirket af temperaturændringer og har fremragende vejrbestandighed og mekanisk styrke. Og det påvirkes ikke af forskellige syrer, alkalier og organiske opløsningsmidler. Derfor er det velegnet til miljøer med betydelige klimaændringer og korrosive forhold, såsom petrokemikalier, olieraffinering og kontrol af oliebrøndinstrumenter.
E. Letter svejseforbindelser I elektroniske instrumenter foretages mange forbindelser ved svejsning. På grund af det lave smeltepunkt for generelle plasttyper har de en tendens til at smelte let ved høje temperaturer, hvilket kræver gode svejsefærdigheder. Desuden kræver nogle svejsepunkter en vis mængde svejsetid, hvilket også er grunden til, at fluoroplastkabler er populære. Såsom den interne ledningsføring i kommunikationsudstyr og elektroniske instrumenter.
Fluorplaster har selvfølgelig stadig nogle ulemper, der begrænser deres anvendelse:
A. Prisen på råvarer er høj. I øjeblikket er den indenlandske produktion stadig hovedsageligt afhængig af import (Daikin i Japan og DuPont i USA). Selvom indenlandske fluorplaster har udviklet sig hurtigt i de senere år, er produktionsvarianterne stadig enkeltstående. Sammenlignet med importerede materialer er der stadig en vis forskel i materialernes termiske stabilitet og andre omfattende egenskaber.
B. Sammenlignet med andre isoleringsmaterialer er produktionsprocessen vanskeligere, produktionseffektiviteten er lav, de trykte tegn er tilbøjelige til at falde af, og tabet er stort, hvilket gør produktionsomkostningerne relativt høje.
Afslutningsvis er anvendelsen af alle de ovennævnte typer isoleringsmaterialer, især højtemperatur-specialisoleringsmaterialer med en temperaturresistens på over 105 ℃, stadig i en overgangsperiode i Kina. Uanset om det drejer sig om trådproduktion eller ledningsnetforarbejdning, er der ikke kun en moden proces, men også en proces til rationel forståelse af fordele og ulemper ved denne type tråd.
Opslagstidspunkt: 27. maj 2025