1. Introduktion
EVA er en forkortelse for ethylenvinylacetatcopolymer, en polyolefinpolymer. På grund af dens lave smeltetemperatur, gode fluiditet, polaritet og ikke-halogenelementer, og dens kompatibilitet med en række polymerer og mineralpulvere, en række mekaniske og fysiske egenskaber, elektriske egenskaber og forarbejdningsevne, samt en lav pris, er markedet tilstrækkeligt udbudt. Derfor kan det bruges som kabelisoleringsmateriale, men også som fyldstof og kappemateriale, og det kan fremstilles som termoplastmateriale og termohærdende tværbindingsmateriale.
EVA har en bred vifte af anvendelser og flammehæmmere, der kan laves til halogenfri eller halogenbrændstofbarriere med lav røgudvikling; hvis man vælger EVA med højt VA-indhold som basismateriale, kan det også laves til oliebestandigt materiale; hvis man vælger et moderat smelteindeks, kan EVA-fyldningen tilføjes 2 til 3 gange så meget, som flammehæmmerne. Dette materiale kan forbedre ekstruderingsprocessens ydeevne og pris og give et mere afbalanceret iltbarriere (fyldningsmateriale).
I denne artikel, ud fra EVA's strukturelle egenskaber, introduktionen af dens anvendelse i kabelindustrien og udviklingsudsigterne.
2. Strukturelle egenskaber
Ved synteseproduktion kan ændring af polymerisationsgradsforholdet n/m producere et VA-indhold på 5 til 90 % af EVA; en øgning af den samlede polymerisationsgrad kan producere en molekylvægt på titusinder til hundredtusinder af EVA; et VA-indhold under 40 % på grund af delvis krystallisation og dårlig elasticitet kaldes almindeligvis EVA-plast; når VA-indholdet er større end 40 %, kaldes en gummilignende elastomer uden krystallisation, almindeligvis EVM-gummi.
1. 2 Ejendomme
EVA's molekylære kæde har en lineær, mættet struktur, så den har god varmeældning, vejr- og ozonbestandighed.
EVA-molekylets hovedkæde indeholder ikke dobbeltbindinger, benzenringe, acyl-, amingrupper og andre grupper, der let kan ryge ved afbrænding, og sidekæderne indeholder heller ikke methyl-, phenyl-, cyano- og andre grupper, der let kan ryge ved afbrænding. Derudover indeholder selve molekylet ikke halogenelementer, så det er særligt velegnet til lavrøgede halogenfri resistive brændstofbaser.
Den store størrelse af vinylacetatgruppen (VA) i EVA-sidekæden og dens mellempolaritet betyder, at den både hæmmer vinylrygradens tendens til at krystallisere og kobler sig godt sammen med mineralfyldstoffer, hvilket skaber betingelserne for højtydende barrierebrændstoffer. Dette gælder især for resistmaterialer med lavt røgindhold og halogenfri materialer, da flammehæmmere med et indhold på mere end 50% volumen [f.eks. Al(OH)3, Mg(OH)2 osv.] skal tilsættes for at opfylde kravene i kabelstandarder for flammehæmning. EVA med et mellemhøjt til højt VA-indhold bruges som base til at producere flammehæmmende brændstoffer med lavt røgindhold og halogenfri materialer med fremragende egenskaber.
Da EVA-sidekædens vinylacetatgruppe (VA) er polær, er polymeren mere polær, jo højere VA-indholdet er, og desto bedre er oliebestandigheden. Den oliebestandighed, der kræves af kabelindustrien, refererer primært til evnen til at modstå ikke-polære eller svagt polære mineralolier. I henhold til princippet om lignende kompatibilitet anvendes EVA med højt VA-indhold som basismateriale til at producere en lavrøg- og halogenfri brændstofbarriere med god oliebestandighed.
EVA-molekyler i alfa-olefin H-atomets ydeevne er mere aktiv. I peroxidradikaler eller højenergi-elektronstrålingseffekten opstår H-tværbindingsreaktioner, der bliver tværbundet plast eller gummi, og kan fremstilles med krævende ydeevnekrav til specielle lednings- og kabelmaterialer.
Tilføjelsen af vinylacetatgruppen får EVA's smeltetemperatur til at falde betydeligt, og antallet af korte VA-sidekæder kan øge EVA's strømning. Derfor er dens ekstruderingsevne meget bedre end den molekylære struktur af lignende polyethylen, hvilket gør den til det foretrukne basismateriale til halvledende afskærmningsmaterialer og halogen- og halogenfri brændstofbarrierer.
2 Produktfordele
2. 1 Ekstremt høj omkostningseffektivitet
EVA's fysiske og mekaniske egenskaber, varmebestandighed, vejrbestandighed, ozonbestandighed og elektriske egenskaber er meget gode. Vælg den passende kvalitet, der kan fremstilles af varmebestandighed, flammehæmmende egenskaber, men også olie- og opløsningsmiddelbestandigt specialkabelmateriale.
Termoplastisk EVA-materiale bruges mest med et VA-indhold på 15% til 46%, med et smelteindeks på 0,5 til 4 grader. EVA har mange producenter, mange mærker, en bred vifte af muligheder, moderate priser, tilstrækkelig forsyning, brugerne behøver kun at åbne EVA-sektionen på hjemmesiden, mærke, ydeevne, pris, leveringssted med et hurtigt overblik, du kan vælge, meget bekvemt.
EVA er en polyolefinpolymer, der sammenlignes med polyethylen (PE) materiale og blødt polyvinylchlorid (PVC) kabelmateriale, når man ser på blødhed og brugsegenskaber. Men yderligere forskning vil vise, at EVA og de to ovennævnte materialetyper er uerstattelige i sammenligning.
2. 2 fremragende behandlingsydelse
EVA i kabelapplikationer stammer fra mellem- og højspændingskablers afskærmningsmateriale indvendigt og udvendigt, og senere udvidet til halogenfri brændstofbarriere. Fra et forarbejdningsmæssigt synspunkt betragtes disse to typer materialer som "højt fyldt materiale": afskærmningsmateriale på grund af behovet for at tilsætte en stor mængde ledende carbon black og øge viskositeten, hvilket reducerer likviditeten kraftigt; halogenfri flammehæmmende brændstof kræver tilsætning af en stor mængde halogenfri flammehæmmere, og viskositeten af halogenfri materialer øges kraftigt, hvilket reducerer likviditeten kraftigt. Løsningen er at finde en polymer, der kan håndtere store doser fyldstof, men som også har en lav smelteviskositet og god fluiditet. Af denne grund er EVA det foretrukne valg.
EVA-smelteviskositeten falder hurtigt med ekstruderingsbehandlingstemperatur og forskydningshastighed. Brugeren behøver kun at justere ekstrudertemperaturen og skruehastigheden for at opnå fremragende ydeevne for tråd- og kabelprodukter. Et stort antal indenlandske og udenlandske anvendelser viser, at for halogenfri materialer med højt fyldstof og lav røgudvikling, fordi viskositeten er for stor og smelteindekset for lavt, er det kun nødvendigt at bruge ekstrudering med lavt kompressionsforhold (kompressionsforhold mindre end 1,3) for at sikre god ekstruderingskvalitet. Gummibaserede EVM-materialer med vulkaniseringsmidler kan ekstruderes på både gummiekstrudere og generelle ekstrudere. Den efterfølgende vulkaniseringsproces (tværbinding) kan udføres enten ved termokemisk (peroxid) tværbinding eller ved elektronacceleratorbestrålingstværbinding.
2. 3 Let at modificere og tilpasse
Ledninger og kabler findes overalt, fra himlen til jorden, fra bjergene til havet. Brugernes krav til ledninger og kabler er også varierede og mærkelige, og selvom ledningers og kablers struktur er ensartet, afspejles forskellene i deres ydeevne primært i isolerings- og kappebeklædningsmaterialerne.
Indtil videre udgør blød PVC stadig langt størstedelen af de polymermaterialer, der anvendes i kabelindustrien, både hjemme og i udlandet. Men med den stigende bevidsthed om miljøbeskyttelse og bæredygtig udvikling.
PVC-materialer er blevet stærkt begrænset, og forskere gør alt for at finde alternative materialer til PVC, hvoraf det mest lovende er EVA.
EVA kan blandes med en række forskellige polymerer, men også med en række forskellige mineralpulvere og forarbejdningshjælpemidler, der er kompatible. De blandede produkter kan fremstilles til termoplastisk plast til plastkabler, men også til tværbundet gummi til gummikabler. Formuleringsdesignere kan basere brugerens (eller standard) krav med EVA som basismateriale for at sikre, at materialets ydeevne opfylder kravene.
3 EVA anvendelsesområde
3. 1 Anvendes som halvledende afskærmningsmateriale til højspændingskabler
Som vi alle ved, er hovedmaterialet i afskærmningsmaterialet ledende carbon black. Hvis der tilsættes en stor mængde carbon black i plast- eller gummibasematerialet, vil det forringe afskærmningsmaterialets flydeevne og ekstruderingsniveauets glathed alvorligt. For at forhindre delvise udladninger i højspændingskabler skal de indre og ydre afskærmninger være tynde, skinnende, klare og ensartede. Sammenlignet med andre polymerer kan EVA gøre dette lettere. Årsagen til dette er, at EVA's ekstruderingsproces er særlig god, flyder godt og ikke er tilbøjelig til smeltebrud. Afskærmningsmaterialet er opdelt i to kategorier: indpakket i lederen udenpå, kaldet den indre afskærmning, med det indre afskærmningsmateriale; indpakket i isoleringen udenpå, kaldet den ydre afskærmning, med det ydre afskærmningsmateriale; det indre afskærmningsmateriale er for det meste termoplastisk. Det indre afskærmningsmateriale er for det meste termoplastisk og er ofte baseret på EVA med et VA-indhold på 18% til 28%; det ydre afskærmningsmateriale er for det meste tværbundet og aftageligt og er ofte baseret på EVA med et VA-indhold på 40% til 46%.
3. 2 Termoplastiske og tværbundne flammehæmmende brændstoffer
Termoplastisk flammehæmmende polyolefin anvendes i vid udstrækning i kabelindustrien, primært til halogen- eller halogenfri krav til marinekabler, elkabler og højkvalitets konstruktionsledninger. Deres langvarige driftstemperaturer varierer fra 70 til 90 °C.
For mellem- og højspændingskabler på 10 kV og derover, som har meget høje krav til elektrisk ydeevne, bæres de flammehæmmende egenskaber primært af den ydre kappe. I nogle miljøkrævende bygninger eller projekter skal kablerne have lav røgproduktion, halogenfri produktion, lav toksicitet eller lav røgproduktion og lav halogenproduktion, så termoplastiske flammehæmmende polyolefiner er en brugbar løsning.
Til nogle særlige formål er den ydre diameter ikke stor, temperaturbestandigheden mellem 105 ~ 150 ℃ mellem det specielle kabel, mere tværbundet flammehæmmende polyolefinmateriale, kan dets tværbinding vælges af kabelproducenten i henhold til deres egne produktionsforhold, enten den traditionelle højtryksdamp eller højtemperatursaltbad, men også tilgængelig elektronacceleratorbestråling ved stuetemperatur tværbundet måde. Dens langsigtede driftstemperatur er opdelt i 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ tre filer, og produktionsanlægget kan fremstilles i henhold til forskellige brugerkrav eller standarder, halogenfri eller halogenholdig brændstofbarriere.
Det er velkendt, at polyolefiner er upolære eller svagt polære polære polymerer. Da de ligner mineralolie i polaritet, anses polyolefiner for det meste for at være mindre modstandsdygtige over for olie i henhold til princippet om lignende kompatibilitet. Mange kabelstandarder i ind- og udland fastsætter dog også, at tværbundne modstande også skal have god modstandsdygtighed over for olier, opløsningsmidler og endda olieopslæmninger, syrer og baser. Dette er en udfordring for materialeforskere, og uanset om de er i Kina eller i udlandet, er disse krævende materialer blevet udviklet, og basismaterialet er EVA.
3. 3 Iltbarrieremateriale
Flertrådede kabler med flere kerner har mange mellemrum mellem kernerne, der skal fyldes for at sikre et afrundet kabeludseende, hvis fyldningen i den ydre kappe er lavet af halogenfri brændstofbarriere. Dette fyldlag fungerer som en flammebarriere (ilt), når kablet brænder, og er derfor kendt som en "iltbarriere" i branchen.
De grundlæggende krav til et iltbarrieremateriale er: gode ekstruderingsegenskaber, god halogenfri flammehæmning (iltindeks normalt over 40) og lav pris.
Denne iltbarriere har været anvendt i vid udstrækning i kabelindustrien i mere end et årti og har ført til betydelige forbedringer af kablers flammehæmmende egenskaber. Iltbarrieren kan bruges til både halogenfri flammehæmmende kabler og halogenfri flammehæmmende kabler (f.eks. PVC). En stor mængde praksis har vist, at kabler med en iltbarriere har større sandsynlighed for at bestå enkeltstående vertikale afbrændings- og bundtforbrændingstests.
Fra et materialesammensætningssynspunkt er dette iltbarrieremateriale faktisk et "ultrahøjt fyldstof", fordi det for at opnå den lave pris er nødvendigt at bruge et højt fyldstof. For at opnå et højt iltindeks skal man også tilsætte en høj andel (2 til 3 gange) Mg(OH)2 eller Al(OH)3, og for at ekstrudere godt skal man vælge EVA som basismateriale.
3. 4 Modificeret PE-beklædningsmateriale
Polyethylenbeklædningsmaterialer er tilbøjelige til at have to problemer: for det første er de tilbøjelige til smeltebrud (dvs. hajskind) under ekstrudering; for det andet er de tilbøjelige til miljømæssige spændingsrevner. Den enkleste løsning er at tilføje en vis andel EVA i formuleringen. Anvendt som modificeret EVA, primært med lavt VA-indhold i kvaliteten, er dens smelteindeks på mellem 1 og 2 passende.
4. Udviklingsudsigter
(1) EVA har været meget anvendt i kabelindustrien, og den årlige mængde har vist en gradvis og stabil vækst. Især i det seneste årti har EVA-baseret brændstofbestandighed på grund af vigtigheden af miljøbeskyttelse gennemgået en hurtig udvikling og har delvist erstattet trenden med PVC-baserede kabelmaterialer. Dens fremragende omkostningseffektivitet og fremragende ydeevne i ekstruderingsprocessen gør det vanskeligt at erstatte andre materialer.
(2) Kabelindustriens årlige forbrug af EVA-harpiks er tæt på 100.000 tons. Valget af EVA-harpiksvarianter vil variere fra lavt til højt. Kombineret med at virksomhedernes størrelse i kabelmaterialet ikke er stor, er EVA-harpiksen kun spredt ud over tusindvis af tons årligt i hver virksomhed. Dette vil ikke være EVA-industriens store virksomheders opmærksomhed. For eksempel er den største mængde halogenfri flammehæmmende basismateriale, og det primære valg af VA/MI = 28/2 ~ 3 af EVA-harpiks (såsom det amerikanske DuPont EVA 265 #). Og denne specifikationskvalitet af EVA er indtil videre ikke produceret og leveret af indenlandske producenter. For ikke at nævne et VA-indhold på over 28 og et smelteindeks på under 3 for anden EVA-harpiksproduktion og -levering.
(3) Udenlandske virksomheder producerer EVA på grund af manglende indenlandske konkurrenter, og prisen har længe været høj, hvilket alvorligt undertrykker den indenlandske kabelproduktionsentusiasme. Mere end 50% af VA-indholdet i gummi-type EVM er domineret af udenlandske virksomheder, og prisen er 2 til 3 gange så stor som VA-indholdet i mærket. Sådanne høje priser påvirker til gengæld også mængden af denne gummi-type EVM, så kabelindustrien opfordrer indenlandske EVA-producenter til at øge den indenlandske produktion af EVA. Industriens produktion har øget brugen af EVA-harpiks.
(4) I takt med den bølge af miljøbeskyttelse i globaliseringens tidsalder betragtes EVA af kabelindustrien som det bedste basismateriale til miljøvenlig brændstofresistens. Brugen af EVA vokser med en hastighed på 15 % om året, og udsigterne er meget lovende. Mængden og vækstraten for afskærmningsmaterialer og produktion og vækstrate for mellem- og højspændingskabler er omkring 8 % til 10 %; polyolefinresistenserne vokser hurtigt og har i de senere år ligget på 15 % til 20 %, og i de næste 5 til 10 år kan den muligvis også opretholde denne vækstrate.
Opslagstidspunkt: 31. juli 2022