(1)Material aislante de polietileno reticulado, bajo en humo y sin halógenos (XLPE):
El material aislante XLPE se produce combinando polietileno (PE) y acetato de etileno y vinilo (EVA) como matriz base, junto con varios aditivos como retardantes de llama libres de halógenos, lubricantes, antioxidantes, etc., mediante un proceso de composición y peletización. Después del procesamiento por irradiación, el PE se transforma de una estructura molecular lineal a una estructura tridimensional, pasando de un material termoplástico a un plástico termoestable insoluble.
Los cables con aislamiento XLPE tienen varias ventajas en comparación con el PE termoplástico ordinario:
1. Resistencia mejorada a la deformación térmica, propiedades mecánicas mejoradas a altas temperaturas y resistencia mejorada al agrietamiento por tensión ambiental y al envejecimiento térmico.
2. Estabilidad química mejorada y resistencia a los solventes, flujo en frío reducido y propiedades eléctricas mantenidas. Las temperaturas de funcionamiento a largo plazo pueden alcanzar entre 125 °C y 150 °C. Después del procesamiento de reticulación, la temperatura de cortocircuito del PE se puede aumentar a 250 °C, lo que permite una capacidad de transporte de corriente significativamente mayor para cables del mismo espesor.
3. Los cables con aislamiento XLPE también exhiben excelentes propiedades mecánicas, impermeables y resistentes a la radiación, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones, como cableado interno en aparatos eléctricos, cables de motores, cables de iluminación, cables de control de señales de bajo voltaje para automóviles y cables de locomotoras. , cables de metro, cables de minería respetuosos con el medio ambiente, cables de barcos, cables de grado 1E para centrales nucleares, cables de bombas sumergibles y cables de transmisión de energía.
Las direcciones actuales en el desarrollo de materiales de aislamiento XLPE incluyen materiales de aislamiento de cables de alimentación de PE reticulados por irradiación, materiales de aislamiento aéreo de PE reticulados por irradiación y materiales de revestimiento de poliolefina retardantes de llama reticulados por irradiación.
(2)Material aislante de polipropileno reticulado (XL-PP):
El polipropileno (PP), como plástico común, tiene características tales como peso ligero, abundantes fuentes de materia prima, rentabilidad, excelente resistencia a la corrosión química, facilidad de moldeo y reciclabilidad. Sin embargo, tiene limitaciones como baja resistencia, poca resistencia al calor, deformación por contracción significativa, poca resistencia a la fluencia, fragilidad a baja temperatura y poca resistencia al envejecimiento por calor y oxígeno. Estas limitaciones han restringido su uso en aplicaciones de cable. Los investigadores han estado trabajando para modificar materiales de polipropileno para mejorar su rendimiento general, y el polipropileno modificado reticulado por irradiación (XL-PP) ha superado eficazmente estas limitaciones.
Los cables aislados XL-PP pueden cumplir con las pruebas de llama UL VW-1 y los estándares de cables con clasificación UL de 150 °C. En aplicaciones prácticas de cables, el EVA a menudo se mezcla con PE, PVC, PP y otros materiales para ajustar el rendimiento de la capa de aislamiento del cable.
Una de las desventajas del PP reticulado por irradiación es que implica una reacción competitiva entre la formación de grupos terminales insaturados a través de reacciones de degradación y reacciones de entrecruzamiento entre moléculas estimuladas y radicales libres de moléculas grandes. Los estudios han demostrado que la relación entre degradación y reacciones de reticulación en la reticulación por irradiación de PP es de aproximadamente 0,8 cuando se utiliza irradiación de rayos gamma. Para lograr reacciones de reticulación efectivas en PP, es necesario agregar promotores de reticulación para la reticulación por irradiación. Además, el espesor de reticulación efectivo está limitado por la capacidad de penetración de los haces de electrones durante la irradiación. La irradiación conduce a la producción de gas y espuma, lo que resulta ventajoso para la reticulación de productos delgados pero limita el uso de cables de paredes gruesas.
(3) Material aislante de copolímero de etileno-acetato de vinilo reticulado (XL-EVA):
A medida que aumenta la demanda de seguridad de los cables, el desarrollo de cables reticulados retardantes de llama y libres de halógenos ha crecido rápidamente. En comparación con el PE, el EVA, que introduce monómeros de acetato de vinilo en la cadena molecular, tiene una cristalinidad más baja, lo que da como resultado una mayor flexibilidad, resistencia al impacto, compatibilidad con rellenos y propiedades de termosellado. Generalmente, las propiedades de la resina EVA dependen del contenido de monómeros de acetato de vinilo en la cadena molecular. Un mayor contenido de acetato de vinilo conduce a una mayor transparencia, flexibilidad y dureza. La resina EVA tiene una excelente compatibilidad con el relleno y reticulación, lo que la hace cada vez más popular en cables reticulados retardantes de llama sin halógenos.
La resina EVA con un contenido de acetato de vinilo de aproximadamente 12% a 24% se usa comúnmente en el aislamiento de alambres y cables. En aplicaciones de cables reales, el EVA a menudo se mezcla con PE, PVC, PP y otros materiales para ajustar el rendimiento de la capa de aislamiento del cable. Los componentes de EVA pueden promover la reticulación, mejorando el rendimiento del cable después de la reticulación.
(4) Material de aislamiento del monómero de etileno-propileno-dieno reticulado (XL-EPDM):
XL-EPDM es un terpolímero compuesto de monómeros de etileno, propileno y dieno no conjugado, reticulado mediante irradiación. Los cables XL-EPDM combinan las ventajas de los cables aislados con poliolefina y los cables comunes aislados con caucho:
1. Flexibilidad, resiliencia, no adherencia a altas temperaturas, resistencia al envejecimiento a largo plazo y resistencia a climas severos (-60°C a 125°C).
2. Resistencia al ozono, resistencia a los rayos UV, rendimiento de aislamiento eléctrico y resistencia a la corrosión química.
3. Resistencia al aceite y disolventes comparable al aislamiento de caucho de cloropreno de uso general. Puede producirse utilizando equipos comunes de procesamiento de extrusión en caliente, lo que lo hace rentable.
Los cables aislados con XL-EPDM tienen una amplia gama de aplicaciones, que incluyen, entre otras, cables de alimentación de bajo voltaje, cables para barcos, cables de encendido para automóviles, cables de control para compresores de refrigeración, cables móviles para minería, equipos de perforación y dispositivos médicos.
Las principales desventajas de los cables XL-EPDM incluyen una escasa resistencia al desgarro y propiedades adhesivas y autoadhesivas débiles, que pueden afectar el procesamiento posterior.
(5) Material aislante de caucho de silicona
El caucho de silicona posee flexibilidad y excelente resistencia al ozono, la descarga de corona y las llamas, lo que lo convierte en un material ideal para aislamiento eléctrico. Su principal aplicación en la industria eléctrica es para alambres y cables. Los alambres y cables de caucho de silicona son especialmente adecuados para su uso en entornos exigentes y de alta temperatura, con una vida útil significativamente más larga en comparación con los cables estándar. Las aplicaciones comunes incluyen motores de alta temperatura, transformadores, generadores, equipos electrónicos y eléctricos, cables de encendido en vehículos de transporte y cables de control y energía marina.
Actualmente, los cables aislados con caucho de silicona suelen reticularse utilizando presión atmosférica con aire caliente o vapor a alta presión. También se están realizando investigaciones sobre el uso de la irradiación con haces de electrones para reticular el caucho de silicona, aunque todavía no se ha vuelto frecuente en la industria del cable. Con los recientes avances en la tecnología de reticulación por irradiación, ofrece una alternativa más económica, más eficiente y respetuosa con el medio ambiente para los materiales aislantes de caucho de silicona. A través de la irradiación con haz de electrones u otras fuentes de radiación, se puede lograr una reticulación eficiente del aislamiento de caucho de silicona y al mismo tiempo permitir el control sobre la profundidad y el grado de reticulación para cumplir con los requisitos de aplicaciones específicas.
Por lo tanto, la aplicación de la tecnología de reticulación por irradiación para materiales aislantes de caucho de silicona es muy prometedora en la industria de alambres y cables. Se espera que esta tecnología reduzca los costos de producción, mejore la eficiencia de la producción y contribuya a reducir los impactos ambientales adversos. Los esfuerzos futuros de investigación y desarrollo pueden impulsar aún más el uso de la tecnología de reticulación por irradiación para materiales aislantes de caucho de silicona, haciéndolos más ampliamente aplicables para la fabricación de alambres y cables de alta temperatura y alto rendimiento en la industria eléctrica. Esto proporcionará soluciones más confiables y duraderas para diversas áreas de aplicación.
Hora de publicación: 28 de septiembre de 2023