چرا پلیاتیلن کراسلینک (XLPE) در عایقکاری سیم و کابل غالب است
پلیاتیلن کراسلینکشده (XLPE) تا حد زیادی جایگزین PVC و پلیاتیلن معمولی بهعنوان ماده عایق ترجیحی برای کابلهای برق ولتاژ پایین، متوسط و بالا شده است. فرآیند شبکهایسازی، پلیاتیلن گرمانرم را به یک شبکه سهبعدی تبدیل میکند و مقاومت حرارتی، استحکام مکانیکی، مقاومت شیمیایی و قابلیت اطمینان بلندمدت برتری را فراهم میآورد که پلیاتیلن شبکهاینشده قادر به ارائه آن نیست.
پراکسیدهای آلی، عاملهای کراسلینکینگ استاندارد صنعتی برای عایق XLPE هستند، زیرا در دمای اکستروژن تجزیه شده و رادیکالهای آزاد تولید میکنند که این رادیکالها پیوندهای کربن-کربن را بین زنجیرههای PE ایجاد میکنند. این مقاله به انتخاب پراکسید، سینتیک کراسلینکینگ و دستورالعملهای کاربردی برای تولیدکنندگان سیم و کابل میپردازد.
مروری بر فرآیند کراسلینکینگ XLPE
| مرحله فرآیند | دما | نقش پراکسید |
|---|---|---|
| ترکیبکاری | ۹۰–۱۲۰ درجه سانتیگراد | پراکسید اضافه میشود (نباید تجزیه شود) |
| اکستروژن (لایه عایق) | ۱۲۰–۱۶۰ درجه سانتیگراد | پراکسید شروع به تجزیه میکند |
| پخت (لوله CV / بخار / نیتروژن) | ۱۵۰–۲۰۰ درجه سانتیگراد | پراکسید بهطور کامل تجزیه میشود، شبکهسازی کامل میشود |
| خنکسازی | 20–60°C | محتوای ژل تأیید شده (>۸۰٪ هدف) |
گریدهای کلیدی پراکسید برای XLPE
۱. پراکسید دیکایمیل (پروودوکس DCP)
پراکسید کراسلینکینگ XLPE پرکاربردترین است. نیمه عمر یک ساعته آن در دمای حدود 171°C با دماهای معمول لوله CV (واکنش پیوسته) (160–190°C) مطابقت دارد.
- شکل: پودری، دانهای، یا پوششدادهشده روی پرکننده خنثی
- میزان مصرف: ۱.۵–۲.۵ phr (قسمت در هر صد قسمت رزین)
- کاربردها: کابلهای برق ولتاژ پایین و متوسط (≤ ۳۵ کیلوولت)
۲. دیاکتیلپراکسید دیفعال با ایمنی عالی در برابر سوختن زودهنگام. ساختار متقارن آن دو جایگاه رادیکالی در هر مولکول فراهم میکند که آن را برای دیوارهای عایق ضخیمتر که نیاز به نفوذ عمیق شبکهبندی دارند، بسیار کارآمد میسازد.
یک پراکسید دیآلکیل دوکاره با ایمنی عالی در برابر سوختن زودهنگام. ساختار متقارن آن دو جایگاه رادیکالی در هر مولکول فراهم میکند که آن را برای دیوارهای عایق ضخیمتر که نفوذ عمیق شبکهسازی لازم است، بسیار کارآمد میسازد.
- شکل: مایع (تزریق آسان)
- میزان مصرف: ۱.۰–۲.۰ phr
- کاربردها: کابلهای ولتاژ متوسط و بالا (≥35 کیلوولت)؛ سیستمهای دوپخت سیان-XLPE
۳. ترتیلبیوتیل کومیل پراکسید (پرودکس ۱۱۹)
دمای تجزیه پایینتر (~۱۶۲ درجه سانتیگراد برای t½ برابر ۱ ساعت)، مناسب برای ترکیبات عایق حساس به حرارت یا فرآیندهای CV در دمای پایینتر.
معیارهای عملکرد شبکهسازی
| متریک | روش آزمون | هدف معمولی XLPE |
|---|---|---|
| محتوای ژل | ASTM D2765 | >80٪ (ولتاژ پایین)؛ >85٪ (ولتاژ متوسط/بالا) |
| تراکم کراسلینک | نسبت تورم (تولن) | بهینهسازیشده برای هر کلاس ولتاژ |
| زمان سوختگی (ts2) | ASTM D2084 (MDR) | >۸ دقیقه در دمای پردازش |
| مقاومت دیالکتریک | IEC 60243 | >20 کیلوولت بر میلیمتر |
| پایداری حرارتی بلندمدت | IEC 60216 | >90°C درجه حرارت مداوم |
سوالات متداول
س: چه دوز پراکسیدی برای عایق XLPE بهینه است؟
ج: دوز معمول ۱.۵ تا ۲.۵ phr پراکسید فعال است. کابلهای ولتاژ بالاتر به محتوای ژل بالاتری نیاز دارند که ممکن است به دوز کمی بالاتری نیاز داشته باشد. انجام آزمایش غربالگری MDR (ریومتر قالب متحرک) در آزمایشگاه پیش از تولید در مقیاس کامل قویاً توصیه میشود.
س: آیا میتوانم به جای پراکسیدهای آلی از آغازگرهای آزو برای XLPE استفاده کنم؟
ج: خیر. آغازگرهای آزو در دماهای پایینتر (۷۰-۱۰۰ درجه سانتیگراد) تجزیه میشوند و گاز نیتروژن به عنوان محصول جانبی از خود آزاد میکنند که باعث ایجاد حفره در عایق شده و خواص دیالکتریک را به شدت تخریب میکند. پراکسیدهای آلی تنها عاملهای شبکهسازی مورد تأیید صنعت برای کابلهای برق XLPE هستند.
س: چگونه از «عیب کابل» ناشی از شبکهسازی ناقص جلوگیری کنم؟
پ: محتوای ژل را طبق استاندارد ASTM D2765 برای هر دستهی تولیدی پایش کنید. اطمینان حاصل کنید که دمای لوله CV به طور یکنواخت کنترل میشود. از پراکسیدی استفاده کنید که کینتیک تجزیهی آن در دمای فرآیند شما اثبات شده باشد. پراکسید DCP و پراکسید 101 در صنعت برای XLPE اثبات شدهاند.
س: آیا کابلهای شبکهبندیشده با پراکسید قابل بازیافت هستند؟
ج: XLPE شبکهبندیشده حرارتی قابل پردازش با ذوب نیست. با این حال، XLPE آسیابشده میتواند به عنوان پرکننده در ترکیبات جدید یا در کاربردهای غیرعایقکننده استفاده شود. این یک حوزه فعال در تحقیق و توسعه برای پایداری کابل است.
راهحلهای کراسلینکینگ XLPE دو سِندر
شرکت شاندونگ دو سِندر کیمیا (Shandong Do Sender Chemicals Co., Ltd.) پراکسیدهای آلی برند Perodox® را که به طور خاص برای عایقکاری سیم و کابل XLPE مهندسی شدهاند، عرضه میکند. تیم فنی ما تحلیل ایمنی سوختن MDR، بهینهسازی محتوای ژل و پشتیبانی در محل را برای تولیدکنندگان کابل در سراسر جهان فراهم میکند. تمام محصولات مطابق با استانداردهای IEC، REACH و ISO 9001 هستند.
برای دریافت فرمولاسیون کراسلینکینگ XLPE سفارشی بر اساس کلاس ولتاژ کابل، ضخامت عایق و پارامترهای فرآیند CV، با تیم فنی ما تماس بگیرید.