Mengapa Polietilen Terjaring Silang (XLPE) Menjadi Pilihan Utama untuk Isolasi Kabel dan Kawat
Polietilen silang (XLPE) telah secara luas menggantikan PVC dan PE konvensional sebagai bahan isolasi pilihan untuk kabel listrik tegangan rendah, menengah, dan tinggi. Proses crosslinking mengubah PE termoplastik menjadi jaringan tiga dimensi, sehingga menghasilkan ketahanan panas, kekuatan mekanis, ketahanan kimia, dan keandalan jangka panjang yang unggul, yang tidak dapat ditandingi oleh PE yang tidak mengalami crosslinking.
Peroksida organik merupakan agen silang standar industri untuk isolasi XLPE karena terurai pada suhu ekstrusi untuk menghasilkan radikal bebas, yang membentuk ikatan silang karbon-karbon di antara rantai PE. Artikel ini membahas pemilihan peroksida, kinetika proses silang, dan pedoman penerapan bagi produsen kawat dan kabel.
Gambaran Umum Proses Penautan Silang XLPE
| Langkah Proses | Suhu | Peran Peroksida |
|---|---|---|
| Pencampuran | 90–120°C | Penambahan peroksida (tidak boleh terurai) |
| Ekstrusi (lapisan isolasi) | 120–160°C | Peroksida mulai terurai |
| Pengeringan (tabung CV / uap / nitrogen) | 150–200°C | Peroksida terurai sepenuhnya, proses ikatan silang selesai |
| Pendinginan | 20–60°C | Kandungan gel diverifikasi (>80% target) |
Tingkat Peroksida Utama untuk XLPE
1. Dicumyl Peroxide (Perodox DCP)
Peroksida yang paling banyak digunakan untuk proses silang XLPE. Suhu paruh hidup 1 jamnya yang sekitar ~171°C sangat sesuai dengan suhu tabung vulkanisasi berkelanjutan (CV) yang umum (160–190°C).
- Bentuk: Bubuk, butiran, atau dilapisi pada pengisi inert
- Dosis: 1,5–2,5 phr (bagian per seratus resin)
- Aplikasi: Kabel listrik tegangan rendah dan menengah (≤35 kV)
2. 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane (Perodox 101)
Peroksida dialkil bifungsional dengan keamanan scorch yang sangat baik. Struktur simetrisnya menyediakan dua situs radikal per molekul, sehingga sangat efisien untuk dinding isolasi yang lebih tebal yang memerlukan penetrasi ikatan silang yang dalam.
- Bentuk: Cair (mudah disuntikkan)
- Dosis: 1,0–2,0 phr
- Aplikasi: Kabel tegangan menengah dan tinggi (≥35 kV); sistem pengawetan ganda silane-XLPE
3. tert-Butil Kumil Peroksida (Perodox 119)
Suhu dekomposisi lebih rendah (~162°C untuk 1 jam t½), cocok untuk senyawa isolasi yang sensitif terhadap panas atau proses CV bersuhu lebih rendah.
Metrik Kinerja Ikatan Silang
| Metrik | Metode Uji | Target XLPE Umum |
|---|---|---|
| Kandungan gel | ASTM D2765 | >80% (tegangan rendah); >85% (tegangan menengah/tinggi) |
| Kepadatan ikatan silang | Rasio pembengkakan (toluena) | Dioptimalkan per kelas tegangan |
| Waktu terbakar (ts2) | ASTM D2084 (MDR) | >8 menit pada suhu pemrosesan |
| Ketahanan dielektrik | IEC 60243 | >20 kV/mm |
| Ketahanan termal jangka panjang | IEC 60216 | >90°C (nilai kontinu) |
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Berapa dosis peroksida yang optimal untuk isolasi XLPE?
J: Dosis umumnya adalah 1,5–2,5 phr peroksida aktif. Kabel dengan tegangan lebih tinggi memerlukan kandungan gel yang lebih tinggi, yang mungkin memerlukan dosis yang sedikit lebih tinggi. Sangat disarankan untuk melakukan penyaringan MDR (moving die rheometer) di laboratorium sebelum produksi skala penuh.
T: Dapatkah saya menggunakan inisiator azo sebagai pengganti peroksida organik untuk XLPE?
J: Tidak. Inisiator azo terurai pada suhu yang lebih rendah (70–100°C) dan meninggalkan produk sampingan berupa gas nitrogen, yang menciptakan rongga pada isolasi sehingga sangat menurunkan sifat dielektriknya. Peroksida organik adalah satu-satunya agen ikatan silang yang disetujui industri untuk kabel daya XLPE.
T: Bagaimana cara mencegah “kerusakan kabel” yang disebabkan oleh ikatan silang yang tidak sempurna?
A: Pantau kandungan gel sesuai ASTM D2765 untuk setiap batch produksi. Pastikan suhu tabung CV dikendalikan secara merata. Gunakan peroksida dengan kinetika dekomposisi yang telah teruji pada suhu proses Anda. Perodox DCP dan Perodox 101 telah teruji di industri untuk XLPE.
T: Apakah kabel yang di-crosslinking dengan peroksida dapat didaur ulang?
J: XLPE yang di-crosslinking secara termal tidak dapat diproses dengan cara dilelehkan. Namun, XLPE yang telah digiling dapat digunakan sebagai bahan pengisi dalam senyawa baru atau dalam aplikasi non-isolasi. Ini merupakan bidang R&D yang aktif untuk keberlanjutan kabel.
Solusi Ikatan Silang XLPE dari Do Sender
Shandong Do Sender Chemicals Co., Ltd. menyediakan peroksida organik merek Perodox® yang dirancang khusus untuk isolasi kawat dan kabel XLPE. Tim teknis kami menyediakan analisis keamanan MDR terhadap scorch, optimasi kandungan gel, serta dukungan di lokasi bagi produsen kabel di seluruh dunia. Semua produk memenuhi standar IEC, REACH, dan ISO 9001.
Hubungi tim teknis kami untuk mendapatkan formulasi ikatan silang XLPE yang disesuaikan berdasarkan kelas tegangan kabel, ketebalan isolasi, dan parameter proses CV Anda.