Ընդհանուր մետաղալարերի և մալուխների մեկուսացման նյութերի առավելությունների և թերությունների վերլուծություն

Մեկուսիչ նյութերի աշխատանքը անմիջականորեն ազդում է լարերի և մալուխների որակի, մշակման արդյունավետության և կիրառման շրջանակի վրա։ Մեկուսիչ նյութերի աշխատանքը անմիջականորեն ազդում է լարերի և մալուխների որակի, մշակման արդյունավետության և կիրառման շրջանակի վրա։

1. ՊՎՔ պոլիվինիլքլորիդային լարեր և մալուխներ

Պոլիվինիլ քլորիդ (այսուհետ՝ՊՎՔ) մեկուսիչ նյութերը խառնուրդներ են, որոնցում ՊՎՔ փոշուն ավելացվում են կայունացուցիչներ, պլաստիկացնողներ, կրակմարիչներ, քսանյութեր և այլ հավելանյութեր: Հաղորդալարերի և մալուխների տարբեր կիրառությունների և բնութագրական պահանջների համաձայն՝ բանաձևը համապատասխանաբար ճշգրտվում է: Տասնամյակներ շարունակ արտադրության և կիրառման արդյունքում ՊՎՔ-ի արտադրության և մշակման տեխնոլոգիան այժմ շատ զարգացած է: ՊՎՔ մեկուսիչ նյութը շատ լայն կիրառություն ունի հաղորդալարերի և մալուխների ոլորտում և ունի իր առանձնահատուկ բնութագրերը.

Ա. Արտադրական տեխնոլոգիան հասուն է, հեշտ է ձևավորել և մշակել: Մալուխի մեկուսացման այլ տեսակների համեմատ, այն ոչ միայն ունի ցածր գին, այլև կարող է արդյունավետորեն վերահսկել գույնի տարբերությունը, փայլը, տպագրությունը, մշակման արդյունավետությունը, մետաղալարի մակերեսի փափկությունն ու կարծրությունը, հաղորդչի կպչունությունը, ինչպես նաև մետաղալարի մեխանիկական և ֆիզիկական հատկությունները և էլեկտրական հատկությունները:

Բ. Այն ունի գերազանց հրակայունություն, ուստի ՊՎՔ մեկուսացված լարերը կարող են հեշտությամբ համապատասխանել տարբեր ստանդարտներով սահմանված հրակայունության աստիճաններին:

Գ. Ջերմաստիճանային դիմադրության առումով, նյութերի բանաձևերի օպտիմալացման և կատարելագործման միջոցով, ներկայումս լայնորեն օգտագործվող ՊՎՔ մեկուսացման տեսակները հիմնականում ներառում են հետևյալ երեք կատեգորիաները.

Ինչ վերաբերում է անվանական լարմանը, այն սովորաբար օգտագործվում է 1000 Վ և ցածր փոփոխական հոսանքի լարման մակարդակներում և կարող է լայնորեն կիրառվել այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են կենցաղային տեխնիկան, սարքերը և հաշվիչները, լուսավորությունը և ցանցային կապը։

PVC-ն ունի նաև որոշ թերություններ, որոնք սահմանափակում են դրա կիրառումը.

Ա. Բարձր քլորի պարունակության պատճառով այրման ժամանակ այն կարտանետի մեծ քանակությամբ խիտ ծուխ, որը կարող է առաջացնել խեղդում, ազդել տեսանելիության վրա և առաջացնել որոշ քաղցկեղածին նյութեր և HCl գազ՝ լուրջ վնաս հասցնելով շրջակա միջավայրին: Ցածր ծխի և զրոյական հալոգենային մեկուսիչ նյութերի արտադրության տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, PVC մեկուսացման աստիճանական փոխարինումը դարձել է մալուխների մշակման անխուսափելի միտում:

Բ. Սովորական ՊՎՔ մեկուսացումը վատ դիմադրողականություն ունի թթուների և ալկալիների, ջերմային յուղի և օրգանական լուծիչների նկատմամբ: Համաձայն «նմանը լուծվում է նմանին» քիմիական սկզբունքի, ՊՎՔ լարերը խիստ հակված են վնասվելու և ճաքելու նշված կոնկրետ միջավայրում: Այնուամենայնիվ, իր գերազանց մշակման կատարողականության և ցածր գնի շնորհիվ, ՊՎՔ մալուխները դեռևս լայնորեն օգտագործվում են կենցաղային տեխնիկայի, լուսավորության սարքերի, մեխանիկական սարքավորումների, սարքերի և հաշվիչների, ցանցային կապի, շենքերի էլեկտրագծերի և այլ ոլորտներում:

2. Խաչաձև միացված պոլիէթիլենային լարեր և մալուխներ

Խաչաձև կապակցված PE (այսուհետ՝XLPE) պոլիէթիլենի տեսակ է, որը որոշակի պայմաններում բարձր էներգիայի ճառագայթների կամ խաչաձև կապող նյութերի ազդեցության տակ կարող է գծային մոլեկուլային կառուցվածքից վերածվել եռաչափ եռաչափ կառուցվածքի։ Միևնույն ժամանակ, այն ջերմապլաստիկից վերածվում է անլուծելի ջերմակայուն պլաստիկի։

Ներկայումս մետաղալարերի և մալուխների մեկուսացման կիրառման մեջ հիմնականում օգտագործվում են խաչաձև միացման երեք մեթոդ.

Ա. Պերօքսիդային խաչաձև կապակցում. Այն ներառում է նախ պոլիէթիլենային խեժի օգտագործումը համապատասխան խաչաձև կապող նյութերի և հակաօքսիդանտների հետ համատեղ, ապա անհրաժեշտության դեպքում այլ բաղադրիչների ավելացումը՝ խաչաձև կապվող պոլիէթիլենային խառնուրդի մասնիկներ ստանալու համար: Էքստրուզիայի գործընթացի ընթացքում խաչաձև կապակցումը տեղի է ունենում տաք գոլորշու խաչաձև կապող խողովակների միջոցով:

Բ. Սիլանի խաչաձև կապակցում (տաք ջրում խաչաձև կապակցում). Սա նույնպես քիմիական խաչաձև կապակցման մեթոդ է: Դրա հիմնական մեխանիզմը որոշակի պայմաններում օրգանոսիլօքսանի և պոլիէթիլենի խաչաձև կապակցումն է,
և խաչաձև կապի աստիճանը ընդհանուր առմամբ կարող է հասնել մոտ 60%-ի։

Գ. Ճառագայթային խաչաձև կապում. Այն օգտագործում է բարձր էներգիայի ճառագայթներ, ինչպիսիք են R-ճառագայթները, ալֆա ճառագայթները և էլեկտրոնային ճառագայթները՝ պոլիէթիլենային մակրոմոլեկուլներում ածխածնի ատոմները ակտիվացնելու և խաչաձև կապ ստեղծելու համար: Հաղորդալարերում և մալուխներում սովորաբար օգտագործվող բարձր էներգիայի ճառագայթները էլեկտրոնային արագացուցիչների կողմից առաջացած էլեկտրոնային ճառագայթներ են: Քանի որ այս խաչաձև կապումը հիմնված է ֆիզիկական էներգիայի վրա, այն պատկանում է ֆիզիկական խաչաձև կապման դասին:

Վերոնշյալ երեք տարբեր խաչաձև կապի մեթոդներն ունեն տարբեր բնութագրեր և կիրառություններ.

Ջերմապլաստիկ պոլիէթիլենի (PVC) համեմատ, XLPE մեկուսացումն ունի հետևյալ առավելությունները.

Ա. Այն բարձրացրել է ջերմային դեֆորմացիայի դիմադրությունը, բարելավել մեխանիկական հատկությունները բարձր ջերմաստիճաններում և բարելավել է շրջակա միջավայրի սթրեսի ճաքերի և ջերմային ծերացման դիմադրությունը:

Բ. Այն ունի բարձրացված քիմիական կայունություն և լուծիչների նկատմամբ դիմադրություն, նվազեցրել է սառը հոսքը և հիմնականում պահպանել է սկզբնական էլեկտրական կատարողականությունը: Երկարաժամկետ աշխատանքային ջերմաստիճանը կարող է հասնել 125℃-ի և 150℃-ի: Խաչաձև կապակցված պոլիէթիլենային մեկուսացված մետաղալարը և մալուխը նույնպես բարելավում են կարճ միացման դիմադրությունը, և դրա կարճաժամկետ ջերմաստիճանային դիմադրությունը կարող է հասնել 250℃-ի: Նույն հաստության մետաղալարերի և մալուխների դեպքում խաչաձև կապակցված պոլիէթիլենի հոսանքի կրողունակությունը շատ ավելի մեծ է:

Գ. Այն ունի գերազանց մեխանիկական, ջրակայուն և ճառագայթակայուն հատկություններ, ուստի լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են՝ էլեկտրական սարքերի ներքին միացման լարերը, շարժիչի լարերը, լուսավորության լարերը, ավտոմեքենաների ցածր լարման ազդանշանային կառավարման լարերը, շոգեքարշերի լարերը, մետրոյի լարերը և մալուխները, հանքերի շրջակա միջավայրի պաշտպանության մալուխները, ծովային մալուխները, ատոմային էլեկտրակայանների տեղադրման մալուխները, հեռուստատեսության բարձր լարերը, ռենտգենյան կրակոցների բարձր լարերը, ինչպես նաև էլեկտրահաղորդման լարերն ու մալուխները և այլն:

XLPE մեկուսացված լարերն ու մալուխները ունեն զգալի առավելություններ, բայց դրանք նաև ունեն որոշ թերություններ, որոնք սահմանափակում են դրանց կիրառումը.

Ա. Ջերմակայունության վատ կպչունություն։ Երբ լարերը մշակվում և օգտագործվում են սահմանված ջերմաստիճանից բարձր, լարերը հեշտությամբ կպչում են միմյանց։ Ծանր դեպքերում դա կարող է հանգեցնել մեկուսացման վնասման և կարճ միացման։

Բ. Ջերմահաղորդականության վատ դիմադրություն։ 200℃-ից բարձր ջերմաստիճաններում լարերի մեկուսացումը դառնում է չափազանց փափուկ։ Արտաքին ուժի ազդեցության տակ սեղմման կամ բախման դեպքում լարերը կարող են կտրվել և կարճ միացվել։

Գ. Դժվար է վերահսկել խմբաքանակների միջև գունային տարբերությունը: Մշակման ընթացքում կարող են առաջանալ քերծվածքներ, սպիտակեցում և տպագիր տառերի պոկվելը:

Դ. 150℃ ջերմաստիճանային դիմադրության աստիճան ունեցող XLPE մեկուսացումը լիովին զերծ է հալոգեններից և կարող է անցնել VW-1 այրման թեստը՝ համաձայն UL1581 ստանդարտների, միաժամանակ պահպանելով գերազանց մեխանիկական և էլեկտրական հատկությունները: Այնուամենայնիվ, արտադրական տեխնոլոգիայում դեռևս կան որոշակի խոչընդոտներ, և արժեքը բարձր է:

3. Սիլիկոնե ռետինե լարեր և մալուխներ

Սիլիկոնային կաուչուկի պոլիմերային մոլեկուլները շղթայական կառուցվածքներ են, որոնք ձևավորվում են SI-O (սիլիցիում-թթվածին) կապերով: SI-O կապը կազմում է 443.5 կՋ/մոլ, որը շատ ավելի բարձր է, քան CC կապի էներգիան (355 կՋ/մոլ): Սիլիկոնային կաուչուկի լարերի և մալուխների մեծ մասը արտադրվում է սառը էքստրուզիայի և բարձր ջերմաստիճանային վուլկանացման գործընթացների միջոցով: Սինթետիկ կաուչուկի տարբեր լարերի և մալուխների շարքում, իր եզակի մոլեկուլային կառուցվածքի շնորհիվ, սիլիկոնային կաուչուկն ունի գերազանց կատարողականություն՝ համեմատած այլ սովորական կաուչուկների հետ:

Ա. Այն չափազանց փափուկ է, ունի լավ առաձգականություն, անհոտ է և ոչ թունավոր, չի վախենում բարձր ջերմաստիճաններից և կարող է դիմակայել ուժեղ ցրտերին: Աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքը -90-ից մինչև 300℃ է: Սիլիկոնային կաուչուկն ունի շատ ավելի լավ ջերմակայունություն, քան սովորական կաուչուկը: Այն կարող է օգտագործվել անընդհատ 200℃-ում և որոշ ժամանակով՝ 350℃-ում:

Բ. Գերազանց եղանակային դիմադրություն: Նույնիսկ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների և այլ կլիմայական պայմանների երկարատև ազդեցությունից հետո, դրա ֆիզիկական հատկությունները կրել են միայն աննշան փոփոխություններ:

Գ. Սիլիկոնային կաուչուկն ունի շատ բարձր դիմադրություն, և դրա դիմադրությունը մնում է կայուն ջերմաստիճանների և հաճախականությունների լայն տիրույթում։

Միևնույն ժամանակ, սիլիկոնային կաուչուկը գերազանց դիմադրողականություն ունի բարձր լարման կորոնային և աղեղային լիցքաթափման նկատմամբ: Սիլիկոնային կաուչուկով մեկուսացված լարերն ու մալուխները ունեն վերը նշված առավելությունների շարքը և լայնորեն օգտագործվում են հեռուստացույցների բարձր լարման սարքերի լարերում, միկրոալիքային վառարանների բարձր ջերմաստիճանին դիմացկուն լարերում, ինդուկցիոն վառարանների լարերում, սուրճի կաթսաների լարերում, լամպերի լարերում, ուլտրամանուշակագույն սարքավորումների, հալոգենային լամպերի, վառարանների և օդափոխիչների ներքին միացման լարերում, հատկապես փոքր կենցաղային տեխնիկայի ոլորտում:

Սակայն, դրա որոշ թերություններ նույնպես սահմանափակում են դրա ավելի լայն կիրառումը։ Օրինակ՝

Ա. Վատ պատռման դիմադրություն։ Մշակման կամ օգտագործման ընթացքում այն ​​հակված է վնասվելու արտաքին ուժի կողմից սեղմման, քերծման և հղկման պատճառով, ինչը կարող է կարճ միացման պատճառ դառնալ։ Ներկայիս պաշտպանիչ միջոցը սիլիկոնային մեկուսացման դրսից ապակե մանրաթելի կամ բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն պոլիեսթեր մանրաթելի շերտ ավելացնելն է։ Այնուամենայնիվ, մշակման ընթացքում դեռևս անհրաժեշտ է որքան հնարավոր է խուսափել արտաքին ուժի կողմից սեղմման հետևանքով առաջացած վնասվածքներից։

Բ. Վուլկանացման ձուլման մեջ ներկայումս հիմնականում օգտագործվող վուլկանացնող նյութը կրկնակի, երկու, չորս է: Այս վուլկանացնող նյութը պարունակում է քլոր: Ամբողջովին հալոգեն չպարունակող վուլկանացնող նյութերը (օրինակ՝ պլատինե վուլկանացումը) ունեն արտադրական միջավայրի ջերմաստիճանի խիստ պահանջներ և թանկ են: Հետևաբար, մետաղալարերի մշակման ժամանակ պետք է հաշվի առնել հետևյալ կետերը. ճնշման անիվի ճնշումը չպետք է չափազանց բարձր լինի: Արտադրության ընթացքում կոտրվածքներից խուսափելու համար լավագույնն է օգտագործել ռետինե նյութ, ինչը կարող է հանգեցնել ճնշման ցածր դիմադրության:

4. Խաչաձև կապված էթիլեն-պրոպիլեն-դիեն մոնոմերի (EPDM) ռետինե (XLEPDM) մետաղալար

Խաչաձև կապված էթիլեն-պրոպիլեն-դիեն մոնոմերային (EPDM) կաուչուկը էթիլենի, պրոպիլենի և չկոնյուգացված դիենի տերպոլիմեր է, որը խաչաձև կապված է քիմիական կամ ճառագայթային մեթոդներով: Խաչաձև կապված EPDM ռետինե մեկուսացված մետաղալարը համատեղում է ինչպես պոլիոլեֆինային մեկուսացված մետաղալարի, այնպես էլ սովորական ռետինե մեկուսացված մետաղալարի առավելությունները.

Ա. Փափուկ, ճկուն, առաձգական, բարձր ջերմաստիճաններին չկպչող, երկարատև ծերացման դիմացկուն և կոշտ եղանակային պայմաններին (-60-ից մինչև 125℃):

Բ. Օզոնային դիմադրություն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրություն, էլեկտրական մեկուսացման դիմադրություն և քիմիական կոռոզիոն դիմադրություն:

Գ. Յուղի և լուծիչների նկատմամբ դիմադրությունը համեմատելի է ընդհանուր նշանակության քլորոպրենային ռետինե մեկուսացման դիմադրության հետ։ Այն մշակվում է սովորական տաք էքստրուզիայի սարքավորումներով և կիրառվում է ճառագայթային խաչաձև կապակցում, որը հեշտ է մշակել և ցածր գին ունի։ Խաչաձև կապակցված էթիլեն-պրոպիլեն-դիեն մոնոմերի (EPDM) ռետինե մեկուսացված լարերն ունեն վերը նշված բազմաթիվ առավելություններ և լայնորեն կիրառվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են սառնարանային կոմպրեսորային լարերը, ջրակայուն շարժիչի լարերը, տրանսֆորմատորային լարերը, հանքերում, հորատման, ավտոմեքենաների, բժշկական սարքավորումների, նավերի և էլեկտրական սարքերի ընդհանուր ներքին լարերի կառուցումը։

XLEPDM լարերի հիմնական թերություններն են՝

Ա. XLPE և PVC լարերի նման, այն ունի համեմատաբար ցածր պատռման դիմադրություն:

Բ. Վատ կպչունությունը և ինքնակպչունությունը ազդում են հետագա վերամշակելիության վրա։

5. Ֆլուորոպլաստիկ մետաղալարեր և մալուխներ

Համեմատած սովորական պոլիէթիլենային և պոլիվինիլքլորիդային մալուխների հետ, ֆտորոպլաստիկ մալուխներն ունեն հետևյալ ակնառու առանձնահատկությունները.

Ա. Բարձր ջերմաստիճանին դիմացկուն ֆտորոպլաստիկները ունեն արտակարգ ջերմային կայունություն, ինչը թույլ է տալիս ֆտորոպլաստիկ մալուխներին հարմարվել 150-ից մինչև 250 աստիճան Ցելսիուս բարձր ջերմաստիճանային միջավայրերին: Նույն լայնական հատույթի մակերես ունեցող հաղորդիչների դեպքում ֆտորոպլաստիկ մալուխները կարող են փոխանցել ավելի մեծ թույլատրելի հոսանք, դրանով իսկ զգալիորեն ընդլայնելով այս տեսակի մեկուսացված մետաղալարի կիրառման շրջանակը: Այս եզակի հատկության շնորհիվ ֆտորոպլաստիկ մալուխները հաճախ օգտագործվում են ինքնաթիռներում, նավերում, բարձր ջերմաստիճանի վառարաններում և էլեկտրոնային սարքավորումներում ներքին լարերի և հաղորդալարերի համար:

Բ. Լավ կրակակայունություն. Ֆտորապլաստիկները ունեն բարձր թթվածնի ինդեքս, և այրվելիս բոցի տարածման միջակայքը փոքր է, ինչը քիչ ծուխ է առաջացնում: Դրանից պատրաստված մետաղալարը հարմար է գործիքների և կրակակայունության խիստ պահանջներ ունեցող վայրերի համար: Օրինակ՝ համակարգչային ցանցեր, մետրո, տրանսպորտային միջոցներ, բարձրահարկ շենքեր և այլ հասարակական վայրեր և այլն: Հրդեհ բռնկվելուց հետո մարդիկ կարող են որոշ ժամանակ ունենալ տարհանվելու՝ առանց խիտ ծխի տակ ընկնելու, այդպիսով շահելով թանկարժեք փրկարարական ժամանակ:

Գ. Գերազանց էլեկտրական կատարողականություն. Պոլիէթիլենի համեմատ, ֆտորոպլաստիկները ունեն ավելի ցածր դիէլեկտրիկ հաստատուն: Հետևաբար, նմանատիպ կառուցվածքների կոաքսիալ մալուխների համեմատ, ֆտորոպլաստիկ մալուխներն ունեն ավելի քիչ թուլացում և ավելի հարմար են բարձր հաճախականության ազդանշանների փոխանցման համար: Այսօր մալուխների օգտագործման հաճախականության աճը դարձել է միտում: Միևնույն ժամանակ, ֆտորոպլաստիկների բարձր ջերմաստիճանային դիմադրության շնորհիվ, դրանք լայնորեն օգտագործվում են որպես փոխանցման և կապի սարքավորումների ներքին լարեր, անլար փոխանցման սնուցիչների և հաղորդիչների միջև միացումներ, ինչպես նաև տեսա և աուդիո մալուխներ: Բացի այդ, ֆտորոպլաստիկ մալուխներն ունեն լավ դիէլեկտրիկ ամրություն և մեկուսացման դիմադրություն, ինչը դրանք հարմար է դարձնում կարևոր սարքերի և չափիչների կառավարման մալուխների համար:

Դ. Կատարյալ մեխանիկական և քիմիական հատկություններ. Ֆտորոպլաստիկները ունեն բարձր քիմիական կապի էներգիա, բարձր կայունություն, գրեթե չեն տուժում ջերմաստիճանի փոփոխություններից և ունեն գերազանց եղանակային ծերացման դիմադրություն և մեխանիկական ամրություն: Եվ դրանք չեն տուժում տարբեր թթուներից, ալկալիներից և օրգանական լուծիչներից: Հետևաբար, դրանք հարմար են էական կլիմայական փոփոխություններով և կոռոզիոն պայմաններով միջավայրերի համար, ինչպիսիք են նավթաքիմիական արդյունաբերությունը, նավթավերամշակումը և նավթահորերի գործիքային կառավարումը:

Ե. Հեշտացնում է եռակցման միացումները։ Էլեկտրոնային սարքերում շատ միացումներ կատարվում են եռակցման միջոցով։ Սովորական պլաստմասսաների ցածր հալման ջերմաստիճանի պատճառով դրանք հակված են հեշտությամբ հալվել բարձր ջերմաստիճաններում, ինչը պահանջում է եռակցման հմուտ հմտություններ։ Ավելին, որոշ եռակցման կետեր պահանջում են որոշակի ժամանակ եռակցման համար, ինչը նաև պատճառն է, որ ֆտորոպլաստիկ մալուխները տարածված են։ Օրինակ՝ կապի սարքավորումների և էլեկտրոնային սարքերի ներքին լարերի համար։

Իհարկե, ֆտորոպլաստիկները դեռևս ունեն որոշ թերություններ, որոնք սահմանափակում են դրանց օգտագործումը.

Ա. Հումքի գինը բարձր է: Ներկայումս ներքին արտադրությունը դեռևս հիմնականում կախված է ներմուծումից (Ճապոնիայի Daikin և ԱՄՆ-ի DuPont): Չնայած վերջին տարիներին ներքին ֆտորոպլաստիկները արագ զարգացել են, արտադրական տեսակները դեռևս եզակի են: Ներմուծված նյութերի համեմատ, դեռևս կա որոշակի տարբերություն ջերմային կայունության և նյութերի այլ համապարփակ հատկությունների մեջ:

Բ. Այլ ջերմամեկուսիչ նյութերի համեմատ, արտադրության գործընթացն ավելի դժվար է, արտադրության արդյունավետությունը՝ ցածր, տպագիր նիշերը հակված են թափվելու, և կորուստը մեծ է, ինչը արտադրության արժեքը դարձնում է համեմատաբար բարձր։

Ամփոփելով՝ վերը նշված բոլոր տեսակի մեկուսիչ նյութերի, մասնավորապես՝ 105℃-ից բարձր ջերմաստիճանային դիմադրողականությամբ բարձր ջերմաստիճանային հատուկ մեկուսիչ նյութերի կիրառումը Չինաստանում դեռևս անցումային փուլում է։ Անկախ նրանից, թե դա մետաղալարերի արտադրություն է, թե մետաղալարերի ամրացման մշակում, գոյություն ունի ոչ միայն հասուն գործընթաց, այլև այս տեսակի մետաղալարի առավելությունների և թերությունների ռացիոնալ ըմբռնման գործընթաց։