1. Wprowadzenie
EVA to skrót od kopolimeru octanu winylu i etylenu, polimeru poliolefinowego. Ze względu na niską temperaturę topnienia, dobrą płynność, polarność i elementy bezhalogenowe, a także możliwość kompatybilności z różnymi polimerami i proszkami mineralnymi, szereg właściwości mechanicznych i fizycznych, właściwości elektryczne i równowagę wydajności przetwarzania, a cena nie jest wysoka, podaż na rynku jest wystarczająca, więc zarówno jako materiał izolacyjny do kabli, jak i jako wypełniacz, materiał osłonowy; może być wykonany z materiału termoplastycznego i może być wykonany z materiału usieciowanego termoutwardzalnego.
EVA ma szerokie zastosowanie, z dodatkiem środków zmniejszających palność można ją przetworzyć na niskodymne, bezhalogenowe lub halogenowe bariery paliwowe; wybierając EVA o wysokiej zawartości VA jako materiał bazowy, można również przetworzyć ją na materiał odporny na olej; wybierając EVA o umiarkowanym wskaźniku topnienia, dodaj 2 do 3 razy więcej wypełnienia EVA, środki zmniejszające palność można przetworzyć na bardziej zrównoważony pod względem wydajności procesu wytłaczania i ceny materiał barierowy (wypełnienie).
W artykule omówiono właściwości strukturalne tworzywa EVA, wprowadzenie go do zastosowań w przemyśle kablowym oraz perspektywy jego rozwoju.
2. Właściwości strukturalne
Podczas produkcji syntezy, zmiana stosunku stopnia polimeryzacji n/m może dać zawartość VA od 5 do 90% EVA; zwiększenie całkowitego stopnia polimeryzacji może dać masę cząsteczkową od dziesiątek tysięcy do setek tysięcy EVA; zawartość VA poniżej 40%, ze względu na obecność częściowej krystalizacji, słabą elastyczność, powszechnie znaną jako tworzywo sztuczne EVA; gdy zawartość VA jest większa niż 40%, powstaje elastomer gumowy bez krystalizacji, powszechnie znany jako guma EVM.
1. 2 Właściwości
Łańcuch cząsteczkowy EVA jest liniową strukturą nasyconą, dzięki czemu charakteryzuje się dobrą odpornością na starzenie cieplne, warunki atmosferyczne i ozon.
Główny łańcuch cząsteczki EVA nie zawiera podwójnych wiązań, pierścienia benzenowego, grup acylowych, aminowych i innych grup, które łatwo się dymią podczas spalania, łańcuchy boczne również nie zawierają łatwych do dymienia podczas spalania grup metylowych, fenylowych, cyjanowych i innych. Ponadto sama cząsteczka nie zawiera elementów halogenowych, więc jest szczególnie odpowiednia do niskodymnej, bezhalogenowej, rezystancyjnej bazy paliwowej.
Duży rozmiar grupy octanu winylu (VA) w łańcuchu bocznym EVA i jej średnia polarność oznaczają, że zarówno hamuje ona tendencję szkieletu winylowego do krystalizacji, jak i dobrze łączy się z wypełniaczami mineralnymi, co stwarza warunki dla paliw barierowych o wysokiej wydajności. Dotyczy to w szczególności materiałów odpornych na niskie dymy i bezhalogenowych, ponieważ środki zmniejszające palność o zawartości objętościowej większej niż 50% [np. Al(OH) 3, Mg(OH) 2 itd.] muszą zostać dodane, aby spełnić wymagania norm kablowych dotyczące zmniejszenia palności. EVA o średniej do wysokiej zawartości VA jest stosowana jako baza do produkcji paliw zmniejszających palność o niskich dymach i bezhalogenowych o doskonałych właściwościach.
Ponieważ grupa octanu winylu (VA) łańcucha bocznego EVA jest polarna, im wyższa zawartość VA, tym bardziej polarny jest polimer i tym lepsza odporność na olej. Odporność na olej wymagana przez przemysł kablowy odnosi się głównie do zdolności do wytrzymywania niepolarnych lub słabo polarnych olejów mineralnych. Zgodnie z zasadą podobnej kompatybilności, EVA o wysokiej zawartości VA jest stosowana jako materiał bazowy do produkcji niskodymowej i bezhalogenowej bariery paliwowej o dobrej odporności na olej.
Cząsteczki EVA w atomie H alfa-olefiny są bardziej aktywne, w wyniku działania rodników nadtlenkowych lub promieniowania elektronów o wysokiej energii łatwo zachodzi reakcja sieciowania H, stając się usieciowanym plastikiem lub gumą, co pozwala na spełnienie wysokich wymagań dotyczących wydajności specjalnych materiałów do przewodów i kabli.
Dodanie grupy octanu winylu powoduje znaczny spadek temperatury topnienia EVA, a liczba krótkich łańcuchów bocznych VA może zwiększyć przepływ EVA. Dlatego jego wydajność wytłaczania jest znacznie lepsza niż struktura molekularna podobnego polietylenu, stając się preferowanym materiałem bazowym dla półprzewodzących materiałów ekranujących oraz barier paliwowych halogenowych i bezhalogenowych.
2 Zalety produktu
2.1 Bardzo wysoki stosunek ceny do jakości
Właściwości fizyczne i mechaniczne EVA, odporność na ciepło, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na ozon, właściwości elektryczne są bardzo dobre. Wybierz odpowiedni gatunek, można uzyskać odporność na ciepło, właściwości zmniejszające palność, ale także olej, rozpuszczalniki, specjalny materiał kablowy.
Materiał termoplastyczny EVA jest najczęściej używany z zawartością VA od 15% do 46%, ze wskaźnikiem topnienia od 0,5 do 4 stopni. EVA ma wielu producentów, wiele marek, szeroki zakres opcji, umiarkowane ceny, odpowiednią podaż, użytkownicy muszą tylko otworzyć sekcję EVA na stronie internetowej, marka, wydajność, cena, miejsce dostawy na pierwszy rzut oka, możesz wybrać, bardzo wygodne.
EVA jest polimerem poliolefinowym, z miękkości i zastosowania porównań wydajności, a materiał polietylenowy (PE) i miękki materiał kabla z polichlorku winylu (PVC) są podobne. Ale dalsze badania, znajdziesz EVA i powyższe dwa rodzaje materiałów w porównaniu z niezastąpioną wyższością.
2. 2 doskonała wydajność przetwarzania
EVA w zastosowaniu kablowym pochodzi z materiału ekranującego kable średniego i wysokiego napięcia wewnątrz i na zewnątrz na początku, a później rozszerzonego na bezhalogenową barierę paliwową. Te dwa rodzaje materiałów z punktu widzenia przetwarzania są uważane za „wysoko wypełniony materiał”: materiał ekranujący ze względu na konieczność dodania dużej ilości przewodzącej sadzy i zwiększenia jej lepkości, płynność gwałtownie spadła; bezhalogenowe paliwo zmniejszające palność wymaga dodania dużej ilości bezhalogenowych środków zmniejszających palność, również bezhalogenowe lepkość materiału wzrosła gwałtownie, płynność gwałtownie spadła. Rozwiązaniem jest znalezienie polimeru, który może pomieścić duże dawki wypełniacza, ale ma również niską lepkość stopu i dobrą płynność. Z tego powodu EVA jest preferowanym wyborem.
Lepkość stopu EVA z temperaturą przetwarzania wytłaczania i szybkością ścinania zwiększy szybki spadek, użytkownik musi tylko dostosować temperaturę wytłaczarki i prędkość ślimaka, można uzyskać doskonałą wydajność produktów z drutu i kabli. Duża liczba krajowych i zagranicznych zastosowań pokazuje, że w przypadku wysoce wypełnionego materiału bezhalogenowego o niskiej emisji dymu, ponieważ lepkość jest zbyt duża, wskaźnik topnienia jest zbyt mały, więc tylko użycie ślimaka o niskim współczynniku sprężania (współczynnik sprężania mniejszy niż 1,3) wytłaczania, w celu zapewnienia dobrej jakości wytłaczania. Materiały EVM na bazie gumy z czynnikami wulkanizującymi można wytłaczać zarówno na wytłaczarkach gumowych, jak i wytłaczarkach ogólnego przeznaczenia. Następny proces wulkanizacji (sieciowania) można przeprowadzić albo przez sieciowanie termochemiczne (nadtlenkowe), albo przez sieciowanie napromieniowaniem akceleratora elektronów.
2.3 Łatwość modyfikacji i adaptacji
Przewody i kable są wszędzie, od nieba do ziemi, od gór do morza. Użytkownicy przewodów i kabli mają również różne i dziwne wymagania, podczas gdy struktura przewodów i kabli jest podobna, różnice w ich wydajności są głównie odzwierciedlone w materiałach izolacyjnych i osłonowych.
Jak dotąd, zarówno w kraju, jak i za granicą, miękkie PVC nadal stanowi zdecydowaną większość materiałów polimerowych stosowanych w przemyśle kablowym. Jednak wraz ze wzrostem świadomości ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju.
Materiały PVC są mocno ograniczone, naukowcy robią wszystko, co możliwe, aby znaleźć materiały alternatywne dla PVC, a najbardziej obiecującym z nich jest EVA.
EVA może być mieszana z różnymi polimerami, ale także z różnymi proszkami mineralnymi i kompatybilnymi środkami pomocniczymi do przetwarzania, zmieszane produkty mogą być wytwarzane w postaci termoplastycznego plastiku do kabli z tworzyw sztucznych, ale także w usieciowanej gumy do kabli z gumy. Projektanci formuł mogą opierać się na wymaganiach użytkownika (lub standardu), EVA jako materiał bazowy, aby wydajność materiału spełniała wymagania.
3 Zakres zastosowań EVA
3. 1 Stosowany jako półprzewodzący materiał ekranujący do kabli wysokiego napięcia
Jak wszyscy wiemy, głównym materiałem osłony jest przewodząca sadza, w materiale bazowym z tworzywa sztucznego lub gumy dodanie dużej ilości sadzy poważnie pogorszy płynność materiału osłony i gładkość poziomu wytłaczania. Aby zapobiec wyładowaniom niezupełnym w kablach wysokiego napięcia, osłony wewnętrzne i zewnętrzne muszą być cienkie, błyszczące, jasne i jednolite. W porównaniu z innymi polimerami, EVA może to zrobić łatwiej. Powodem tego jest to, że proces wytłaczania EVA jest szczególnie dobry, dobry przepływ i nie jest podatny na zjawisko pękania stopu. Materiał osłony dzieli się na dwie kategorie: owinięty przewodnikiem na zewnątrz zwany wewnętrzną osłoną – z wewnętrznym materiałem ekranującym; owinięty izolacją na zewnątrz zwany zewnętrzną osłoną – z zewnętrznym materiałem ekranującym; wewnętrzny materiał ekranujący jest w większości termoplastyczny. Wewnętrzny materiał ekranujący jest w większości termoplastyczny i często jest oparty na EVA o zawartości VA od 18% do 28%; Materiał zewnętrznego ekranu jest w większości usieciowany i odklejany, często jest wykonany na bazie EVA z zawartością VA wynoszącą od 40% do 46%.
3. 2 Paliwa termoplastyczne i usieciowane zmniejszające palność
Termoplastyczny poliolefin ognioodporny jest szeroko stosowany w przemyśle kablowym, głównie w przypadku wymagań dotyczących halogenów lub bezhalogenowych kabli morskich, kabli energetycznych i wysokiej jakości linii konstrukcyjnych. Ich długoterminowa temperatura robocza mieści się w zakresie od 70 do 90 °C.
W przypadku kabli energetycznych średniego i wysokiego napięcia o napięciu 10 kV i wyższym, które mają bardzo wysokie wymagania dotyczące wydajności elektrycznej, właściwości zmniejszające palność są głównie przenoszone przez zewnętrzną osłonę. W niektórych wymagających pod względem środowiskowym budynkach lub projektach kable muszą mieć właściwości niskodymowe, bezhalogenowe, niskotoksyczne lub niskodymowe i niskohalogenowe, więc termoplastyczne poliolefiny zmniejszające palność są realnym rozwiązaniem.
Do niektórych specjalnych celów średnica zewnętrzna nie jest duża, odporność na temperaturę w zakresie 105 ~ 150 ℃ między specjalnym kablem, bardziej usieciowanym materiałem poliolefinowym trudnopalnym, jego usieciowanie może zostać wybrane przez producenta kabla zgodnie z własnymi warunkami produkcji, zarówno tradycyjną parą wysokociśnieniową lub kąpielą solną o wysokiej temperaturze, ale także dostępnym sposobem usieciowania napromieniowania w temperaturze pokojowej akceleratora elektronów. Jego długotrwała temperatura robocza jest podzielona na 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ trzy pliki, zakład produkcyjny może być wykonany zgodnie z różnymi wymaganiami użytkowników lub normami, barierą paliwową bezhalogenową lub zawierającą halogen.
Wiadomo, że poliolefiny są niepolarnymi lub słabo polarnymi polimerami polarnymi. Ponieważ są podobne do oleju mineralnego pod względem polarności, poliolefiny są przeważnie uważane za mniej odporne na olej zgodnie z zasadą podobnej kompatybilności. Jednak wiele norm kablowych w kraju i za granicą stanowi również, że opory usieciowane muszą mieć również dobrą odporność na oleje, rozpuszczalniki, a nawet zawiesiny olejowe, kwasy i zasady. Jest to wyzwanie dla badaczy materiałów, teraz, czy to w Chinach, czy za granicą, opracowano te wymagające materiały, a ich materiałem bazowym jest EVA.
3. 3 Materiał barierowy dla tlenu
Kable wielożyłowe wielożyłowe mają wiele pustych przestrzeni między rdzeniami, które należy wypełnić, aby zapewnić okrągły wygląd kabla, jeśli wypełnienie w zewnętrznej powłoce jest wykonane z bezhalogenowej bariery paliwowej. Ta warstwa wypełniająca działa jak bariera ogniowa (tlen), gdy kabel się pali, dlatego w branży jest znana jako „bariera tlenowa”.
Podstawowymi wymaganiami stawianymi materiałom stanowiącym barierę tlenową są: dobre właściwości wytłaczania, dobra bezhalogenowa trudnopalność (wskaźnik tlenowy zwykle powyżej 40) i niski koszt.
Ta bariera tlenowa jest szeroko stosowana w przemyśle kablowym od ponad dekady i doprowadziła do znacznej poprawy ognioodporności kabli. Bariera tlenowa może być stosowana zarówno do bezhalogenowych kabli ognioodpornych, jak i bezhalogenowych kabli ognioodpornych (np. PVC). Duża ilość praktyki wykazała, że kable z barierą tlenową mają większe szanse na przejście testów pojedynczego pionowego palenia i palenia wiązek.
Z punktu widzenia formuły materiału, ten materiał barierowy dla tlenu jest w rzeczywistości „bardzo wysokowypełniaczem”, ponieważ aby sprostać niskim kosztom, konieczne jest użycie wysokiego wypełniacza, a aby uzyskać wysoki indeks tlenowy, należy również dodać dużą ilość (2 do 3 razy) Mg (OH) 2 lub Al (OH) 3, a aby dobrze się wytłaczało, należy wybrać EVA jako materiał bazowy.
3.4 Modyfikowany materiał osłonowy PE
Materiały osłonowe z polietylenu są podatne na dwa problemy: po pierwsze, są podatne na pękanie w stanie stopionym (tzn. skóra rekina) podczas wytłaczania; po drugie, są podatne na pękanie naprężeniowe pod wpływem środowiska. Najprostszym rozwiązaniem jest dodanie pewnej proporcji EVA do formulacji. stosowany jako modyfikowany EVA, głównie przy użyciu niskiej zawartości VA gatunku, jego wskaźnik topnienia między 1 a 2 jest odpowiedni.
4. Perspektywy rozwoju
(1) EVA jest szeroko stosowana w przemyśle kablowym, roczna ilość w stopniowym i stałym wzroście. Zwłaszcza w ostatniej dekadzie, ze względu na znaczenie ochrony środowiska, odporność na paliwo na bazie EVA była szybkim rozwojem i częściowo zastąpiła trend materiałów kablowych na bazie PVC. Jej doskonała wydajność kosztowa i doskonała wydajność procesu wytłaczania sprawiają, że trudno zastąpić jakiekolwiek inne materiały.
(2) roczne zużycie żywicy EVA w przemyśle kablowym wynosi blisko 100 000 ton, wybór odmian żywicy EVA, zawartość VA od niskiej do wysokiej będzie używana, w połączeniu z wielkością przedsiębiorstwa zajmującego się granulacją materiałów kablowych nie jest duża, rozłożona w każdym przedsiębiorstwie każdego roku tylko w tysiącach ton żywicy EVA w górę i w dół, a zatem nie będzie to uwaga gigantycznego przedsiębiorstwa przemysłu EVA. Na przykład, największa ilość bezhalogenowego materiału bazowego zmniejszającego palność, główny wybór VA / MI = 28 / 2 ~ 3 żywicy EVA (takiej jak EVA 265 # firmy US DuPont). I ta klasa specyfikacji EVA do tej pory nie ma krajowych producentów, którzy mogliby ją produkować i dostarczać. Nie wspominając o zawartości VA wyższej niż 28 i wskaźniku topnienia mniejszym niż 3 innej produkcji i dostawie żywicy EVA.
(3) zagraniczne firmy produkujące EVA, ponieważ nie mają krajowych konkurentów, a cena od dawna jest wysoka, poważnie tłumiąc entuzjazm dotyczący krajowej produkcji kabli. ponad 50% zawartości VA gumowego typu EVM jest zdominowana przez zagraniczną firmę, a cena jest podobna do zawartości VA marki 2 do 3 razy. Tak wysokie ceny z kolei wpływają również na ilość tego gumowego typu EVM, więc przemysł kablowy wzywa krajowych producentów EVA do poprawy tempa krajowej produkcji EVA. Większa produkcja przemysłu była dużym wykorzystaniem żywicy EVA.
(4) Opierając się na fali ochrony środowiska w erze globalizacji, EVA jest uważana przez przemysł kablowy za najlepszy materiał bazowy dla przyjaznej dla środowiska odporności na paliwo. Zastosowanie EVA rośnie w tempie 15% rocznie, a perspektywy są bardzo obiecujące. Ilość i tempo wzrostu materiałów ekranujących oraz produkcji kabli energetycznych średniego i wysokiego napięcia oraz tempo wzrostu, około 8% do 10% pomiędzy; opory poliolefin rosną szybko, w ostatnich latach utrzymywały się na poziomie 15% do 20% pomiędzy, a w przewidywalnych następnych 5 do 10 latach, mogą również utrzymać to tempo wzrostu.
Czas publikacji: 31-07-2022