(1)Material d'aïllament de polietilè reticulat de baixa emissió de fums i zero halògens (XLPE):
El material aïllant XLPE es produeix combinant polietilè (PE) i acetat de vinil d'etilè (EVA) com a matriu base, juntament amb diversos additius com ara retardants de flama sense halògens, lubricants, antioxidants, etc., mitjançant un procés de barreja i pelletització. Després del processament per irradiació, el PE es transforma d'una estructura molecular lineal a una estructura tridimensional, canviant d'un material termoplàstic a un plàstic termoestable insoluble.
Els cables d'aïllament XLPE tenen diversos avantatges en comparació amb el PE termoplàstic ordinari:
1. Millora de la resistència a la deformació tèrmica, propietats mecàniques millorades a altes temperatures i millora de la resistència a l'esquerdament per tensió ambiental i a l'envelliment tèrmic.
2. Millora de l'estabilitat química i la resistència als dissolvents, reducció del flux en fred i manteniment de les propietats elèctriques. Les temperatures de funcionament a llarg termini poden arribar als 125 °C i als 150 °C. Després del processament de reticulació, la temperatura de curtcircuit del PE es pot augmentar fins a 250 °C, cosa que permet una capacitat de càrrega de corrent significativament més alta per a cables del mateix gruix.
3. Els cables aïllats amb XLPE també presenten excel·lents propietats mecàniques, impermeables i resistents a la radiació, cosa que els fa adequats per a diverses aplicacions, com ara el cablejat intern en aparells elèctrics, cables de motor, cables d'il·luminació, cables de control de senyals de baixa tensió per a automòbils, cables de locomotora, cables de metro, cables miners respectuosos amb el medi ambient, cables per a vaixells, cables de grau 1E per a centrals nuclears, cables de bombes submergibles i cables de transmissió d'energia.
Les direccions actuals en el desenvolupament de materials d'aïllament XLPE inclouen materials d'aïllament de cables d'alimentació de PE reticulats per irradiació, materials d'aïllament aeri de PE reticulats per irradiació i materials de revestiment de poliolefines ignífugs reticulats per irradiació.
(2)Material d'aïllament de polipropilè reticulat (XL-PP):
El polipropilè (PP), com a plàstic comú, té característiques com ara lleugeresa, abundants fonts de matèries primeres, rendibilitat, excel·lent resistència a la corrosió química, facilitat de modelat i reciclabilitat. Tanmateix, té limitacions com ara baixa resistència, poca resistència a la calor, deformació per contracció significativa, poca resistència a la fluència, fragilitat a baixa temperatura i poca resistència a l'envelliment per calor i oxigen. Aquestes limitacions han restringit el seu ús en aplicacions de cables. Els investigadors han estat treballant per modificar materials de polipropilè per millorar el seu rendiment general, i el polipropilè modificat reticulat per irradiació (XL-PP) ha superat eficaçment aquestes limitacions.
Els cables aïllats XL-PP poden complir les proves de flama UL VW-1 i els estàndards de cablejat de 150 °C amb classificació UL. En aplicacions pràctiques de cablejat, l'EVA sovint es barreja amb PE, PVC, PP i altres materials per ajustar el rendiment de la capa d'aïllament del cable.
Un dels desavantatges del PP reticulat per irradiació és que implica una reacció competitiva entre la formació de grups terminals insaturats a través de reaccions de degradació i reaccions de reticulació entre molècules estimulades i radicals lliures de molècules grans. Els estudis han demostrat que la relació entre les reaccions de degradació i les de reticulació en la reticulació per irradiació del PP és d'aproximadament 0,8 quan s'utilitza la irradiació de raigs gamma. Per aconseguir reaccions de reticulació efectives en el PP, cal afegir promotors de reticulació per a la reticulació per irradiació. A més, el gruix de reticulació efectiu està limitat per la capacitat de penetració dels feixos d'electrons durant la irradiació. La irradiació condueix a la producció de gas i escuma, cosa que és avantatjosa per a la reticulació de productes prims però limita l'ús de cables de paret gruixuda.
(3) Material d'aïllament de copolímer d'etilè-acetat de vinil reticulat (XL-EVA):
A mesura que augmenta la demanda de seguretat dels cables, el desenvolupament de cables reticulats ignífugs sense halògens ha crescut ràpidament. En comparació amb el PE, l'EVA, que introdueix monòmers d'acetat de vinil a la cadena molecular, té una cristal·linitat més baixa, la qual cosa resulta en una millor flexibilitat, resistència a l'impacte, compatibilitat amb el farciment i propietats de segellat tèrmic. Generalment, les propietats de la resina EVA depenen del contingut de monòmers d'acetat de vinil a la cadena molecular. Un contingut més alt d'acetat de vinil condueix a una major transparència, flexibilitat i tenacitat. La resina EVA té una excel·lent compatibilitat amb el farciment i reticulabilitat, la qual cosa la fa cada cop més popular en cables reticulats ignífugs sense halògens.
La resina EVA amb un contingut d'acetat de vinil d'aproximadament entre un 12% i un 24% s'utilitza habitualment en l'aïllament de filferros i cables. En aplicacions reals de cables, l'EVA sovint es barreja amb PE, PVC, PP i altres materials per ajustar el rendiment de la capa d'aïllament del cable. Els components d'EVA poden promoure la reticulació, millorant el rendiment del cable després de la reticulació.
(4) Material d'aïllament de monòmer d'etilè-propilè-diè reticulat (XL-EPDM):
L'XL-EPDM és un terpolímer compost d'etilè, propilè i monòmers de diè no conjugats, reticulats mitjançant irradiació. Els cables XL-EPDM combinen els avantatges dels cables aïllats amb poliolefina i els cables aïllats amb cautxú comuns:
1. Flexibilitat, resiliència, no adherència a altes temperatures, resistència a l'envelliment a llarg termini i resistència a climes durs (de -60 °C a 125 °C).
2. Resistència a l'ozó, resistència als raigs UV, rendiment d'aïllament elèctric i resistència a la corrosió química.
3. Resistència a l'oli i als dissolvents comparable a l'aïllament de cautxú de cloroprè d'ús general. Es pot produir mitjançant equips de processament d'extrusió en calent comuns, cosa que el fa rendible.
Els cables aïllats amb XL-EPDM tenen una àmplia gamma d'aplicacions, incloent-hi, entre d'altres, cables d'alimentació de baixa tensió, cables per a vaixells, cables d'encesa per a automòbils, cables de control per a compressors de refrigeració, cables mòbils per a mineria, equips de perforació i dispositius mèdics.
Els principals desavantatges dels cables XL-EPDM inclouen una baixa resistència al trencament i unes propietats adhesives i autoadhesives febles, que poden afectar el processament posterior.
(5) Material d'aïllament de cautxú de silicona
El cautxú de silicona posseeix flexibilitat i una excel·lent resistència a l'ozó, la descàrrega de corona i les flames, cosa que el converteix en un material ideal per a l'aïllament elèctric. La seva principal aplicació en la indústria elèctrica és per a filferros i cables. Els filferros i cables de cautxú de silicona són especialment adequats per al seu ús en entorns exigents i d'alta temperatura, amb una vida útil significativament més llarga en comparació amb els cables estàndard. Les aplicacions habituals inclouen motors d'alta temperatura, transformadors, generadors, equips electrònics i elèctrics, cables d'encesa en vehicles de transport i cables d'alimentació i control marins.
Actualment, els cables aïllats amb cautxú de silicona es reticulen normalment mitjançant pressió atmosfèrica amb aire calent o vapor d'alta pressió. També hi ha investigacions en curs sobre l'ús de la irradiació per feix d'electrons per a la reticulació del cautxú de silicona, tot i que encara no s'ha generalitzat a la indústria del cable. Amb els avenços recents en la tecnologia de reticulació per irradiació, aquesta ofereix una alternativa de menor cost, més eficient i respectuosa amb el medi ambient per als materials d'aïllament del cautxú de silicona. Mitjançant la irradiació per feix d'electrons o altres fonts de radiació, es pot aconseguir una reticulació eficient de l'aïllament del cautxú de silicona, alhora que es permet controlar la profunditat i el grau de reticulació per satisfer els requisits específics de l'aplicació.
Per tant, l'aplicació de la tecnologia de reticulació per irradiació per a materials d'aïllament de cautxú de silicona té un potencial significatiu en la indústria del cablejat. S'espera que aquesta tecnologia redueixi els costos de producció, millori l'eficiència de la producció i contribueixi a la reducció dels impactes ambientals adversos. Els futurs esforços de recerca i desenvolupament poden impulsar encara més l'ús de la tecnologia de reticulació per irradiació per a materials d'aïllament de cautxú de silicona, fent-los més aplicables per a la fabricació de cables d'alta temperatura i alt rendiment en la indústria elèctrica. Això proporcionarà solucions més fiables i duradores per a diverses àrees d'aplicació.
Data de publicació: 28 de setembre de 2023