Аннотация: Чыбык һәм кабель өчен силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалының аркылы бәйләү принцибы, классификациясе, формуласы, процессы һәм җиһазлары кыскача тасвирлана, шулай ук силанлы табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалының кулланылыштагы һәм кулланылыштагы кайбер үзенчәлекләре, шулай ук материалның аркылы бәйләү торышына тәэсир итүче факторлар белән таныштырыла.
Ачкыч сүзләр: Силан аркылы бәйләнеш; Табигый аркылы бәйләнеш; Полиэтилен; Изоляция; Чыбык һәм кабель
Силан аркылы бәйләнгән полиэтилен кабель материалы хәзерге вакытта чыбык һәм кабель сәнәгатендә түбән вольтлы электр кабельләре өчен изоляция материалы буларак киң кулланыла. Киң бәйләнгән чыбык һәм кабель җитештерүдә кулланыла торган материал, пероксид аркылы бәйләү һәм нурландыру аркылы бәйләү, кирәкле җитештерү җиһазлары белән чагыштырганда, гади, куллану җиңел, түбән комплекслы бәя һәм башка өстенлекләр белән аерылып тора, ул түбән вольтлы изоляцияле аркылы бәйләнгән кабель өчен әйдәп баручы материалга әйләнде.
1. Силан аркылы бәйләнгән кабель материалы аркылы бәйләү принцибы
Силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен ясауда ике төп процесс бар: припойлау һәм аркылы бәйләү. Припойлау процессында полимер ирекле инициатор һәм пиролиз тәэсирендә өченчел углерод атомындагы H-атомын югалта, алар ирекле радикалларга әйләнә, алар винил силанның –CH = CH2 төркеме белән реакциягә кереп, триоксисилил эфир төркемен үз эченә алган припойланган полимер барлыкка китерә. Киңәйтү процессында припойланган полимер башта су булганда гидролизланып, силанол барлыкка килә, ә –OH янәшәдәге Si-OH төркеме белән конденсацияләнеп, Si-O-Si бәйләнешен барлыкка китерә, шулай итеп полимер макромолекулаларын аркылы бәйләү барлыкка килә.
2. Силан аркылы бәйләнгән кабель материалы һәм аны җитештерү ысулы
Сез белгәнчә, силанлы аркылы бәйләнгән кабельләр һәм аларның кабельләре өчен ике баскычлы һәм бер баскычлы җитештерү ысуллары бар. Ике баскычлы ысул белән бер баскычлы ысул арасындагы аерма силан приводка процессы кайда башкарыла, ике баскычлы ысул өчен кабель материалы җитештерүчесендә приводка процессы, бер баскычлы ысул өчен кабель җитештерү заводында приводка процессы. Иң зур базар өлешенә ия булган ике баскычлы силан аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалы А һәм В дип аталган материаллардан тора, А материалы - силан белән приводкаланган полиэтилен, ә В материалы - катализаторның төп партиясе. Аннары изоляция үзәге җылы суда яки парда аркылы бәйләнә.
Ике баскычлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляторының тагын бер төре бар, анда А материалы башкача алына, силан тармакланган чылбырлы полиэтилен алу өчен синтез вакытында винил силанны турыдан-туры полиэтиленга кертү юлы белән.
Бер адымлы ысулның да ике төре бар. Традицион бер адымлы процесс - төрле чималларны махсус төгәл үлчәү системасы нисбәтендә формула буенча махсус эшләнгән махсус экструдерге бер адымда кертеп, кабель изоляция үзәген приводлау һәм экструзияләүне тәмамлау. Бу процесста грануляция юк, кабель материаллары заводы катнашы кирәк түгел, кабель заводы үзе генә тәмамлый. Бу бер адымлы силан аркылы бәйләнгән кабель җитештерү җиһазлары һәм рецептура технологиясе күбесенчә чит илләрдән импортлана һәм кыйммәт.
Бер баскычлы силанлы кросс-бәйләнешле полиэтилен изоляция материалының тагын бер төре кабель материалы җитештерүчеләр тарафыннан җитештерелә, барысы да формула буенча махсус кушу ысулы нисбәтендә чимал, төрелгән һәм сатыла, А һәм В материаллары юк, кабель заводы турыдан-туры экструдерда булырга мөмкин, бер үк вакытта кабель изоляция үзәген прививкалау һәм экструзияләү этабын тәмамларга мөмкин. Бу ысулның үзенчәлеге шунда ки, кыйммәтле махсус экструдерлар кирәк түгел, чөнки силан прививкалау процессы гади ПВХ экструдерында башкарылырга мөмкин, һәм ике баскычлы ысул экструзия алдыннан А һәм В материалларын кушарга кирәклекне бетерә.
3. Формула составы
Силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен кабель материалының формуласы, гадәттә, төп материал сумала, инициатор, силан, антиоксидант, полимеризация ингибиторы, катализатор һ.б.дан тора.
(1) Нигезле сумала, гадәттә, эретү индексы (MI) 2 булган түбән тыгызлыклы полиэтилен (LDPE) сумаласы, ләкин соңгы вакытта, синтетик сумала технологиясе һәм чыгым басымы үсеше белән, бу материал өчен нигез сумала буларак сызыклы түбән тыгызлыклы полиэтилен (LLDPE) дә кулланылды яки өлешчә кулланыла башлады. Төрле сумалалар еш кына эчке макромолекуляр структурасындагы аермалар аркасында прививкага һәм аркылы бәйләнешкә зур йогынты ясый, шуңа күрә формула төрле җитештерүчеләрнең төрле нигез сумалалары яки бер үк төр сумала кулланып үзгәртеләчәк.
(2) Гадәттә кулланыла торган инициатор - диизопропил пероксиды (DCP), төп мәсьәлә - проблеманың күләмен аңлау. Силан прививкасына китерерлек аз булу җитми; полиэтиленның аркылы бәйләнешенә китерерлек артык күп булу, бу аның сыеклыгын киметә, экструдирланган изоляция үзәгенең өслеге тупас һәм системаны кысу авыр. Өстәлгән инициатор күләме бик аз һәм сизгер булганлыктан, аны тигез тарату мөһим, шуңа күрә ул гадәттә силан белән бергә өстәлә.
(3) Силан, гадәттә, винил туендырылмаган силан буларак кулланыла, шул исәптән винил триметоксисилан (A2171) һәм винил триэтоксисилан (A2151), A2171 тиз гидролиз тизлегенә ия, шуңа күрә күбрәк кеше A2171 сайлый. Шулай ук, силан өстәү проблемасы да бар, хәзерге кабель материалы җитештерүчеләре чыгымнарны киметү өчен аның түбән чигенә ирешергә тырышалар, чөнки силан чит илдән китерелә, бәясе кыйммәтрәк.
(4) Антиоксидант полиэтилен эшкәртү һәм кабельнең картаюга каршы торучанлыгын тәэмин итү өчен кулланыла, һәм силан припойлау процессында антиоксидант припойлау реакциясен тоткарлау ролен башкара, шуңа күрә припойлау процессында антиоксидант өстәгәндә игътибарлы булырга кирәк, өстәлгән күләмне сайлауга туры китереп DCP күләмен исәпкә алырга кирәк. Ике этаплы аркылы тоташтыру процессында антиоксидантның күпчелек өлеше катализаторның төп партиясенә өстәлергә мөмкин, бу припойлау процессына йогынтыны киметергә мөмкин. Бер этаплы аркылы тоташтыру процессында антиоксидант бөтен припойлау процессында була, шуңа күрә төрләрне һәм күләмне сайлау мөһимрәк. Еш кулланыла торган антиоксидантлар 1010, 168, 330 һ.б.
(5) Полимеризация ингибиторы өстәлә, кайбер ялгау һәм аркылы бәйләнеш процессын тоткарлау өчен, ялгау процессында аркылы бәйләнешкә каршы агент өстәргә мөмкин, бу C2C аркылы бәйләнеш барлыкка килүне нәтиҗәле рәвештә киметә, шуның белән эшкәртү сыеклыгын яхшырта. Моннан тыш, шул ук шартларда ялгау өстәгәндә, полимеризация ингибиторы силан гидролизыннан алда ялгау полиэтилен гидролизын киметә ала, ялгау материалының озак вакытлы тотрыклылыгын яхшырта ала.
(6) Катализаторлар еш кына органотин туындылары (табигый аркылы бәйләнештән тыш), иң еш очрый торганнары - дибутилтин дилаураты (DBDTL), ул гадәттә мастербатч рәвешендә өстәлә. Ике этаплы процесс барышында, трансплантация (А материалы) һәм катализаторның төп партиясе (В материалы) аерым төрелә, һәм А һәм В материаллары экструдерга өстәлгәнче бергә кушыла, бу А материалының алдан аркылы бәйләнешен булдырмас өчен. Бер этаплы силан аркылы бәйләнешле полиэтилен изоляцияләре очрагында, төргәктәге полиэтилен әле трансплантацияләнмәгән, шуңа күрә алдан аркылы бәйләнеш проблемасы юк, шуңа күрә катализаторны аерым төрергә кирәк түгел.
Моннан тыш, базарда силан, инициатор, антиоксидант, кайбер майлау материаллары һәм бакырга каршы агентлар кушылмасы булган катнаш силаннар бар, һәм алар, гадәттә, кабель заводларында бер адымлы силан аркылы тоташтыру ысулларында кулланыла.
Шуңа күрә, силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясенең формуласы, аның составы бик катлаулы дип саналмый һәм тиешле мәгълүматта бар, ләкин тиешле җитештерү формулалары, төгәлләштерү өчен кайбер төзәтмәләргә дучар ителә, бу формуладагы компонентларның ролен һәм аларның эшчәнлеккә һәм үзара йогынтысына йогынты законын тулысынча аңлауны таләп итә.
Күп төрле кабель материалларында, силанлы аркылы бәйләнгән кабель материалы (ике баскычлы яки бер баскычлы) экструзиядә бара торган бердәнбер химик процесс дип санала, поливинилхлорид (ПВХ) кабель материалы һәм полиэтилен (ПЭ) кабель материалы кебек башка төрләрдә экструзия грануляциясе процессы физик катнаштыру процессы булып тора, хәтта химик аркылы бәйләү һәм нурландыру аркылы бәйләнгән кабель материалында, экструзия грануляциясе процессында яки экструзия системасы кабельендә булсын, химик процесс булмый, шуңа күрә, чагыштырганда, силанлы аркылы бәйләнгән кабель материалы һәм кабель изоляциясе экструзиясе җитештерү процессын контрольдә тоту мөһимрәк.
4. Ике этаплы силан кросс-байланышлы полиэтилен изоляциясе җитештерү процессы
Ике баскычлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясе А материалын җитештерү процессын кыскача 1 нче рәсем белән күрсәтергә мөмкин.
1 нче рәсем. Ике этаплы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалын җитештерү процессы А
Ике баскычлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясен җитештерү процессындагы кайбер төп пунктлар:
(1) Киптерү. Полиэтилен сумаласы аз күләмдә су булганлыктан, югары температурада экструдирланганда, су силил төркемнәре белән тиз реакциягә кереп, аркылы бәйләнеш барлыкка китерә, бу эремәнең сыеклыгын киметә һәм алдан аркылы бәйләнеш барлыкка китерә. Әзер материал шулай ук су белән суынганнан соң суны үз эченә ала, ул да алынмаса, алдан аркылы бәйләнешкә китерергә мөмкин, һәм аны да киптерергә кирәк. Киптерү сыйфатын тәэмин итү өчен, тирән киптерү җайланмасы кулланыла.
(2) Үлчәү. Материал формуласының төгәллеге мөһим булганлыктан, гадәттә чит илдән китерелгән авырлыкны югалту үлчәү үлчәү җайланмасы кулланыла. Полиэтилен сумаласы һәм антиоксидант үлчәнеп, экструдерның туклану порты аша бирелә, ә силан һәм инициатор сыек материал насосы белән экструдерның икенче яки өченче баррелига кертелә.
(3) Экструзия белән вентиляцияләү. Силанны вентиляцияләү процессы экструдерда тәмамлана. Экструдерның процесс көйләүләре, шул исәптән температура, винтлар комбинациясе, винтлар тизлеге һәм туклану тизлеге, экструдерның беренче өлешендәге материалны тулысынча эретеп, тигез итеп кушарга мөмкин дигән принципка нигезләнергә тиеш, әгәр пероксидның вакытыннан алда таркалуы кирәк булмаса, һәм экструдерның икенче өлешендәге тулысынча тигез материал тулысынча таркалырга һәм вентиляцияләү процессы тәмамланырга тиеш. Гадәти экструдер кисемтә температурасы (LDPE) 1 нче таблицада күрсәтелгән.
1 нче таблица. Ике баскычлы экструдер зоналарының температурасы
| Эш зонасы | 1 нче зона | 2 нче зона | 3 нче зона ① | 4 нче зона | 5 нче зона |
| Температура P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Эш зонасы | 6 нчы зона | 7 нче зона | 8 нче зона | 9 нчы зона | Авыз үле |
| Температура °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①силан өстәлгән урын.
Экструдер винтының тизлеге экструдерда материалның тору вакытын һәм катнашма эффектын билгели, әгәр тору вакыты кыска булса, пероксид таркалуы тулы булмый; әгәр тору вакыты бик озын булса, экструдерланган материалның ябышлыгы арта. Гомумән алганда, грануланың экструдерда тору вакытын инициатор таркалуының яртылаш таркалу чорында 5-10 тапкыр контрольдә тотарга кирәк. Туклану тизлеге материалның тору вакытына гына түгел, ә аны катнаштыру һәм кисүгә дә билгеле бер йогынты ясый, шуңа күрә тиешле туклану тизлеген сайлау да бик мөһим.
(4) Упаковка. Ике баскычлы силан аркылы тоташтырылган изоляция материалы дымны бетерү өчен туры һавада алюминий-пластик композит капчыкларда төрелергә тиеш.
5. Бер адымлы силан кросс-байланышлы полиэтилен изоляция материалы җитештерү процессы
Бер баскычлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалы, аның припевинг процессы аркасында, кабель заводында кабель изоляциясе үзәген экструзияләү процессында кулланыла, шуңа күрә кабель изоляциясе экструзия температурасы ике баскычлы ысулга караганда күпкә югарырак. Бер баскычлы силан аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция формуласы инициатор һәм силанның тиз таралуында һәм материалны кисүдә тулысынча каралса да, припевинг процессы температура белән тәэмин ителергә тиеш, бу бер баскычлы силан аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясе җитештерү заводы экструзия температурасын дөрес сайлауның мөһимлеген кат-кат ассызыклый, гомуми тәкъдим ителгән экструзия температурасы 2 нче таблицада күрсәтелгән.
2 нче таблица. Һәр зонаның бер адымлы экструдер температурасы (берәмлек: ℃)
| Зона | 1 нче зона | 2 нче зона | 3 нче зона | 4 нче зона | Фланец | Баш |
| Температура | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Бу бер адымлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен процессының зәгыйфь якларының берсе, ул гадәттә кабельләрне ике адымда экструзияләгәндә кирәк түгел.
6. Җитештерү җиһазлары
Җитештерү җиһазлары - процессны контрольдә тотуның мөһим гарантиясе. Силанлы аркылы бәйләнгән кабельләр җитештерү процессны контрольдә тотуның бик югары дәрәҗәсен таләп итә, шуңа күрә җитештерү җиһазларын сайлау аеруча мөһим.
Ике баскычлы силанлы аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалы җитештерү. Хәзерге вакытта импортланган авырлыксыз үлчәү белән күбрәк җирле изотроп параллель ике винтлы экструдер кулланыла. Мондый җайланмалар процессны контрольдә тоту төгәллеге таләпләренә туры килә ала, материалның тору вакытын тәэмин итү өчен ике винтлы экструдерның озынлыгы һәм диаметры сайлана, ингредиентларның төгәллеген тәэмин итү өчен импортланган авырлыксыз үлчәү сайлана. Әлбәттә, җиһазларның күп кенә детальләренә тулы игътибар бирергә кирәк.
Алдан әйтелгәнчә, кабель заводындагы бер баскычлы силан кросс-байланышлы кабель җитештерү җиһазлары чит илдән китерелә, кыйммәт, җирле җиһаз җитештерүчеләрдә шундый ук җитештерү җиһазлары юк, моның сәбәбе җиһаз җитештерүчеләр һәм формула һәм процесс тикшеренүчеләре арасында хезмәттәшлек җитмәүдә.
7. Силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалы
Соңгы елларда эшләнгән силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляция материалы пар яки җылы суга чумдырмыйча, табигый шартларда берничә көн эчендә аркылы бәйләнергә мөмкин. Традицион силан аркылы бәйләү ысулы белән чагыштырганда, бу материал кабель җитештерүчеләре өчен җитештерү процессын киметә, җитештерү чыгымнарын тагын да киметә һәм җитештерү нәтиҗәлелеген арттыра ала. Силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясе кабель җитештерүчеләре тарафыннан барган саен таныла һәм кулланыла.
Соңгы елларда җирле силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясе өлгерде һәм күп күләмдә җитештерелә башлады, импортланган материаллар белән чагыштырганда бәясе буенча билгеле бер өстенлекләргә ия.
7. 1 Силан табигый рәвештә бәйләнгән полиэтилен изоляцияләре өчен формула идеялары
Силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляцияләре ике этаплы процесс белән җитештерелә, шул ук формула нигез сумала, инициатор, силан, антиоксидант, полимеризация ингибиторы һәм катализатордан тора. Силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляторларының формуласы А материалының силан приводка тизлеген арттыруга һәм силан җылы су аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляторларына караганда нәтиҗәлерәк катализатор сайлауга нигезләнгән. Югарырак силан приводка тизлеге булган А материалларын нәтиҗәлерәк катализатор белән берлектә куллану силан аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляторына түбән температураларда һәм җитәрлек дым булмаганда да тиз арада аркылы бәйләнергә мөмкинлек бирәчәк.
Импортланган силан табигый рәвештә бәйләнгән полиэтилен изоляторлары өчен А-материаллар сополимеризация юлы белән синтезлана, анда силан күләмен югары дәрәҗәдә контрольдә тотарга мөмкин, ә силанны протезлау юлы белән югары протезлау тизлегенә ия А-материаллар җитештерү авыр. Рецептта кулланылган төп сумала, инициатор һәм силан төрлелек һәм өстәү ягыннан төрле булырга һәм көйләнергә тиеш.
Резисны сайлау һәм аның дозасын көйләү дә бик мөһим, чөнки силанның прививка тизлегенең артуы котылгысыз рәвештә күбрәк CC аркылы бәйләнеш реакцияләренә китерә. А материалының эшкәртү сыеклыгын һәм өслек торышын яхшырту өчен, CC аркылы бәйләнешне һәм алдан туры бәйләнешне нәтиҗәле рәвештә тоткарлау өчен тиешле күләмдә полимеризация ингибиторы кирәк.
Моннан тыш, катализаторлар аркылы бәйләнеш тизлеген арттыруда мөһим роль уйныйлар һәм күчеш металлыннан азат элементларны үз эченә алган нәтиҗәле катализаторлар буларак сайланырга тиеш.
7. 2 Силан табигый рәвештә бәйләнгән полиэтилен изоляцияләренең үзара бәйләнеш вакыты
Силан табигый аркылы бәйләнгән полиэтилен изоляциясен табигый хәлендә тоташтыруны тәмамлау өчен кирәкле вакыт температурага, дымлылыкка һәм изоляция катламының калынлыгына бәйле. Температура һәм дымлылык югарырак булган саен, изоляция катламының калынлыгы нечкәрәк, тоташтыру вакыты кыскарак, ә киресенчә озынрак була. Температура һәм дымлылык төбәктән төбәккә һәм сезоннан сезонга үзгәргәнлектән, хәтта бер үк урында һәм бер үк вакытта да, бүген һәм иртәгә температура һәм дымлылык төрле булачак. Шуңа күрә, материалны куллану вакытында кулланучы тоташтыру вакытын җирле һәм хәзерге температура һәм дымлылыкка, шулай ук кабельнең спецификациясенә һәм изоляция катламының калынлыгына карап билгеләргә тиеш.
Бастырып чыгару вакыты: 2022 елның 13 августы