Ang pagganap ng mga materyales sa insulasyon ay direktang nakakaapekto sa kalidad, kahusayan sa pagproseso, at saklaw ng aplikasyon ng mga alambre at kable. Ang pagganap ng mga materyales sa insulasyon ay direktang nakakaapekto sa kalidad, kahusayan sa pagproseso, at saklaw ng aplikasyon ng mga alambre at kable.
1. Mga kable at alambreng gawa sa PVC polyvinyl chloride
Polyvinyl chloride (mula rito ay tatawagingPVC) ang mga insulating material ay mga pinaghalong kung saan ang mga stabilizer, plasticizer, flame retardant, lubricant at iba pang mga additives ay idinaragdag sa PVC powder. Ayon sa iba't ibang aplikasyon at mga kinakailangan sa katangian ng mga wire at cable, ang pormula ay inaayos nang naaayon. Pagkatapos ng mga dekada ng produksyon at aplikasyon, ang teknolohiya sa paggawa at pagproseso ng PVC ay naging lubos na mature na ngayon. Ang PVC insulating material ay may malawak na aplikasyon sa larangan ng mga wire at cable at may natatanging mga katangian:
A. Ang teknolohiya sa paggawa ay ganap na binuo, madaling buuin at iproseso. Kung ikukumpara sa iba pang uri ng mga materyales sa pagkakabukod ng kable, hindi lamang ito mababa ang gastos, kundi epektibo rin nitong makontrol ang pagkakaiba ng kulay, kinang, pag-imprenta, kahusayan sa pagproseso, lambot at katigasan ng ibabaw ng alambre, ang pagdikit ng konduktor, pati na rin ang mga mekanikal at pisikal na katangian at mga katangiang elektrikal ng alambre mismo.
B. Mayroon itong mahusay na pagganap na retardant sa apoy, kaya ang mga PVC insulated wire ay madaling makakatugon sa mga grado ng flame retardant na itinakda ng iba't ibang pamantayan.
C. Sa usapin ng resistensya sa temperatura, sa pamamagitan ng pag-optimize at pagpapabuti ng mga pormula ng materyal, ang kasalukuyang karaniwang ginagamit na mga uri ng pagkakabukod ng PVC ay pangunahing kinabibilangan ng sumusunod na tatlong kategorya:
Pagdating sa rated voltage, karaniwang ginagamit ito sa mga antas ng boltahe na rated sa 1000V AC at mas mababa, at maaaring malawakang gamitin sa mga industriya tulad ng mga kagamitan sa bahay, instrumento at metro, ilaw, at komunikasyon sa network.
Ang PVC ay mayroon ding ilang mga likas na disbentaha na naglilimita sa aplikasyon nito:
A. Dahil sa mataas na nilalaman ng chlorine, naglalabas ito ng malaking dami ng makapal na usok kapag nasusunog, na maaaring magdulot ng pagkasakal, makaapekto sa paningin, at makagawa ng ilang carcinogen at HCl gas, na magdudulot ng malubhang pinsala sa kapaligiran. Kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya sa paggawa ng mga materyales na low smoke zero halogen insulation, ang unti-unting pagpapalit ng PVC insulation ay naging isang hindi maiiwasang trend sa pag-unlad ng mga kable.
B. Ang ordinaryong PVC insulation ay may mahinang resistensya sa mga asido at alkali, heat oil, at mga organic solvent. Ayon sa kemikal na prinsipyo ng like dissolves like, ang mga PVC wire ay madaling masira at mabitak sa partikular na kapaligirang nabanggit. Gayunpaman, dahil sa mahusay nitong performance sa pagproseso at mababang gastos, ang mga PVC cable ay malawakang ginagamit pa rin sa mga kagamitan sa bahay, mga ilaw, mekanikal na kagamitan, mga instrumento at metro, komunikasyon sa network, mga kable sa gusali at iba pang larangan.
2. Mga kable at alambreng polyethylene na naka-cross-link
Cross-linked PE (mula rito ay tatawagingXLPE) ay isang uri ng polyethylene na maaaring magbago mula sa isang linear na istrukturang molekular patungo sa isang three-dimensional na istrukturang three-dimensional sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon sa ilalim ng aksyon ng mga high-energy ray o cross-linking agents. Kasabay nito, ito ay nagbabago mula sa thermoplastic patungo sa insoluble thermosetting plastic.
Sa kasalukuyan, sa aplikasyon ng pagkakabukod ng alambre at kable, mayroong pangunahing tatlong pamamaraan ng cross-linking:
A. Peroxide cross-linking: Kinakatawan nito ang paggamit muna ng polyethylene resin kasama ng mga angkop na cross-linking agent at antioxidant, at pagkatapos ay pagdaragdag ng iba pang mga sangkap kung kinakailangan upang makagawa ng mga cross-linkable na particle ng polyethylene mixture. Sa proseso ng extrusion, ang cross-linking ay nangyayari sa pamamagitan ng mga mainit na tubo na gumagamit ng steam cross-linking.
B. Silane cross-linking (warm water cross-linking): Ito rin ay isang paraan ng chemical cross-linking. Ang pangunahing mekanismo nito ay ang pag-cross-link ng organosiloxane at polyethylene sa ilalim ng mga partikular na kondisyon, isang
at ang antas ng cross-linking sa pangkalahatan ay maaaring umabot sa humigit-kumulang 60%.
C. Irradiation cross-linking: Gumagamit ito ng mga high-energy ray tulad ng R-ray, alpha ray, at electron ray upang i-activate ang mga carbon atom sa polyethylene macromolecules at magdulot ng cross-linking. Ang mga high-energy ray na karaniwang ginagamit sa mga wire at cable ay mga electron ray na nalilikha ng mga electron accelerator. Dahil ang cross-linking na ito ay umaasa sa pisikal na enerhiya, ito ay kabilang sa physical cross-linking.
Ang tatlong magkakaibang pamamaraan ng crosslinking sa itaas ay may magkakaibang katangian at aplikasyon:
Kung ikukumpara sa thermoplastic polyethylene (PVC), ang XLPE insulation ay may mga sumusunod na bentahe:
A. Pinahusay nito ang resistensya sa heat deformation, pinahusay ang mga mekanikal na katangian sa mataas na temperatura, at pinahusay ang resistensya sa environmental stress cracking at heat aging.
B. Pinahusay nito ang katatagan ng kemikal at resistensya sa solvent, nabawasan ang daloy ng malamig, at halos napanatili ang orihinal na pagganap ng kuryente. Ang pangmatagalang temperatura ng pagtatrabaho ay maaaring umabot sa 125℃ at 150℃. Pinapabuti rin ng cross-linked polyethylene insulated wire at cable ang resistensya sa short-circuit, at ang panandaliang resistensya nito sa temperatura ay maaaring umabot sa 250℃, para sa mga wire at cable na may parehong kapal, mas malaki ang kapasidad ng cross-linked polyethylene na magdala ng kuryente.
C. Mayroon itong mahusay na mekanikal, hindi tinatablan ng tubig, at mga katangiang lumalaban sa radyasyon, kaya malawak itong ginagamit sa iba't ibang larangan. Tulad ng: mga panloob na kable ng koneksyon para sa mga kagamitang elektrikal, mga kable ng motor, mga kable ng ilaw, mga kable ng kontrol sa signal na mababa ang boltahe para sa mga sasakyan, mga kable ng lokomotibo, mga kable at kable para sa mga subway, mga kable ng pangangalaga sa kapaligiran para sa mga minahan, mga kable ng dagat, mga kable para sa paglalatag ng enerhiyang nukleyar, mga kable na may mataas na boltahe para sa TV, mga kable na may mataas na boltahe para sa pagpapaputok ng X-RAY, at mga kable at kable ng transmisyon ng kuryente, atbp.
Ang mga XLPE insulated wire at cable ay may malalaking bentahe, ngunit mayroon din silang ilang likas na disbentaha na naglilimita sa kanilang aplikasyon:
A. Mahinang pagganap ng pagdikit na lumalaban sa init. Kapag pinoproseso at ginagamit ang mga kable nang lampas sa kanilang rated na temperatura, madali para sa mga kable na dumikit sa isa't isa. Sa mga malalang kaso, maaari itong humantong sa pinsala sa insulasyon at mga short circuit.
B. Mahinang resistensya sa pagdadala ng init. Sa temperaturang higit sa 200℃, ang insulasyon ng mga kable ay nagiging lubhang malambot. Kapag napailalim sa panlabas na puwersang pinisil o nabangga, madali itong maging sanhi ng pagkaputol ng mga kable at pagkakaroon ng short circuit.
C. Mahirap kontrolin ang pagkakaiba ng kulay sa pagitan ng mga batch. Ang mga problema tulad ng mga gasgas, pagpaputi, at pagkalagas ng mga naka-print na karakter ay madaling mangyari habang pinoproseso.
D. Ang XLPE insulation na may temperature resistance grade na 150℃ ay ganap na walang halogen at kayang pumasa sa VW-1 combustion test alinsunod sa mga pamantayan ng UL1581, habang pinapanatili ang mahusay na mekanikal at elektrikal na mga katangian. Gayunpaman, mayroon pa ring ilang mga bottleneck sa teknolohiya ng pagmamanupaktura at mataas ang gastos.
3. Mga alambre at kable na gawa sa silicone rubber
Ang mga molekulang polimer ng silicone rubber ay mga istrukturang kadena na nabuo sa pamamagitan ng mga SI-O (silicon-oxygen) bond. Ang SI-O bond ay 443.5KJ/MOL, na mas mataas kaysa sa enerhiya ng CC bond (355KJ/MOL). Karamihan sa mga alambre at kable ng silicone rubber ay nalilikha sa pamamagitan ng malamig na extrusion at mga proseso ng bulkanisasyon na may mataas na temperatura. Sa iba't ibang mga alambre at kable ng sintetikong goma, dahil sa natatanging istrukturang molekular nito, ang silicone rubber ay may nakahihigit na pagganap kumpara sa iba pang ordinaryong goma.
A. Ito ay lubos na malambot, may mahusay na elastisidad, walang amoy at hindi nakalalason, at hindi natatakot sa mataas na temperatura at kayang tiisin ang matinding lamig. Ang saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo ay mula -90 hanggang 300℃. Ang silicone rubber ay may mas mahusay na resistensya sa init kaysa sa ordinaryong goma. Maaari itong gamitin nang tuluy-tuloy sa 200℃ at sa loob ng isang panahon sa 350℃.
B. Napakahusay na resistensya sa panahon. Kahit na matapos ang matagalang pagkakalantad sa mga sinag ng ultraviolet at iba pang mga kondisyon ng klima, ang mga pisikal na katangian nito ay sumailalim lamang sa maliliit na pagbabago.
C. Ang silicone rubber ay may napakataas na resistivity at ang resistensya nito ay nananatiling matatag sa malawak na hanay ng mga temperatura at frequency.
Samantala, ang silicone rubber ay may mahusay na resistensya sa high-voltage corona discharge at arc discharge. Ang mga silicone rubber insulated wire at cable ay may mga nabanggit na bentahe at malawakang ginagamit sa mga high-voltage device wire para sa mga telebisyon, high-temperature resistant wire para sa mga microwave oven, wire para sa mga induction cooker, wire para sa mga coffee pot, lead para sa mga lampara, UV equipment, halogen lamp, internal connection wire para sa mga oven at bentilador, lalo na sa larangan ng maliliit na appliances sa bahay.
Gayunpaman, ang ilan sa mga kakulangan nito ay naglilimita rin sa mas malawak na aplikasyon nito. Halimbawa:
A. Mahinang resistensya sa pagkapunit. Habang pinoproseso o ginagamit, madali itong masira dahil sa panlabas na puwersang pinipisil, kinakamot, at giniling, na maaaring magdulot ng short circuit. Ang kasalukuyang hakbang sa pagprotekta ay ang pagdaragdag ng isang patong ng glass fiber o high-temperature polyester fiber na tinirintas sa labas ng silicone insulation. Gayunpaman, habang pinoproseso, kinakailangan pa ring iwasan hangga't maaari ang mga pinsalang dulot ng panlabas na puwersang pinipisil.
B. Ang vulcanizing agent na kasalukuyang pangunahing ginagamit sa vulcanization molding ay double, two, four. Ang vulcanizing agent na ito ay naglalaman ng chlorine. Ang mga ganap na halogen-free vulcanizing agent (tulad ng platinum vulcanizing) ay may mahigpit na mga kinakailangan para sa temperatura ng kapaligiran sa produksyon at magastos. Samakatuwid, kapag pinoproseso ang mga wire harness, dapat tandaan ang mga sumusunod na punto: ang presyon ng pressure wheel ay hindi dapat masyadong mataas. Pinakamainam na gumamit ng materyal na goma upang maiwasan ang pagkabali sa panahon ng proseso ng produksyon, na maaaring humantong sa mahinang resistensya sa presyon.
4. Kawad na goma na may cross-linked na ethylene propylene diene monomer (EPDM) (XLEPDM)
Ang cross-linked ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber ay isang terpolymer ng ethylene, propylene at isang non-conjugated diene, na pinagsasama-sama sa pamamagitan ng kemikal o irradiation methods. Pinagsasama ng cross-linked EPDM rubber insulated wire ang mga bentahe ng parehong polyolefin insulated wire at ordinaryong rubber insulated wire:
A. Malambot, nababaluktot, nababanat, hindi dumidikit sa mataas na temperatura, lumalaban sa pangmatagalang pagtanda, at lumalaban sa malupit na kondisyon ng panahon (-60 hanggang 125℃).
B. Paglaban sa ozone, paglaban sa UV, paglaban sa electrical insulation, at paglaban sa kemikal na kalawang.
C. Ang resistensya sa langis at solvent ay maihahambing sa pangkalahatang gamit na chloroprene rubber insulation. Pinoproseso ito ng ordinaryong hot extrusion equipment at ginagamit ang irradiation cross-linking, na madaling iproseso at mababa ang gastos. Ang mga cross-linked ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber insulated wire ay may mga nabanggit na maraming bentahe at malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng mga refrigeration compressor lead, waterproof motor lead, transformer lead, mobile cable sa mga minahan, pagbabarena, mga sasakyan, mga medikal na aparato, mga barko, at pangkalahatang panloob na mga kable ng mga electrical appliances.
Ang mga pangunahing kawalan ng mga wire na XLEPDM ay:
A. Tulad ng mga alambreng XLPE at PVC, medyo mahina ang resistensya nito sa pagkapunit.
B. Ang mahinang pagdikit at pagdikit sa sarili ay nakakaapekto sa kasunod na kakayahang maproseso.
5. Mga kable at alambreng fluoroplastik
Kung ikukumpara sa mga karaniwang polyethylene at polyvinyl chloride cable, ang mga fluoroplastic cable ay may mga sumusunod na kilalang katangian:
A. Ang mga fluoroplastic na lumalaban sa mataas na temperatura ay may pambihirang thermal stability, na nagbibigay-daan sa mga fluoroplastic cable na umangkop sa mga kapaligirang may mataas na temperatura mula 150 hanggang 250 degrees Celsius. Sa ilalim ng kondisyon ng mga konduktor na may parehong cross-sectional area, ang mga fluoroplastic cable ay maaaring magpadala ng mas malaking pinapayagang kuryente, sa gayon ay lubos na nagpapalawak sa saklaw ng aplikasyon ng ganitong uri ng insulated wire. Dahil sa natatanging katangiang ito, ang mga fluoroplastic cable ay kadalasang ginagamit para sa mga panloob na kable at mga lead wire sa mga sasakyang panghimpapawid, barko, mga high-temperature furnace, at mga elektronikong kagamitan.
B. Mahusay na resistensya sa apoy: Ang mga fluoroplastic ay may mataas na oxygen index, at kapag nasusunog, maliit ang saklaw ng pagkalat ng apoy, kaya mas kaunting usok ang nabubuo. Ang alambreng gawa mula rito ay angkop para sa mga kagamitan at lugar na may mahigpit na mga kinakailangan para sa resistensya sa apoy. Halimbawa: mga network ng computer, mga subway, mga sasakyan, matataas na gusali at iba pang pampublikong lugar, atbp. Kapag sumiklab ang sunog, maaaring magkaroon ng oras ang mga tao upang lumikas nang hindi natutumba ng makapal na usok, kaya nagkakaroon ng mahalagang oras sa pagsagip.
C. Napakahusay na pagganap sa kuryente: Kung ikukumpara sa polyethylene, ang mga fluoroplastic ay may mas mababang dielectric constant. Samakatuwid, kung ikukumpara sa mga coaxial cable na may katulad na istruktura, ang mga fluoroplastic cable ay may mas kaunting attenuation at mas angkop para sa high-frequency signal transmission. Sa kasalukuyan, ang pagtaas ng dalas ng paggamit ng cable ay naging isang trend. Samantala, dahil sa mataas na temperaturang resistensya ng mga fluoroplastic, karaniwang ginagamit ang mga ito bilang panloob na mga kable para sa mga kagamitan sa transmisyon at komunikasyon, mga jumper sa pagitan ng mga wireless transmission feeder at transmitter, at mga video at audio cable. Bukod pa rito, ang mga fluoroplastic cable ay may mahusay na dielectric strength at insulation resistance, kaya angkop ang mga ito para gamitin bilang mga control cable para sa mahahalagang instrumento at metro.
D. Perpektong mekanikal at kemikal na katangian: Ang mga fluoroplastic ay may mataas na enerhiya ng kemikal na bono, mataas na estabilidad, halos hindi naaapektuhan ng mga pagbabago sa temperatura, at nagtataglay ng mahusay na resistensya sa pagtanda at mekanikal na lakas. At hindi ito apektado ng iba't ibang asido, alkali, at organikong solvent. Samakatuwid, angkop ito para sa mga kapaligirang may malaking pagbabago sa klima at mga kondisyong kinakaing unti-unti, tulad ng mga petrokemikal, pagpino ng langis, at pagkontrol ng instrumento sa balon ng langis.
E. Pinapadali ang mga koneksyon sa hinang Sa mga elektronikong instrumento, maraming koneksyon ang ginagawa sa pamamagitan ng hinang. Dahil sa mababang melting point ng mga pangkalahatang plastik, madali itong matunaw sa mataas na temperatura, na nangangailangan ng mahusay na kasanayan sa hinang. Bukod dito, ang ilang mga weld point ay nangangailangan ng isang tiyak na tagal ng oras ng hinang, na siya ring dahilan kung bakit sikat ang mga fluoroplastic cable. Tulad ng mga panloob na kable ng kagamitan sa komunikasyon at mga elektronikong instrumento.
Siyempre, ang mga fluoroplastic ay mayroon pa ring ilang mga disbentaha na naglilimita sa kanilang paggamit:
A. Mataas ang presyo ng mga hilaw na materyales. Sa kasalukuyan, ang lokal na produksyon ay pangunahing umaasa pa rin sa mga inaangkat na produkto (Daikin ng Japan at DuPont ng Estados Unidos). Bagama't mabilis na umunlad ang mga lokal na fluoroplastic nitong mga nakaraang taon, iisa pa rin ang mga uri ng produksyon. Kung ikukumpara sa mga inaangkat na materyales, mayroon pa ring ilang pagkakaiba sa thermal stability at iba pang komprehensibong katangian ng mga materyales.
B. Kung ikukumpara sa ibang mga materyales na pang-insulate, ang proseso ng produksyon ay mas mahirap, mababa ang kahusayan ng produksyon, ang mga naka-print na karakter ay madaling mahulog, at malaki ang pagkalugi, na nagpapababa ng gastos sa produksyon.
Bilang konklusyon, ang paggamit ng lahat ng nabanggit na uri ng mga materyales sa insulasyon, lalo na ang mga materyales sa espesyal na insulasyon na may mataas na temperatura na may resistensya sa temperatura na higit sa 105℃, ay nasa panahon pa rin ng transisyon sa Tsina. Maging ito man ay produksyon ng alambre o pagproseso ng wire harness, hindi lamang mayroong isang ganap na proseso, kundi pati na rin isang proseso ng makatwirang pag-unawa sa mga kalamangan at kahinaan ng ganitong uri ng alambre.
Oras ng pag-post: Mayo-27-2025