1. Уводзіны
ЭВА — гэта скарачэнне ад сапалімера этыленвінілацэтату, поліалефінавай групы палімераў. Дзякуючы нізкай тэмпературы плаўлення, добрай цякучасці, палярнасці і адсутнасці галагенаў, ён сумяшчальны з рознымі палімерамі і мінеральнымі парашкамі, мае шэраг механічных і фізічных уласцівасцей, электрычныя ўласцівасці і збалансаваную тэхналагічную прадукцыйнасць, а таксама невысокую цану, што дазваляе забяспечыць дастатковую прапанову на рынку, таму можа выкарыстоўвацца як ізаляцыйны матэрыял для кабеляў, а таксама ў якасці напаўняльніка, матэрыялу для абалонкі; можа быць выраблены з тэрмапластычнага матэрыялу і можа быць выраблены з тэрмарэактыўных зшытых матэрыялаў.
ЭВА мае шырокі спектр прымянення, з дапамогай вогнеахоўных рэчываў можа быць ператворана ў нізкадымны безгалогенавы або галагенавы паліўны бар'ер; выбіраючы ЭВА з высокім утрыманнем VA ў якасці асноўнага матэрыялу, можна таксама зрабіць матэрыял, устойлівы да алею; выбіраючы ЭВА з умераным індэксам плаўлення, дадайце ў 2-3 разы больш вогнеахоўных рэчываў ЭВА, што можа палепшыць прадукцыйнасць працэсу экструзіі і кошт больш збалансаванага кіслароднага бар'ернага (напаўняльнага) матэрыялу.
У гэтай працы разглядаюцца структурныя ўласцівасці ЭВА, яго прымяненне ў кабельнай прамысловасці і перспектывы развіцця.
2. Структурныя ўласцівасці
Пры сінтэзе змяненне суадносін ступені палімерызацыі n/m можа прывесці да павелічэння ўтрымання VA ад 5 да 90% EVA; павелічэнне агульнай ступені палімерызацыі можа прывесці да малекулярнай масы ад дзясяткаў тысяч да соцень тысяч EVA; утрыманне VA ніжэй за 40% з-за частковай крышталізацыі і нізкай эластычнасці звычайна называецца EVA-пластыкам; калі ўтрыманне VA больш за 40%, гумападобны эластамер без крышталізацый звычайна называецца EVM-каўчукам.
1. 2 Уласцівасці
Малекулярны ланцуг EVA мае лінейную насычаную структуру, таму ён мае добрую ўстойлівасць да нагрэву, надвор'я і азону.
Асноўны ланцуг малекулы EVA не ўтрымлівае падвойных сувязяў, бензольнага кольца, ацылу, амінагруп і іншых груп, якія лёгка дымяцца пры гарэнні, бакавыя ланцугі таксама не ўтрымліваюць лёгка дымных пры гарэнні метыльных, фенільных, цыянагруп і іншых груп. Акрамя таго, сама малекула не ўтрымлівае галагенавых элементаў, таму яна асабліва падыходзіць для нізкадымнай рэзістыўнай паліва без галагенаў.
Вялікі памер вінілацэтатнай (ВА) групы ў бакавым ланцугу ЭВА і яе сярэдняя палярнасць азначаюць, што яна як стрымлівае тэндэнцыю вінілавага асновы да крышталізацыі, так і добра злучаецца з мінеральнымі напаўняльнікамі, што стварае ўмовы для высокапрадукцыйных бар'ерных паліў. Гэта асабліва актуальна для нізкадымных і безгалогенавых рэзістаў, паколькі для задавальнення патрабаванняў стандартаў для кабеляў адносна вогнеўстойлівасці неабходна дадаваць антыпірэны з утрыманнем больш за 50% аб'ёму [напрыклад, Al(OH)3, Mg(OH)2 і г.д.]. ЭВА з сярэднім або высокім утрыманнем ВА выкарыстоўваецца ў якасці асновы для атрымання нізкадымных і безгалогенавых вогнеўстойлівых паліў з выдатнымі ўласцівасцямі.
Паколькі вінілацэтатная група (ВА) бакавога ланцуга ЭВА палярная, чым вышэй утрыманне ВА, тым больш палярны палімер і тым лепшая ўстойлівасць да ўздзеяння алею. Устойлівасць да ўздзеяння алею, якая патрабуецца ў кабельнай прамысловасці, у асноўным адносіцца да здольнасці супрацьстаяць непалярным або слабапалярным мінеральным алеям. Згодна з прынцыпам падобнай сумяшчальнасці, ЭВА з высокім утрыманнем ВА выкарыстоўваецца ў якасці асноўнага матэрыялу для стварэння паліўнага бар'ера з нізкім узроўнем дыму і без галагенаў з добрай устойлівасцю да ўздзеяння алею.
Малекулы EVA ў альфа-алефінавых атамах H прадукцыйнасць больш актыўная, у перакісных радыкалах або высокаэнергетычным электронным выпраменьванні лёгка ўтвараюць H-зшыўку, становячыся зшытым пластыкам або гумай, і могуць быць выраблены з патрабаваннямі да прадукцыйнасці спецыяльных правадоў і кабеляў.
Даданне вінілацэтатнай групы прыводзіць да значнага зніжэння тэмпературы плаўлення ЭВА, а колькасць кароткіх бакавых ланцугоў ВА можа павялічыць цякучасць ЭВА. Такім чынам, яго экструзійныя характарыстыкі значна лепшыя, чым малекулярная структура падобнага поліэтылену, што робіць яго пераважным базавым матэрыялам для паўправадніковых экрануючых матэрыялаў і галагенавых і безгалогенавых паліўных бар'ераў.
2 Перавагі прадукту
2. 1 Надзвычай высокая эканамічнасць
Фізічныя і механічныя ўласцівасці EVA, у тым ліку цеплаўстойлівасць, устойлівасць да атмасферных уздзеянняў, азону і электрычныя ўласцівасці вельмі добрыя. Выберыце адпаведны клас, каб зрабіць яго цеплаўстойлівым і вогнеўстойлівым, а таксама алейным і растваральнікаўстойлівым спецыяльным кабельным матэрыялам.
Тэрмапластычны матэрыял EVA часцей за ўсё выкарыстоўваецца з утрыманнем VA ад 15% да 46%, з індэксам расплаву ад 0,5 да 4 класаў. EVA мае шмат вытворцаў, шмат брэндаў, шырокі выбар варыянтаў, умераныя цэны, дастатковую прапанову, карыстальнікам трэба толькі адкрыць раздзел EVA на сайце, брэнд, характарыстыкі, цана, месца дастаўкі з першага погляду, вы можаце выбраць, вельмі зручна.
ЭВА — гэта поліалефінавы палімер, мяккасць якога і выкарыстанне параўнальныя, а поліэтылен (ПЭ) і мяккі полівінілхларыд (ПВХ) кабельныя матэрыялы падобныя. Але пры далейшым даследаванні вы знойдзеце ЭВА і вышэйзгаданыя два тыпы матэрыялаў, якія маюць незаменную перавагу.
2. 2 выдатная прадукцыйнасць апрацоўкі
ЭВА (этанавініла ...гэтапна з нізкай глейкасцю расплаву і добрай цякучасцю. Па гэтай прычыне ЭВА з'яўляецца пераважным выбарам.
Глейкасць расплаву EVA ў залежнасці ад тэмпературы экструзійнай апрацоўкі і хуткасці зруху павялічваецца і хутка змяншаецца. Карыстальніку трэба толькі рэгуляваць тэмпературу экструдара і хуткасць шнека, каб дасягнуць выдатных характарыстык дроту і кабеляў. Вялікая колькасць айчынных і замежных прымяненняў паказвае, што для высоканапоўненых матэрыялаў з нізкім дымленнем і без галагенаў, з-за занадта вялікай глейкасці індэкс плаўлення занадта малы, таму для забеспячэння добрай якасці экструзіі выкарыстоўваецца толькі шнекавая экструзія з нізкім каэфіцыентам сціску (каэфіцыент сціску менш за 1,3). Матэрыялы на аснове каўчуку з вулканізацыйнымі агентамі можна экструдаваць як на гумовых экстрударах, так і на экстрударах агульнага прызначэння. Наступны працэс вулканізацыі (зшывання) можа ажыццяўляцца альбо тэрмахімічным (перакісным) зшываннем, альбо зшываннем з дапамогай апрамянення электронным паскаральнікам.
2. 3 Лёгка мадыфікаваць і адаптаваць
Правады і кабелі паўсюль, ад неба да зямлі, ад гор да мора. Патрабаванні карыстальнікаў да правадоў і кабеляў таксама розныя і незвычайныя, хоць структура правадоў і кабеляў падобная, іх характарыстыкі ў асноўным адлюстроўваюцца ў матэрыялах ізаляцыі і абалонкі.
Да гэтага часу, як у краіне, так і за мяжой, мяккі ПВХ усё яшчэ складае пераважную большасць палімерных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў кабельнай прамысловасці. Аднак з ростам дасведчанасці аб ахове навакольнага асяроддзя і ўстойлівым развіцці.
Выкарыстанне ПВХ-матэрыялаў значна абмежавана, навукоўцы робяць усё магчымае, каб знайсці альтэрнатыўныя матэрыялы для ПВХ, найбольш перспектыўным з якіх з'яўляецца ЭВА.
ЭВА можа змешвацца з рознымі палімерамі, а таксама з рознымі мінеральнымі парашкамі і сумяшчальнымі тэхналагічнымі дапаможнымі рэчывамі. Змяшаныя прадукты можна ператвараць у тэрмапластычны пластык для пластыкавых кабеляў, а таксама ў зшытую гуму для гумовых кабеляў. Распрацоўшчыкі рэцэптур могуць абапірацца на патрабаванні карыстальніка (або стандарту), выкарыстоўваючы ЭВА ў якасці асноўнага матэрыялу, каб забяспечыць адпаведныя характарыстыкі матэрыялу.
3 Дыяпазон прымянення ЭВА
3. 1 Выкарыстоўваецца ў якасці паўправадніковага экрануючага матэрыялу для высакавольтных сілавых кабеляў
Як вядома, асноўным матэрыялам экрануючага матэрыялу з'яўляецца праводзячая сажа. Даданне вялікай колькасці сажы ў пластыкавы або гумовы матэрыял сур'ёзна пагоршыць цякучасць экрануючага матэрыялу і гладкасць экструзіі. Каб прадухіліць частковыя разрады ў высакавольтных кабелях, унутраны і знешні экраны павінны быць тонкімі, бліскучымі, яркімі і аднастайнымі. У параўнанні з іншымі палімерамі, ЭВА можа зрабіць гэта лягчэй. Прычына гэтага ў тым, што ЭВА асабліва добра праходзіць экструзію, мае добрую цякучасць і не схільная да разрыву расплаву. Экрануючы матэрыял падзяляецца на дзве катэгорыі: звонку абгорнуты правадніком, які называецца ўнутраным экранам, — з унутраным матэрыялам экрана; звонку абгорнуты ізаляцыяй, якая называецца вонкавым экранам, — з вонкавым матэрыялам экрана; матэрыял унутранага экрана ў асноўным тэрмапластычны. Матэрыял унутранага экрана ў асноўным тэрмапластычны і часта вырабляецца на аснове ЭВА з утрыманнем VA ад 18% да 28%; матэрыял вонкавага экрана ў асноўным зшыты і адслойваецца, часта вырабляецца на аснове ЭВА з утрыманнем VA ад 40% да 46%.
3. 2 Тэрмапластычныя і зшытыя вогнеахоўныя паліва
Тэрмапластычны вогнеахоўны поліалефін шырока выкарыстоўваецца ў кабельнай прамысловасці, галоўным чынам для марскіх кабеляў з галагенамі або без галагенаў, сілавых кабеляў і высакаякасных будаўнічых ліній. Іх доўгатэрміновыя эксплуатацыйныя тэмпературы вагаюцца ад 70 да 90 °C.
Для сілавых кабеляў сярэдняга і высокага напружання напружаннем 10 кВ і вышэй, да якіх прад'яўляюцца вельмі высокія патрабаванні да электрычных характарыстык, вогнеахоўныя ўласцівасці ў асноўным забяспечваюцца вонкавай абалонкай. У некаторых экалагічна цяжкіх будынках або праектах кабелі павінны мець нізкадымныя, адсутнасць галагенаў, нізкую таксічнасць або нізкадымныя і нізкагалагенныя ўласцівасці, таму тэрмапластычныя вогнеахоўныя поліалефіны з'яўляюцца жыццяздольным рашэннем.
Для некаторых спецыяльных мэтаў вонкавы дыяметр невялікі, тэмпературная ўстойлівасць паміж спецыяльным кабелем, больш зшытым вогнеахоўным поліалефінавым матэрыялам, яго зшыванне можа быць абранае вытворцам кабеля ў залежнасці ад яго ўласных вытворчых умоў, як традыцыйным высокім ціскам парай або высокатэмпературнай саляной ваннай, так і даступным спосабам зшывання з дапамогай паскаральніка электронаў пры пакаёвай тэмпературы. Яго доўгатэрміновая рабочая тэмпература падзелена на тры файлы 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃, вытворчае прадпрыемства можа быць выраблена ў адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі карыстальнікаў або стандартамі, безгалогенавымі або галагензмяшчальнымі паліўнымі бар'ерамі.
Добра вядома, што поліалефіны — гэта непалярныя або слабапалярныя палярныя палімеры. Паколькі яны па палярнасці падобныя да мінеральнага алею, поліалефіны ў асноўным лічацца менш устойлівымі да ўздзеяння алею ў адпаведнасці з прынцыпам падобнай сумяшчальнасці. Аднак многія стандарты на кабелі ў краіне і за мяжой таксама прадугледжваюць, што зшытыя рэзістары павінны мець добрую ўстойлівасць да алеяў, растваральнікаў і нават да нафтавых суспензій, кіслот і шчолачаў. Гэта праблема для даследчыкаў матэрыялаў, і цяпер, як у Кітаі, так і за мяжой, гэтыя патрабавальныя матэрыялы былі распрацаваны, а іх асновай з'яўляецца ЭВА.
3. 3 Матэрыял для абароны ад кіслароду
Шматжыльныя шматжыльныя кабелі маюць шмат пустэч паміж жыламі, якія неабходна запоўніць, каб забяспечыць круглявы выгляд кабеля, калі запаўненне ўнутры вонкавай абалонкі зроблена з безгалагенавага паліваабарончага пласта. Гэты запаўняльны пласт дзейнічае як полымяабарона (кіслародны бар'ер), калі кабель гарыць, і таму ў прамысловасці вядомы як «кіслародны бар'ер».
Асноўныя патрабаванні да матэрыялу, які абараняе ад кіслароду: добрыя экструзійныя ўласцівасці, добрая вогнеўстойлівасць без галагенаў (кіслародны індэкс звычайна вышэй за 40) і нізкі кошт.
Гэты кіслародны бар'ер шырока выкарыстоўваецца ў кабельнай прамысловасці больш за дзесяць гадоў і прывёў да значных паляпшэнняў вогнеўстойлівасці кабеляў. Кіслародны бар'ер можа выкарыстоўвацца як для безгалогенавых вогнеўстойлівых кабеляў, так і для безгалогенавых вогнеўстойлівых кабеляў (напрыклад, ПВХ). Вялікая колькасць практыкі паказала, што кабелі з кіслародным бар'ерам часцей вытрымліваюць выпрабаванні на адзінкавае вертыкальнае гарэнне і гарэнне пучка.
З пункту гледжання рэцэптуры матэрыялу, гэты кіслародны бар'ерны матэрыял фактычна з'яўляецца «звышвысокім напаўняльнікам», бо для дасягнення нізкай кошту неабходна выкарыстоўваць высокі напаўняльнік, для дасягнення высокага кіслароднага індэкса таксама неабходна дадаць вялікую долю (у 2-3 разы) Mg(OH)2 або Al(OH)3, а для добрай экструзіі неабходна выбраць EVA у якасці асноўнага матэрыялу.
3. 4 Мадыфікаваны матэрыял абалонкі з ПЭ
Паліэтыленавыя абалонкі схільныя да двух праблем: па-першае, яны схільныя да пашкоджання расплаву (напрыклад, да «акульей скуры») падчас экструзіі; па-другое, яны схільныя да расколін пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя пад напружаннем. Найпрасцейшым рашэннем з'яўляецца даданне пэўнай долі ЭВА ў рэцэптуру. Калі ЭВА выкарыстоўваецца ў якасці мадыфікаванага матэрыялу, у асноўным з нізкім утрыманнем VA, яго індэкс расплаву складае ад 1 да 2.
4. Перспектывы развіцця
(1) ЭВА шырока выкарыстоўваецца ў кабельнай прамысловасці, штогадовы аб'ём паступова і стабільна расце. Асабліва ў апошняе дзесяцігоддзе, з-за важнасці аховы навакольнага асяроддзя, ЭВА хутка развіваецца ўстойлівасцю да паліва і часткова замяняе кабельныя матэрыялы на аснове ПВХ. Яго выдатныя эканамічныя характарыстыкі і выдатныя характарыстыкі экструзіі цяжка замяніць іншымі матэрыяламі.
(2) Штогадовае спажыванне смалы EVA ў кабельнай прамысловасці складае каля 100 000 тон, таму выбар гатункаў смалы EVA вар'іруецца ад нізкага да высокага ўтрымання VA. Памер грануляцыі кабельнага матэрыялу невялікі, і штогод кожнае прадпрыемства выпускае толькі тысячы тон смалы EVA, таму гігантская галіна EVA не прыцягвае ўвагі. Напрыклад, у асноўным выбіраюць безгалогенавы вогнеахоўны матэрыял з суадносінамі VA/MI = 28/2 ~ 3 (напрыклад, амерыканская EVA 265# DuPont). Пакуль што айчынныя вытворцы не вырабляюць і не пастаўляюць EVA такога класа. Не кажучы ўжо пра ўтрыманне VA вышэй за 28 і індэкс плаўлення менш за 3 у параўнанні з іншымі вытворцамі і пастаўшчыкамі смалы EVA.
(3) Замежныя кампаніі вырабляюць ЭВА з-за адсутнасці канкурэнтаў у краіне, а кошты на яго доўгі час былі высокімі, што сур'ёзна стрымлівала энтузіязм айчынных вытворцаў кабеляў. Больш за 50% утрымання VA ў каўчукавай смале тыпу EVM дамінуюць замежныя кампаніі, і кошт у 2-3 разы падобны на ўтрыманне VA маркі. Такія высокія цэны, у сваю чаргу, таксама ўплываюць на колькасць гэтага каўчукавай смалы тыпу EVM, таму кабельная прамысловасць заклікае айчынных вытворцаў ЭВА павялічыць тэмпы айчыннай вытворчасці ЭВА. У галіны шырока выкарыстоўваецца смала ЭВА.
(4) Абапіраючыся на тэндэнцыі аховы навакольнага асяроддзя ў эпоху глабалізацыі, кабельная прамысловасць лічыць ЭВА найлепшым базавым матэрыялам для экалагічна чыстай паліўнай стойкасці. Выкарыстанне ЭВА расце на 15% у год, і перспектывы вельмі перспектыўныя. Аб'ём і тэмпы росту вытворчасці экрануючых матэрыялаў і сілавых кабеляў сярэдняга і высокага напружання складаюць каля 8%-10%; поліалефінавыя стойкасці хутка растуць, у апошнія гады заставаліся на ўзроўні 15%-20%, і ў бліжэйшыя 5-10 гадоў гэтыя тэмпы росту таксама могуць захавацца.
Час публікацыі: 31 ліпеня 2022 г.