La guaina esterna del cavo (nota anche come guaina di protezione) è lo strato più esterno di un cavo, cavo ottico o filo, e rappresenta la barriera più importante per proteggere la struttura interna del cavo, difendendolo da calore, freddo, umidità, raggi ultravioletti, ozono, agenti chimici e danni meccanici durante e dopo l'installazione. La guaina esterna non sostituisce il rinforzo interno del cavo, ma può fornire un livello di protezione limitato piuttosto elevato. Inoltre, la guaina può anche fissare la forma e la struttura del conduttore a trefoli, nonché lo strato di schermatura (se presente), minimizzando così le interferenze con la compatibilità elettromagnetica (EMC) del cavo. Questo è importante per garantire una trasmissione costante di energia, segnale o dati all'interno del cavo o del filo. La guaina esterna svolge anche un ruolo importante nella durata dei cavi ottici e dei fili.
Esistono molti tipi di materiali per la guaina dei cavi; i materiali comunemente utilizzati per la guaina dei cavi sono:polietilene reticolato (XLPE), politetrafluoroetilene (PTFE), etilene propilene fluorurato (FEP), resina perfluoroalcossilica (PFA), poliuretano (PUR),polietilene (PE), elastomero termoplastico (TPE) ecloruro di polivinile (PVC)Ognuno di essi presenta caratteristiche prestazionali diverse.
La scelta delle materie prime per la guaina dei cavi deve innanzitutto tenere conto dell'adattabilità all'ambiente e della compatibilità con i connettori. Ad esempio, ambienti estremamente freddi potrebbero richiedere una guaina che mantenga la flessibilità anche a temperature molto basse. La scelta del materiale di guaina più adatto è fondamentale per determinare il cavo ottico più idoneo a ciascuna applicazione. Pertanto, è importante comprendere esattamente a quale scopo il cavo o il filo ottico deve essere destinato e quali requisiti deve soddisfare.
Cloruro di polivinile (PVC)È un materiale comunemente utilizzato per la guaina dei cavi. È costituito da una resina a base di cloruro di polivinile, con l'aggiunta di stabilizzanti, plastificanti, cariche inorganiche come il carbonato di calcio, additivi e lubrificanti, ecc., mediante miscelazione, impastamento ed estrusione. Possiede buone proprietà fisiche, meccaniche ed elettriche, oltre a una buona resistenza agli agenti atmosferici e alla stabilità chimica. Le sue prestazioni possono essere ulteriormente migliorate con l'aggiunta di diversi additivi, come ritardanti di fiamma, agenti termoresistenti e così via.
Il metodo di produzione della guaina per cavi in PVC consiste nell'aggiungere particelle di PVC all'estrusore ed estruderle ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare per cavi.
I vantaggi della guaina in PVC per cavi risiedono nel basso costo, nella facilità di lavorazione e installazione e nell'ampia gamma di applicazioni. Viene spesso utilizzata per cavi a bassa tensione, cavi di comunicazione, cavi per l'edilizia e altri settori. Tuttavia, la resistenza alle alte temperature, al freddo e ai raggi UV è relativamente scarsa, inoltre il PVC può contenere sostanze nocive per l'ambiente e per la salute umana, e presenta diverse problematiche se impiegato in ambienti particolari. Con la crescente consapevolezza ambientale e il miglioramento dei requisiti prestazionali dei materiali, sono stati imposti standard più elevati per il PVC. Pertanto, in alcuni settori specifici, come quello aeronautico, aerospaziale, nucleare e altri, l'utilizzo della guaina in PVC per cavi è soggetto a particolare cautela.
Polietilene (PE)Il polietilene (PE) è un materiale comunemente utilizzato per le guaine dei cavi. Possiede buone proprietà meccaniche e stabilità chimica, oltre a una buona resistenza al calore, al freddo e agli agenti atmosferici. Le guaine in PE possono essere migliorate aggiungendo additivi come antiossidanti, assorbitori di raggi UV, ecc.
Il metodo di produzione della guaina per cavi in PE è simile a quello del PVC: le particelle di PE vengono aggiunte all'estrusore e il materiale viene estruso ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare per cavi.
La guaina per cavi in PE presenta i vantaggi di una buona resistenza all'invecchiamento ambientale e ai raggi UV, pur avendo un prezzo relativamente basso, ed è ampiamente utilizzata in cavi ottici, cavi a bassa tensione, cavi di comunicazione, cavi per miniere e altri settori. Il polietilene reticolato (XLPE) è un materiale per guaine di cavi con elevate proprietà elettriche e meccaniche. Viene prodotto mediante reticolazione di materiali di polietilene ad alte temperature. La reazione di reticolazione permette al materiale di polietilene di formare una struttura reticolare tridimensionale, che gli conferisce elevata resistenza meccanica e termica. La guaina per cavi in XLPE è ampiamente utilizzata nel settore dei cavi ad alta tensione, come linee di trasmissione, sottostazioni, ecc. Possiede eccellenti proprietà elettriche, resistenza meccanica e stabilità chimica, oltre a un'ottima resistenza al calore e agli agenti atmosferici.
Poliuretano (PUR)Si riferisce a un gruppo di materie plastiche sviluppate alla fine degli anni '30. Viene prodotto mediante un processo chimico chiamato polimerizzazione per addizione. La materia prima è solitamente il petrolio, ma nella sua produzione possono essere utilizzati anche materiali vegetali come patate, mais o barbabietole da zucchero. Il PUR è un materiale comunemente utilizzato per la guaina dei cavi. È un materiale elastomerico con eccellente resistenza all'usura, all'invecchiamento, agli oli, agli acidi e agli alcali, oltre a possedere buone proprietà meccaniche e di recupero elastico. La guaina per cavi in PUR può essere migliorata aggiungendo diversi additivi, come ritardanti di fiamma, agenti resistenti alle alte temperature, ecc.
Il metodo di produzione della guaina per cavi in PUR consiste nell'aggiungere particelle di PUR a un estrusore ed estruderle ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare per cavi. Il poliuretano possiede proprietà meccaniche particolarmente buone.
Il materiale presenta un'eccellente resistenza all'usura, al taglio e allo strappo, e rimane altamente flessibile anche a basse temperature. Ciò rende il PUR particolarmente adatto ad applicazioni che richiedono movimenti dinamici e flessioni, come ad esempio le catene di traino. Nelle applicazioni robotiche, i cavi con guaina in PUR possono sopportare milioni di cicli di flessione o forti forze torsionali senza problemi. Il PUR è inoltre altamente resistente a oli, solventi e radiazioni ultraviolette. A seconda della composizione del materiale, è anche privo di alogeni e ignifugo, caratteristiche importanti per i cavi certificati UL e utilizzati negli Stati Uniti. I cavi in PUR sono comunemente impiegati nella costruzione di macchinari e impianti, nell'automazione industriale e nell'industria automobilistica.
Sebbene la guaina per cavi in PUR possieda buone proprietà fisiche, meccaniche e chimiche, il suo prezzo è relativamente elevato e non è adatta a esigenze di produzione di massa a basso costo.
Elastomero termoplastico di poliuretano (TPU)È un materiale comunemente utilizzato per la guaina dei cavi. A differenza dell'elastomero poliuretanico (PUR), il TPU è un materiale termoplastico con buona lavorabilità e plasticità.
La guaina del cavo in TPU offre una buona resistenza all'usura, agli oli, agli acidi, agli alcali e agli agenti atmosferici, oltre a una buona resistenza meccanica e capacità di recupero elastico, che le consentono di adattarsi a movimenti meccanici complessi e ad ambienti vibranti.
La guaina in TPU per cavi viene realizzata aggiungendo particelle di TPU a un estrusore ed estrudendole ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare per cavi.
La guaina in TPU per cavi è ampiamente utilizzata nell'automazione industriale, nelle macchine utensili, nei sistemi di controllo del movimento, nella robotica e in altri settori, così come nell'industria automobilistica, navale e in altri ambiti. Possiede una buona resistenza all'usura e un'ottima capacità di recupero elastico, proteggendo efficacemente i cavi e offrendo un'eccellente resistenza alle alte e basse temperature.
Rispetto al PUR, la guaina per cavi in TPU presenta il vantaggio di una buona lavorabilità e plasticità, che le consentono di adattarsi a un maggior numero di dimensioni e forme di cavo. Tuttavia, il prezzo della guaina in TPU è relativamente elevato e non la rende adatta a produzioni di massa a basso costo.
Gomma siliconica (PU)Il poliuretano (PU) è un materiale comunemente utilizzato per la guaina dei cavi. Si tratta di un polimero organico, la cui catena principale è composta da atomi di silicio e ossigeno alternati, dove l'atomo di silicio è solitamente legato a due gruppi organici. La gomma siliconica comune è composta principalmente da catene di silicone contenenti gruppi metilici e una piccola quantità di gruppi vinilici. L'introduzione di gruppi fenilici può migliorare la resistenza alle alte e basse temperature della gomma siliconica, mentre l'introduzione di gruppi trifluoropropilici e cianuro può migliorarne la resistenza al calore e agli oli. Il PU presenta una buona resistenza alle alte temperature, al freddo e all'ossidazione, oltre a buone proprietà di morbidezza e recupero elastico. Le prestazioni della guaina per cavi in gomma siliconica possono essere migliorate aggiungendo diversi additivi, come agenti antiusura, agenti oleorepellenti, ecc.
Il metodo di produzione delle guaine per cavi in gomma siliconica consiste nell'introdurre la miscela di gomma siliconica nell'estrusore ed estruderla ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare. Le guaine per cavi in gomma siliconica sono ampiamente utilizzate in applicazioni che richiedono resistenza ad alte temperature, alte pressioni e agenti atmosferici, come ad esempio nei settori aerospaziale, delle centrali nucleari, petrolchimico, militare e altri.
Presenta una buona resistenza alle alte temperature e all'ossidazione, può funzionare stabilmente in ambienti ad alta temperatura, alta pressione e forte corrosione, ma possiede anche una buona resistenza meccanica e capacità di recupero elastico, adattandosi a movimenti meccanici complessi e ambienti vibratori.
Rispetto ad altri materiali per la guaina dei cavi, la guaina in gomma siliconica offre una maggiore resistenza alle alte temperature e all'ossidazione, oltre a una buona morbidezza e capacità di recupero elastico, risultando adatta ad ambienti di lavoro più complessi. Tuttavia, il prezzo della guaina in gomma siliconica è relativamente elevato, il che la rende inadatta a esigenze di produzione di massa a basso costo.
Politetrafluoroetilene (PTFE)Il politetrafluoroetilene (PTFE) è un materiale comunemente utilizzato per la guaina dei cavi. Si tratta di un polimero con eccellente resistenza alla corrosione, alle alte temperature e agli agenti chimici, in grado di operare stabilmente in ambienti estremamente caldi, ad alta pressione e fortemente corrosivi. Inoltre, le plastiche fluorurate presentano anche buone proprietà ignifughe e resistenza all'usura.
Il metodo di produzione della guaina per cavi in plastica fluorurata consiste nell'aggiungere particelle di plastica fluorurata all'estrusore e nell'estruderle ad alta temperatura e pressione per formare una guaina tubolare per cavi.
La guaina in plastica fluorurata per cavi è ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, delle centrali nucleari, petrolchimico e in altri campi ad alta tecnologia, nonché nei semiconduttori, nelle comunicazioni ottiche e in altri settori. Possiede un'eccellente resistenza alla corrosione e alle alte temperature, può funzionare stabilmente a lungo in ambienti ad alta temperatura, alta pressione e forte corrosione, e ha inoltre una buona resistenza meccanica e capacità di recupero elastico, adattandosi a movimenti meccanici complessi e ambienti vibratori.
Rispetto ad altri materiali per guaine di cavi, la guaina in plastica fluorurata presenta una maggiore resistenza alla corrosione e alle alte temperature, risultando adatta ad ambienti di lavoro più estremi. Tuttavia, il prezzo della guaina in plastica fluorurata è relativamente elevato e non la rende adatta a produzioni di massa a basso costo.
Data di pubblicazione: 14 ottobre 2024