(1)Materiale isolante in polietilene reticolato a bassa emissione di fumi e senza alogeni (XLPE).:
Il materiale isolante XLPE viene prodotto combinando polietilene (PE) ed etilene vinil acetato (EVA) come matrice di base, insieme a vari additivi come ritardanti di fiamma privi di alogeni, lubrificanti, antiossidanti, ecc., attraverso un processo di composizione e pellettizzazione. Dopo il trattamento di irradiazione, il PE si trasforma da una struttura molecolare lineare in una struttura tridimensionale, trasformandosi da materiale termoplastico a plastica termoindurente insolubile.
I cavi isolanti XLPE presentano numerosi vantaggi rispetto al normale PE termoplastico:
1. Migliore resistenza alla deformazione termica, proprietà meccaniche migliorate alle alte temperature e migliore resistenza alle fessurazioni da stress ambientale e all'invecchiamento termico.
2. Stabilità chimica e resistenza ai solventi migliorate, flusso freddo ridotto e proprietà elettriche mantenute. Le temperature di funzionamento a lungo termine possono raggiungere da 125°C a 150°C. Dopo il processo di reticolazione, la temperatura di cortocircuito del PE può essere aumentata fino a 250°C, consentendo una capacità di trasporto di corrente significativamente più elevata per cavi dello stesso spessore.
3. I cavi isolati XLPE presentano anche eccellenti proprietà meccaniche, impermeabili e resistenti alle radiazioni, che li rendono adatti a varie applicazioni, come cablaggio interno in apparecchi elettrici, cavi di motori, cavi di illuminazione, cavi di controllo di segnali a bassa tensione per automobili, cavi di locomotive , cavi della metropolitana, cavi minerari ecologici, cavi navali, cavi di grado 1E per centrali nucleari, cavi per pompe sommergibili e cavi per la trasmissione di energia.
Le direzioni attuali nello sviluppo dei materiali isolanti XLPE includono materiali isolanti per cavi di alimentazione in PE reticolato per irradiazione, materiali isolanti per aerei in PE reticolato per irradiazione e materiali di guaina in poliolefina ignifuga reticolata per irradiazione.
(2)Materiale isolante in polipropilene reticolato (XL-PP).:
Il polipropilene (PP), come plastica comune, ha caratteristiche quali leggerezza, abbondanti fonti di materie prime, rapporto costo-efficacia, eccellente resistenza alla corrosione chimica, facilità di stampaggio e riciclabilità. Tuttavia, presenta limitazioni quali bassa resistenza, scarsa resistenza al calore, deformazione da ritiro significativa, scarsa resistenza allo scorrimento viscoso, fragilità alle basse temperature e scarsa resistenza all'invecchiamento da calore e ossigeno. Queste limitazioni ne hanno limitato l'uso nelle applicazioni via cavo. I ricercatori hanno lavorato per modificare i materiali in polipropilene per migliorarne le prestazioni complessive e il polipropilene modificato reticolato per irradiazione (XL-PP) ha effettivamente superato queste limitazioni.
I cavi isolati XL-PP possono soddisfare i test di fiamma UL VW-1 e gli standard sui cavi UL a 150°C. Nelle applicazioni pratiche dei cavi, l'EVA viene spesso miscelato con PE, PVC, PP e altri materiali per regolare le prestazioni dello strato isolante del cavo.
Uno degli svantaggi del PP reticolato per irradiazione è che comporta una reazione competitiva tra la formazione di gruppi terminali insaturi attraverso reazioni di degradazione e reazioni di reticolazione tra molecole stimolate e radicali liberi di grandi molecole. Gli studi hanno dimostrato che il rapporto tra degradazione e reazioni di reticolazione nella reticolazione con irradiazione del PP è di circa 0,8 quando si utilizza l'irradiazione con raggi gamma. Per ottenere reazioni di reticolazione efficaci nel PP, è necessario aggiungere promotori di reticolazione per la reticolazione per irradiazione. Inoltre, lo spessore di reticolazione efficace è limitato dalla capacità di penetrazione dei fasci di elettroni durante l'irradiazione. L'irradiazione porta alla produzione di gas e formazione di schiuma, il che è vantaggioso per la reticolazione di prodotti sottili ma limita l'uso di cavi a pareti spesse.
(3) Materiale isolante in copolimero di etilene-acetato di vinile reticolato (XL-EVA):
Con l’aumento della domanda di sicurezza dei cavi, lo sviluppo di cavi reticolati ritardanti di fiamma privi di alogeni è cresciuto rapidamente. Rispetto al PE, l'EVA, che introduce monomeri di acetato di vinile nella catena molecolare, ha una cristallinità inferiore, con conseguente migliore flessibilità, resistenza agli urti, compatibilità con i riempitivi e proprietà di termosaldatura. Generalmente, le proprietà della resina EVA dipendono dal contenuto di monomeri di acetato di vinile nella catena molecolare. Un contenuto più elevato di acetato di vinile porta a una maggiore trasparenza, flessibilità e tenacità. La resina EVA ha un'eccellente compatibilità con i riempitivi e reticolabilità, rendendola sempre più popolare nei cavi reticolati ritardanti di fiamma privi di alogeni.
La resina EVA con un contenuto di acetato di vinile compreso tra il 12% e il 24% circa è comunemente utilizzata nell'isolamento di fili e cavi. Nelle applicazioni reali dei cavi, l'EVA viene spesso miscelato con PE, PVC, PP e altri materiali per regolare le prestazioni dello strato isolante del cavo. I componenti EVA possono promuovere la reticolazione, migliorando le prestazioni del cavo dopo la reticolazione.
(4) Materiale isolante monomero di etilene-propilene-diene reticolato (XL-EPDM):
XL-EPDM è un terpolimero composto da etilene, propilene e monomeri dienici non coniugati, reticolati mediante irradiazione. I cavi XL-EPDM uniscono i vantaggi dei cavi isolati in poliolefina e dei comuni cavi isolati in gomma:
1. Flessibilità, resilienza, non adesione alle alte temperature, resistenza all'invecchiamento a lungo termine e resistenza ai climi rigidi (da -60°C a 125°C).
2. Resistenza all'ozono, resistenza ai raggi UV, prestazioni di isolamento elettrico e resistenza alla corrosione chimica.
3. Resistenza all'olio e ai solventi paragonabile all'isolamento in gomma cloroprene per uso generale. Può essere prodotto utilizzando le comuni apparecchiature per il trattamento dell'estrusione a caldo, il che lo rende conveniente.
I cavi isolati XL-EPDM hanno un'ampia gamma di applicazioni, inclusi ma non limitati a cavi di alimentazione a bassa tensione, cavi navali, cavi di accensione automobilistica, cavi di controllo per compressori di refrigerazione, cavi mobili minerari, attrezzature di perforazione e dispositivi medici.
I principali svantaggi dei cavi XL-EPDM comprendono la scarsa resistenza allo strappo e le deboli proprietà adesive e autoadesive, che possono influire sulla successiva lavorazione.
(5) Materiale isolante in gomma siliconica
La gomma siliconica possiede flessibilità ed eccellente resistenza all'ozono, all'effetto corona e alle fiamme, rendendola un materiale ideale per l'isolamento elettrico. La sua applicazione principale nell'industria elettrica è per fili e cavi. I fili e i cavi in gomma siliconica sono particolarmente adatti per l'uso in ambienti esigenti e ad alta temperatura, con una durata notevolmente più lunga rispetto ai cavi standard. Le applicazioni comuni includono motori ad alta temperatura, trasformatori, generatori, apparecchiature elettriche ed elettroniche, cavi di accensione nei veicoli da trasporto e cavi di alimentazione e controllo marini.
Attualmente, i cavi isolati in gomma siliconica vengono generalmente reticolati utilizzando la pressione atmosferica con aria calda o vapore ad alta pressione. È inoltre in corso una ricerca sull'utilizzo dell'irradiazione con fasci di elettroni per la reticolazione della gomma siliconica, sebbene non sia ancora diventata prevalente nell'industria dei cavi. Con i recenti progressi nella tecnologia di reticolazione per irradiazione, offre un'alternativa più economica, più efficiente e rispettosa dell'ambiente per i materiali isolanti in gomma siliconica. Attraverso l'irradiazione con fasci di elettroni o altre fonti di radiazioni, è possibile ottenere una reticolazione efficiente dell'isolamento in gomma siliconica consentendo al tempo stesso il controllo sulla profondità e sul grado di reticolazione per soddisfare requisiti applicativi specifici.
Pertanto, l’applicazione della tecnologia di reticolazione per irradiazione per i materiali isolanti in gomma siliconica rappresenta una promessa significativa nel settore dei fili e dei cavi. Si prevede che questa tecnologia ridurrà i costi di produzione, migliorerà l’efficienza produttiva e contribuirà a ridurre gli impatti ambientali negativi. I futuri sforzi di ricerca e sviluppo potrebbero guidare ulteriormente l’uso della tecnologia di reticolazione per irradiazione per i materiali isolanti in gomma siliconica, rendendoli più ampiamente applicabili per la produzione di fili e cavi ad alta temperatura e ad alte prestazioni nel settore elettrico. Ciò fornirà soluzioni più affidabili e durevoli per varie aree di applicazione.
Orario di pubblicazione: 28 settembre 2023