Хулоса: Принсипи пайвасткунии салиб, тасниф, формула, раванд ва таҷҳизоти маводи изолятсияи полиэтилении силанӣ барои сим ва кабел ба таври мухтасар тавсиф карда шудаанд ва баъзе хусусиятҳои маводи изолятсияи полиэтилении силанӣ бо истифода ва истифода, инчунин омилҳое, ки ба ҳолати пайвасткунии салиб таъсир мерасонанд, муаррифӣ карда шудаанд.
Калимаҳои калидӣ: Пайванди салибии силанӣ; Пайванди салибии табиӣ; Полиэтилен; Изолятсия; Сим ва кабел
Маводи кабели полиэтилении салибпайванди силанӣ ҳоло дар саноати сим ва кабел ҳамчун маводи изолятсия барои кабелҳои барқии пастшиддат васеъ истифода мешавад. Мавод дар истеҳсоли сим ва кабелҳои салибпайванд, пайванди салибӣ ва пайванди салибӣ бо пероксиди пероксидӣ дар муқоиса бо таҷҳизоти зарурии истеҳсолӣ содда, осон истифодашаванда, арзиши ҳамаҷонибаи паст ва дигар бартариҳои он ба маводи пешбари кабели салибпайванди пастшиддат бо изолятсия табдил ёфтааст.
1. Принсипи пайвасткунии байнисилинии маводи кабелии силанӣ
Ду раванди асосӣ барои истеҳсоли полиэтилени салибпайванди силанӣ мавҷуданд: пайвандкунӣ ва пайвандкунии салибӣ. Дар раванди пайвандкунӣ, полимер атоми H-и худро дар атоми карбони сеюмдараҷа таҳти таъсири инициатори озод ва пиролиз ба радикалҳои озод гум мекунад, ки бо гурӯҳи –CH = CH2-и винилсиланӣ реаксия карда, полимери пайвандшударо, ки дорои гурӯҳи эфири триоксисилил мебошад, ба вуҷуд меорад. Дар раванди пайвандкунии салибӣ, полимери пайвандкунӣ аввал дар ҳузури об гидролиз карда мешавад, то силанол ҳосил шавад ва –OH бо гурӯҳи ҳамшафати Si-OH конденсация шуда, пайванди Si-O-Si-ро ташкил медиҳад ва бо ин васила макромолекулаҳои полимерро пайвандкунии салибӣ мекунад.
2. Маводи кабелии силанӣ ва усули истеҳсоли кабели он
Тавре ки шумо медонед, усулҳои истеҳсолии думарҳилаӣ ва якмарҳилаӣ барои кабелҳои салибпайванди силанӣ ва кабелҳои онҳо мавҷуданд. Фарқи байни усули думарҳилаӣ ва усули якмарҳилаӣ дар он аст, ки раванди пайвандкунии силанӣ дар куҷо анҷом дода мешавад, раванди пайвандкунӣ дар истеҳсолкунандаи маводи кабелӣ барои усули думарҳилаӣ, раванди пайвандкунӣ дар корхонаи истеҳсоли кабелӣ барои усули якмарҳилаӣ. Маводи изолятсионии полиэтилении салибпайванди думарҳилаии силанӣ бо саҳми калонтарини бозор аз маводи ба ном А ва В иборат аст, ки маводи А полиэтилени бо силан пайвандшуда ва маводи В партияи асосии катализатор мебошад. Сипас ядрои изолятсия дар оби гарм ё буғ салибпайванд карда мешавад.
Як навъи дигари изолятори полиэтилении дуқабата бо силанҳои салибӣ вуҷуд дорад, ки дар он маводи А бо роҳи дигар, бо ворид кардани винил силан мустақиман ба полиэтилен ҳангоми синтез барои ба даст овардани полиэтилен бо занҷирҳои шохадори силан истеҳсол карда мешавад.
Усули якмарҳилаӣ низ ду намуд дорад. Раванди анъанавии якмарҳилаӣ ин ворид кардани ашёи хом мувофиқи формула бо таносуби системаи ченкунии дақиқи махсус мебошад, ки дар як марҳила ба экструдери махсус тарҳрезишуда ворид карда мешавад, то пайвандкунӣ ва экструзияи аслии изолятсияи кабелӣ дар як марҳила анҷом дода шавад. Дар ин раванд грануляция лозим нест ва ба корхонаи маводи кабелӣ ниёз нест, ки танҳо аз ҷониби корхонаи кабелӣ анҷом дода мешавад. Ин таҷҳизоти истеҳсоли кабели силании якмарҳилаӣ ва технологияи таҳия асосан аз хориҷа ворид карда мешавад ва гарон аст.
Навъи дигари маводи изолятсияи полиэтилении якқабата бо силанҳои салибӣ аз ҷониби истеҳсолкунандагони маводи кабелӣ истеҳсол мешавад, ки ҳама ашёи хом мувофиқи формула дар таносуби усули махсуси омехтакунӣ, бастабандӣ ва фурӯш мебошанд, маводи А ва маводи В вуҷуд надорад, корхонаи кабелӣ метавонад мустақиман дар экструдер бошад, то як марҳиларо дар як вақт пайвандкунӣ ва экструзияи аслии изолятсияи кабелӣ анҷом диҳад. Хусусияти беназири ин усул дар он аст, ки ба экструдерҳои махсуси гаронбаҳо ниёз нест, зеро раванди пайвандкунии силанро метавон дар экструдери оддии PVC анҷом дод ва усули дуқабата зарурати омезиши маводи А ва В-ро пеш аз экструзия бартараф мекунад.
3. Таркиби формула
Таркиб додани маводи кабели полиэтилении силанӣ одатан аз қатрони маводи асосӣ, инициатор, силан, антиоксидант, ингибитори полимеризатсия, катализатор ва ғайра иборат аст.
(1) Қатрони асосӣ одатан қатрони полиэтилении зичии паст (LDPE) бо индекси обшавӣ (MI) 2 аст, аммо ба наздикӣ, бо рушди технологияи қатрони синтетикӣ ва фишорҳои хароҷот, полиэтилении зичии пасти хаттӣ (LLDPE) низ ҳамчун қатрони асосӣ барои ин мавод истифода шудааст ё қисман истифода шудааст. Қатронҳои гуногун аксар вақт ба пайвандкунӣ ва пайвандкунии салибӣ таъсири назаррас мерасонанд, зеро онҳо аз сабаби фарқиятҳо дар сохтори макромолекулавии дохилии худ фарқ мекунанд, аз ин рӯ, формула бо истифода аз қатронҳои гуногуни асосӣ ё ҳамон намуди қатрон аз истеҳсолкунандагони гуногун тағйир дода мешавад.
(2) Инициаторе, ки маъмулан истифода мешавад, диизопропил пероксид (DCP) аст, калиди асосӣ дар фаҳмидани миқдори мушкилот аст, ки аз ҳад зиёд кам аст, ки боиси пайванди силанӣ гардад, кофӣ нест; аз ҳад зиёд барои пайвасти полиэтиленӣ, ки моеъи онро коҳиш медиҳад, сатҳи ядрои изолятсияи экструзияшуда ноҳамвор ва фишурдани он душвор аст. Азбаски миқдори иловашудаи инициатор хеле хурд ва ҳассос аст, муҳим аст, ки онро баробар тақсим кунед, аз ин рӯ он одатан якҷоя бо силан илова карда мешавад.
(3) Силан одатан аз силанҳои серғизои винилӣ, аз ҷумла триметоксисилани винилӣ (A2171) ва триэтоксисилани винилӣ (A2151) истифода мешавад, ки суръати баланди гидролизи A2171-ро дорад, аз ин рӯ, A2171-ро бештар интихоб кунед. Ба ҳамин монанд, мушкили илова кардани силан вуҷуд дорад, истеҳсолкунандагони кунунии маводи кабелӣ кӯшиш мекунанд, ки ба ҳадди поёнии он ноил шаванд, то хароҷотро кам кунанд, зеро силанҳо ворид карда мешаванд ва нархашон гаронтар аст.
(4) Антиоксидант барои таъмини устувории коркарди полиэтилен ва зидди пиршавии кабел ва илова кардани антиоксидант дар раванди пайвандсозии силан нақши боздорандаи аксуламали пайвандзаниро дорад, аз ин рӯ, ҳангоми раванди пайвандсозӣ, илова кардани антиоксидант бояд эҳтиёткор бошад, миқдори иловашуда бояд ба назар гирифта шавад, ки DCP ба интихоб мувофиқат кунад. Дар раванди пайвандсозии думарҳилаӣ, аксари антиоксидантро метавон дар партияи асосии катализатор илова кард, ки метавонад таъсирро ба раванди пайвандсозӣ кам кунад. Дар раванди пайвандсозии якмарҳилаӣ, антиоксидант дар тамоми раванди пайвандсозӣ мавҷуд аст, аз ин рӯ интихоби намуд ва миқдор муҳимтар аст. Антиоксидантҳои маъмулан истифодашаванда 1010, 168, 330 ва ғайра мебошанд.
(5) Барои пешгирӣ кардани баъзе равандҳои пайвандкунӣ ва пайвандкунии салибӣ, ингибитори полимеризатсия илова карда мешавад, ки аксуламалҳои тарафӣ ба амал меоянд, дар раванди пайвандкунӣ илова кардани агенти зидди пайвандкунӣ, ки метавонад пайдоиши пайвандкунии салибии C2C-ро самаранок коҳиш диҳад ва бо ин васила моеъи коркардро беҳтар созад, илова бар ин, илова кардани пайвандкунӣ дар ҳамон шароит пеш аз гидролизи силан дар ингибитори полимеризатсия метавонад гидролизи полиэтилени пайвандшударо коҳиш диҳад ва устувории дарозмуддати маводи пайвандкуниро беҳтар созад.
(6) Катализаторҳо аксар вақт ҳосилаҳои органотин мебошанд (ба истиснои пайвандҳои табиии салибӣ), ки маъмултаринашон дибутилтин дилаурат (DBDTL) мебошад, ки одатан дар шакли мастербатч илова карда мешавад. Дар раванди думарҳилаӣ, пайванд (маводи А) ва партияи асосии катализатор (маводи В) алоҳида бастабандӣ карда мешаванд ва маводи А ва В пеш аз илова кардан ба экструдер омехта карда мешаванд, то аз пайвандҳои пешакии маводи А пешгирӣ карда шаванд. Дар мавриди изолятсияҳои полиэтилении силании якмарҳилаӣ, полиэтилен дар бастабандӣ ҳанӯз пайванд нашудааст, аз ин рӯ, мушкили пайвандҳои пешакии салибӣ вуҷуд надорад ва аз ин рӯ, катализаторро алоҳида бастабандӣ кардан лозим нест.
Илова бар ин, дар бозор силанҳои мураккаб мавҷуданд, ки омезиши силан, инициатор, антиоксидант, баъзе равғанҳо ва агентҳои зидди мис мебошанд ва одатан дар усулҳои якқабата пайвасткунии салибии силан дар корхонаҳои кабелӣ истифода мешаванд.
Аз ин рӯ, формулаи изолятсияи полиэтилении силанӣ, ки таркиби он хеле мураккаб ҳисобида намешавад ва дар маълумоти дахлдор дастрас аст, аммо формулаҳои истеҳсолии мувофиқ, ки барои ниҳоӣ баъзе тасҳеҳот ворид карда мешаванд, ки фаҳмиши пурраи нақши ҷузъҳо дар формула ва қонуни таъсири онҳо ба кор ва таъсири мутақобилаи онҳоро талаб мекунад.
Дар навъҳои зиёди маводи кабелӣ, маводи кабелии силанӣ (ду зина ё як зина) ягона навъҳои равандҳои кимиёвӣ ҳисобида мешавад, ки дар экструзия рух медиҳанд, дигар навъҳо, ба монанди маводи кабелии поливинилхлорид (PVC) ва маводи кабелии полиэтиленӣ (PE), раванди гранулятсияи экструзия раванди омехтаи физикӣ мебошад, ҳатто агар маводи кабелии пайвасткунии салиб ва нурпошии кимиёвӣ, хоҳ дар раванди гранулятсияи экструзия ё системаи экструзияи кабелӣ, ягон раванди кимиёвӣ рух надиҳад, аз ин рӯ, дар муқоиса, истеҳсоли маводи кабелии пайвастшудаи силанӣ ва экструзияи изолятсияи кабелӣ, назорати раванд муҳимтар аст.
4. Раванди истеҳсоли изолятсияи полиэтилении силании думарҳилаӣ
Раванди истеҳсоли изолятсияи полиэтилении думарҳилавии силании салибпайвандшуда. Маводи А-ро метавон ба таври мухтасар бо расми 1 нишон дод.
Расми 1. Раванди истеҳсоли маводи изолятсионии полиэтилении силании думарҳилаӣ A
Баъзе нуктаҳои калидӣ дар раванди истеҳсоли изолятсияи полиэтилении силании думарҳилаӣ:
(1) Хушккунӣ. Азбаски қатрони полиэтилен миқдори ками об дорад, ҳангоми экструзия дар ҳарорати баланд, об бо гурӯҳҳои силил зуд реаксия карда, пайванди салибро ба вуҷуд меорад, ки моеъи гудохтаро кам мекунад ва пайванди пешакии салибро ба вуҷуд меорад. Маводи тайёр инчунин пас аз хунукшавии об об дорад, ки агар тоза карда нашавад, метавонад боиси пайванди пешакии салиб гардад ва онро низ бояд хушк кард. Барои таъмини сифати хушккунӣ, агрегати хушккунии амиқ истифода мешавад.
(2) Андозагирӣ. Азбаски дақиқии формулаи мавод муҳим аст, одатан тарозуи вазнгирии воридотӣ барои талафи вазн истифода мешавад. Қатрони полиэтилен ва антиоксидант чен карда мешаванд ва тавассути порти ғизодиҳии экструдер ворид карда мешаванд, дар ҳоле ки силан ва инициатор тавассути насоси маводи моеъ ба баррели дуюм ё сеюми экструдер ворид карда мешаванд.
(3) Пайванди экструзӣ. Раванди пайванди силан дар экструдер анҷом дода мешавад. Танзимоти раванди экструдер, аз ҷумла ҳарорат, комбинатсияи винтҳо, суръати винтҳо ва суръати ғизодиҳӣ, бояд ба принсипе риоя кунанд, ки мавод дар қисмати аввали экструдер метавонад пурра гудохта ва яксон омехта карда шавад, вақте ки таҷзияи бармаҳали пероксид нолозим аст ва маводи комилан яксон дар қисмати дуюми экструдер бояд пурра таҷзия карда шавад ва раванди пайвандкунӣ анҷом дода шавад. Ҳарорати маъмулии қисмати экструдер (LDPE) дар Ҷадвали 1 нишон дода шудааст.
Ҷадвали 1 Ҳарорати минтақаҳои экструдери думарҳилаӣ
| Минтақаи корӣ | Минтақаи 1 | Минтақаи 2 | Минтақаи 3 ① | Минтақаи 4 | Минтақаи 5 |
| Ҳарорат P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Минтақаи корӣ | Минтақаи 6 | Минтақаи 7 | Минтақаи 8 | Минтақаи 9 | Марги даҳон |
| Ҳарорат °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①ҷоест, ки силан илова карда мешавад.
Суръати винти экструдер вақти будубош ва таъсири омехтакунии маводро дар экструдер муайян мекунад, агар вақти будубош кӯтоҳ бошад, таҷзияи пероксид нопурра аст; агар вақти будубош хеле дароз бошад, часпакии маводи экструдер зиёд мешавад. Умуман, вақти миёнаи будубоши гранула дар экструдер бояд дар нимҳаёти таҷзияи инициатор 5-10 маротиба назорат карда шавад. Суръати ғизодиҳӣ на танҳо ба вақти будубоши мавод, балки ба омехта ва буридани мавод низ таъсири муайян мерасонад, интихоби суръати мувофиқи ғизодиҳӣ низ хеле муҳим аст.
(4) Бастабандӣ. Маводи изолятсионии силании дуқабата бояд дар халтаҳои композитии алюминий-пластикӣ дар ҳавои мустақим бастабандӣ карда шавад, то намӣ аз байн равад.
5. Раванди истеҳсоли маводи изолятсионии полиэтилении силании якқадам
Маводи изолятсияи полиэтилении салибпайванди якқадам бо сабаби раванди пайвандкунии он дар корхонаи кабелӣ, ки дар ядрои изолятсияи кабелӣ ҷойгир аст, ҷойгир аст, аз ин рӯ ҳарорати экструзияи изолятсияи кабелӣ нисбат ба усули дуқадамӣ хеле баландтар аст. Гарчанде ки формулаи изолятсияи полиэтилении салибпайванди якқадам бо силан дар парокандагии босуръати инициатор ва буриши силан пурра ба назар гирифта шудааст, аммо раванди пайвандкунӣ бояд аз ҷониби ҳарорат кафолат дода шавад, ки корхонаи истеҳсоли изолятсияи полиэтилении салибпайванди якқадам бо силан борҳо таъкид кардааст, ки интихоби дурусти ҳарорати экструзия муҳим аст, ҳарорати умумии тавсияшудаи экструзия дар Ҷадвали 2 нишон дода шудааст.
Ҷадвали 2 Ҳарорати якқадами экструдери ҳар як минтақа (воҳид: ℃)
| Минтақа | Минтақаи 1 | Минтақаи 2 | Минтақаи 3 | Минтақаи 4 | Фланж | Сар |
| Ҳарорат | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Ин яке аз нуқсонҳои раванди полиэтилении силании якқадамӣ мебошад, ки одатан ҳангоми экструзияи кабелҳо дар ду марҳила талаб карда намешавад.
6. Таҷҳизоти истеҳсолӣ
Таҷҳизоти истеҳсолӣ кафолати муҳими назорати раванд мебошад. Истеҳсоли кабелҳои силании салибӣ дараҷаи хеле баланди дақиқии назорати равандро талаб мекунад, аз ин рӯ интихоби таҷҳизоти истеҳсолӣ махсусан муҳим аст.
Истеҳсоли маводи изолятсияи полиэтилении салибпайванди дуқабата бо силан. Таҷҳизоти истеҳсоли мавод, ки айни замон бештар экструдери дувинти мувозии изотропии ватанӣ бо вазни бевазни воридшуда мебошад, чунин дастгоҳҳо метавонанд ба талаботи дақиқии назорати раванд, интихоби дарозӣ ва диаметри экструдери дувинти барои таъмини вақти будубоши мавод, интихоби вазни бевазни воридшуда барои таъмини дақиқии компонентҳо ҷавобгӯ бошанд. Албатта, тафсилоти зиёди таҷҳизот вуҷуд доранд, ки бояд пурра ба онҳо диққат дода шаванд.
Тавре ки қаблан зикр гардид, таҷҳизоти истеҳсоли кабелҳои якқабата бо силан пайвастшуда дар корхонаи кабелӣ воридотӣ, гаронбаҳо мебошанд ва истеҳсолкунандагони таҷҳизоти ватанӣ таҷҳизоти истеҳсолии шабеҳ надоранд, ки сабаби ин набудани ҳамкорӣ байни истеҳсолкунандагони таҷҳизот ва тадқиқотчиёни формула ва равандҳо мебошад.
7. Маводи изолятсияи полиэтилении табиии силанӣ
Маводи изолятсияи полиэтилении табиии силанӣ, ки дар солҳои охир таҳия шудааст, метавонад дар шароити табиӣ дар давоми чанд рӯз, бе тар кардани буғ ё оби гарм, ба таври салибӣ пайваст карда шавад. Дар муқоиса бо усули анъанавии пайвасткунии силанӣ, ин мавод метавонад раванди истеҳсолиро барои истеҳсолкунандагони кабел коҳиш диҳад ва хароҷоти истеҳсолотро боз ҳам коҳиш диҳад ва самаранокии истеҳсолотро афзоиш диҳад. Изолятсияи полиэтилении табиии силанӣ аз ҷониби истеҳсолкунандагони кабел бештар эътироф ва истифода мешавад.
Дар солҳои охир, изолятсияи полиэтилении табиии силании ватанӣ ба камол расида, ба миқдори зиёд истеҳсол шудааст, ки дар муқоиса бо маводҳои воридотӣ аз ҷиҳати нарх бартариҳои муайян дорад.
7. 1 Идеяҳо барои изолятсияҳои полиэтилении бо силан пайвастшудаи табиӣ
Изолятсияҳои полиэтилении салибпайванди табиии силанӣ бо раванди думарҳилаӣ истеҳсол карда мешаванд, ки ҳамон формула аз қатрони асосӣ, инициатор, силан, антиоксидант, ингибитори полимеризатсия ва катализатор иборат аст. Тартиби изоляторҳои полиэтилении салибпайванди табиии силанӣ ба афзоиши суръати пайванди силании маводи А ва интихоби катализатори самараноктар нисбат ба изоляторҳои полиэтилении салибпайванди силании оби гарм асос ёфтааст. Истифодаи маводҳои А бо суръати пайванди силании баландтар дар якҷоягӣ бо катализатори самараноктар имкон медиҳад, ки изолятори полиэтилении салибпайванди силанӣ ҳатто дар ҳарорати паст ва бо намии нокифоя зуд пайванди салибӣ кунад.
Маводҳои А барои изоляторҳои полиэтилении бо силанҳои бо пайванди табиӣ воридшуда бо роҳи сополимеризатсия синтез карда мешаванд, ки дар он миқдори силанро дар сатҳи баланд назорат кардан мумкин аст, дар ҳоле ки истеҳсоли маводҳои А бо суръати баланди пайвандкунӣ бо роҳи пайвандкунии силан душвор аст. Қатрони асосӣ, инициатор ва силан, ки дар дорухат истифода мешаванд, бояд аз ҷиҳати навъ ва илова гуногун ва танзим карда шаванд.
Интихоби резистор ва танзими миқдори он низ муҳим аст, зеро афзоиши суръати пайвандкунии силан ногузир ба аксуламалҳои бештари тарафии пайвандкунии CC оварда мерасонад. Барои беҳтар кардани моеъи коркард ва ҳолати сатҳи маводи А барои экструзияи минбаъдаи кабел, миқдори муносиби ингибитори полимеризатсия барои пешгирии самараноки пайвандкунии CC ва пайвандкунии қаблии қаблӣ лозим аст.
Илова бар ин, катализаторҳо дар афзоиши суръати пайвастшавӣ нақши муҳим мебозанд ва бояд ҳамчун катализаторҳои самаранок, ки дорои унсурҳои бе металлҳои гузариш мебошанд, интихоб карда шаванд.
7. 2 Вақти пайвастшавии изолятсияҳои полиэтилении бо силан пайвастшудаи табиӣ
Вақти зарурӣ барои анҷом додани пайвасткунии салибии изолятсияи полиэтилении табиии силанӣ дар ҳолати табиии он аз ҳарорат, намӣ ва ғафсии қабати изолятсия вобаста аст. Ҳар қадар ҳарорат ва намӣ баландтар бошад, ғафсии қабати изолятсия тунуктар, вақти пайвасткунии салиб кӯтоҳтар ва баръакс дарозтар аст. Азбаски ҳарорат ва намӣ аз минтақа ба минтақа ва аз мавсим ба мавсим фарқ мекунад, ҳатто дар як ҷой ва дар як вақт, ҳарорат ва намӣ имрӯз ва фардо фарқ хоҳад кард. Аз ин рӯ, ҳангоми истифодаи мавод, корбар бояд вақти пайвасткунии салибро мувофиқи ҳарорат ва намии маҳаллӣ ва мавҷуда, инчунин мушаххасоти кабел ва ғафсии қабати изолятсия муайян кунад.
Вақти нашр: 13 августи соли 2022