1. Pengenalan
EVA ialah singkatan bagi kopolimer etilena vinil asetat, sejenis polimer poliolefin. Disebabkan suhu leburnya yang rendah, kebendairan, kekutuban dan unsur bukan halogen yang baik, ia boleh serasi dengan pelbagai polimer dan serbuk mineral, beberapa sifat mekanikal dan fizikal, sifat elektrik dan keseimbangan prestasi pemprosesan, dan harganya yang tidak tinggi, bekalan pasaran mencukupi, jadi kedua-duanya sebagai bahan penebat kabel, juga boleh digunakan sebagai pengisi, bahan pelapis; boleh dibuat menjadi bahan termoplastik, dan boleh dibuat menjadi bahan penghubung silang termoset.
Pelbagai kegunaan EVA, dengan kalis api, boleh dibuat menjadi penghalang bahan api bebas halogen asap rendah atau halogen; pilih kandungan VA EVA yang tinggi sebagai bahan asas juga boleh dibuat menjadi bahan tahan minyak; pilih indeks leburan EVA sederhana, tambah 2 hingga 3 kali ganda pengisian kalis api EVA yang boleh dibuat untuk prestasi proses penyemperitan dan harga bahan penghalang oksigen (pengisian) yang lebih seimbang.
Dalam kertas kerja ini, daripada sifat struktur EVA, pengenalan aplikasinya dalam industri kabel dan prospek pembangunan.
2. Sifat struktur
Apabila menghasilkan sintesis, mengubah nisbah darjah pempolimeran n/m boleh menghasilkan kandungan VA daripada 5 kepada 90% EVA; meningkatkan jumlah darjah pempolimeran boleh menghasilkan berat molekul daripada puluhan ribu kepada ratusan ribu EVA; kandungan VA di bawah 40%, disebabkan oleh kehadiran penghabluran separa, keanjalan yang lemah, biasanya dikenali sebagai plastik EVA; apabila kandungan VA lebih besar daripada 40%, elastomer seperti getah tanpa penghabluran, biasanya dikenali sebagai getah EVM.
1. 2 Hartanah
Rantai molekul EVA ialah struktur tepu linear, jadi ia mempunyai ketahanan penuaan haba, cuaca dan ozon yang baik.
Rantai utama molekul EVA tidak mengandungi ikatan berganda, cincin benzena, asil, kumpulan amina dan kumpulan lain yang mudah dihisap semasa pembakaran, rantai sisi juga tidak mengandungi metil, fenil, siano dan kumpulan lain yang mudah dihisap semasa pembakaran. Di samping itu, molekul itu sendiri tidak mengandungi unsur halogen, jadi ia amat sesuai untuk asas bahan api rintangan bebas halogen rendah asap.
Saiz besar kumpulan vinil asetat (VA) dalam rantai sisi EVA dan kekutuban sederhananya bermakna ia menghalang kecenderungan tulang belakang vinil untuk menghablur dan berganding baik dengan pengisi mineral, yang mewujudkan keadaan untuk bahan api penghalang berprestasi tinggi. Ini terutamanya benar untuk rintangan asap rendah dan bebas halogen, kerana kalis api dengan kandungan isipadu lebih daripada 50% [cth. Al(OH)3, Mg(OH)2, dsb.] mesti ditambah untuk memenuhi keperluan piawaian kabel untuk kalis api. EVA dengan kandungan VA sederhana hingga tinggi digunakan sebagai asas untuk menghasilkan bahan api kalis api asap rendah dan bebas halogen dengan sifat yang sangat baik.
Oleh kerana kumpulan vinil asetat (VA) rantai sisi EVA adalah polar, semakin tinggi kandungan VA, semakin polar polimer tersebut dan semakin baik rintangan minyaknya. Rintangan minyak yang diperlukan oleh industri kabel kebanyakannya merujuk kepada keupayaan untuk menahan minyak mineral bukan polar atau polar lemah. Mengikut prinsip keserasian yang serupa, EVA dengan kandungan VA yang tinggi digunakan sebagai bahan asas untuk menghasilkan penghalang bahan api bebas asap dan halogen yang rendah dengan rintangan minyak yang baik.
Molekul EVA dalam prestasi atom H alfa-olefin lebih aktif, dalam radikal peroksida atau kesan radiasi elektron bertenaga tinggi mudah untuk mengambil tindak balas silang H, menjadi plastik atau getah silang silang, boleh dibuat mengikut keperluan prestasi bahan wayar dan kabel khas.
Penambahan kumpulan vinil asetat menyebabkan suhu leburan EVA menurun dengan ketara, dan bilangan rantai sisi pendek VA dapat meningkatkan aliran EVA. Oleh itu, prestasi penyemperitannya jauh lebih baik daripada struktur molekul polietilena yang serupa, menjadi bahan asas pilihan untuk bahan pelindung separa konduktif dan penghalang bahan api halogen dan bebas halogen.
2 Kelebihan produk
2. 1 Prestasi kos yang sangat tinggi
Sifat fizikal dan mekanikal EVA, rintangan haba, rintangan cuaca, rintangan ozon, sifat elektrik adalah sangat baik. Pilih gred yang sesuai, boleh dibuat rintangan haba, prestasi kalis api, tetapi juga minyak, bahan kabel khas tahan pelarut.
Bahan EVA termoplastik kebanyakannya digunakan dengan kandungan VA sebanyak 15% hingga 46%, dengan indeks leburan 0.5 hingga 4 gred. EVA mempunyai banyak pengeluar, banyak jenama, pelbagai pilihan, harga sederhana, bekalan yang mencukupi, pengguna hanya perlu membuka bahagian EVA laman web, jenama, prestasi, harga, lokasi penghantaran sepintas lalu, anda boleh memilih, sangat mudah.
EVA ialah polimer poliolefin, daripada kelembutan dan perbandingan prestasi penggunaan, dan bahan polietilena (PE) dan bahan kabel polivinil klorida (PVC) lembut adalah serupa. Tetapi kajian lanjut, anda akan mendapati EVA dan dua jenis bahan di atas berbanding dengan keunggulan yang tidak tergantikan.
2. 2 prestasi pemprosesan yang cemerlang
EVA dalam aplikasi kabel adalah daripada bahan pelindung kabel voltan sederhana dan tinggi di dalam dan di luar permulaan, dan kemudiannya dilanjutkan kepada penghalang bahan api bebas halogen. Kedua-dua jenis bahan ini dari sudut pemprosesan dianggap sebagai "bahan yang sangat terisi": bahan pelindung kerana keperluan untuk menambah sejumlah besar karbon hitam konduktif dan meningkatkan kelikatannya, kecairan menurun mendadak; bahan api kalis api bebas halogen perlu menambah sejumlah besar kalis api bebas halogen, juga kelikatan bahan bebas halogen meningkat mendadak, kecairan menurun mendadak. Penyelesaiannya adalah untuk mencari polimer yang boleh menampung dos pengisi yang besar, tetapi juga mempunyai kelikatan lebur yang rendah dan kecairan yang baik. Atas sebab ini, EVA adalah pilihan yang diutamakan.
Kelikatan leburan EVA dengan suhu pemprosesan penyemperitan dan kadar ricih akan meningkatkan penurunan pesat, pengguna hanya perlu melaraskan suhu penyemperitan dan kelajuan skru, anda boleh membuat prestasi cemerlang produk wayar dan kabel. Sebilangan besar aplikasi domestik dan asing menunjukkan bahawa, untuk bahan bebas halogen asap rendah yang diisi tinggi, kerana kelikatannya terlalu besar, indeks leburan terlalu kecil, jadi hanya penggunaan skru nisbah mampatan rendah (nisbah mampatan kurang daripada 1.3) penyemperitan, untuk memastikan kualiti penyemperitan yang baik. Bahan EVM berasaskan getah dengan agen pemvulkanan boleh diekstrusi pada kedua-dua penyemperitan getah dan penyemperitan tujuan umum. Proses pemvulkanan (penghubung silang) seterusnya boleh dijalankan sama ada melalui penghubung silang termokimia (peroksida) atau melalui penghubung silang penyinaran pemecut elektron.
2. 3 Mudah diubah suai dan disesuaikan
Wayar dan kabel ada di mana-mana, dari langit ke tanah, dari gunung ke laut. Keperluan pengguna wayar dan kabel juga pelbagai dan pelik, manakala struktur wayar dan kabel adalah serupa, perbezaan prestasinya terutamanya tercermin dalam bahan penebat dan penutup sarung.
Setakat ini, di dalam dan luar negara, PVC lembut masih menyumbang sebahagian besar bahan polimer yang digunakan dalam industri kabel. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan kesedaran tentang perlindungan alam sekitar dan pembangunan lestari.
Bahan PVC telah banyak dihadkan, saintis sedang melakukan segala yang mungkin untuk mencari bahan alternatif kepada PVC, yang paling menjanjikan ialah EVA.
EVA boleh diadun dengan pelbagai polimer, tetapi juga dengan pelbagai serbuk mineral dan alat bantu pemprosesan yang serasi, produk campuran boleh dibuat menjadi plastik termoplastik untuk kabel plastik, tetapi juga menjadi getah silang untuk kabel getah. Pereka formulasi boleh berdasarkan keperluan pengguna (atau standard), EVA sebagai bahan asas, untuk menjadikan prestasi bahan tersebut memenuhi keperluan.
3 julat aplikasi EVA
3. 1 Digunakan sebagai bahan perisai separa konduktif untuk kabel kuasa voltan tinggi
Seperti yang kita semua tahu, bahan utama bahan pelindung ialah karbon hitam konduktif. Dalam bahan asas plastik atau getah, penambahan sejumlah besar karbon hitam akan merosakkan kecairan bahan pelindung dan kelancaran tahap penyemperitan dengan serius. Untuk mengelakkan pelepasan separa dalam kabel voltan tinggi, pelindung dalaman dan luaran mestilah nipis, berkilat, cerah dan seragam. Berbanding dengan polimer lain, EVA boleh melakukan ini dengan lebih mudah. Sebabnya ialah proses penyemperitan EVA sangat baik, aliran yang baik, dan tidak terdedah kepada fenomena pecah cair. Bahan pelindung dibahagikan kepada dua kategori: dibalut dengan konduktor di luar yang dipanggil pelindung dalaman – dengan bahan skrin dalaman; dibalut dengan penebat di luar yang dipanggil pelindung luar – dengan bahan skrin luar; bahan skrin dalaman kebanyakannya termoplastik. Bahan skrin dalaman kebanyakannya termoplastik dan selalunya berasaskan EVA dengan kandungan VA sebanyak 18% hingga 28%; bahan skrin luar kebanyakannya bersambung silang dan boleh dikupas dan selalunya berasaskan EVA dengan kandungan VA sebanyak 40% hingga 46%.
3. 2 Bahan api kalis api termoplastik dan berangkai silang
Poliolefin kalis api termoplastik digunakan secara meluas dalam industri kabel, terutamanya untuk keperluan halogen atau bebas halogen bagi kabel marin, kabel kuasa dan barisan pembinaan gred tinggi. Suhu operasi jangka panjangnya adalah antara 70 hingga 90 °C.
Bagi kabel kuasa voltan sederhana dan tinggi 10 kV dan ke atas, yang mempunyai keperluan prestasi elektrik yang sangat tinggi, sifat kalis api terutamanya ditanggung oleh sarung luar. Dalam sesetengah bangunan atau projek yang memerlukan alam sekitar, kabel dikehendaki mempunyai asap rendah, bebas halogen, ketoksikan rendah atau asap rendah dan sifat halogen rendah, jadi poliolefin kalis api termoplastik adalah penyelesaian yang berdaya maju.
Untuk beberapa tujuan khas, diameter luar tidak besar, rintangan suhu dalam 105 ~ 150 ℃ antara kabel khas, lebih banyak bahan poliolefin kalis api silang silang, silang silangnya boleh dipilih oleh pengeluar kabel mengikut keadaan pengeluaran mereka sendiri, sama ada stim tekanan tinggi tradisional atau mandian garam suhu tinggi, tetapi juga terdapat cara penyinaran suhu bilik pemecut elektron silang silang. Suhu kerja jangka panjangnya dibahagikan kepada 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ tiga fail, loji pengeluaran boleh dibuat mengikut keperluan pengguna atau piawaian yang berbeza, penghalang bahan api bebas halogen atau mengandungi halogen.
Telah diketahui umum bahawa poliolefin adalah polimer bukan kutub atau polimer polar lemah. Memandangkan ia serupa dengan minyak mineral dari segi kekutuban, poliolefin kebanyakannya dianggap kurang tahan terhadap minyak mengikut prinsip keserasian yang serupa. Walau bagaimanapun, banyak piawaian kabel di dalam dan luar negara juga menetapkan bahawa rintangan ikatan silang juga mesti mempunyai rintangan yang baik terhadap minyak, pelarut dan juga buburan minyak, asid dan alkali. Ini merupakan cabaran bagi penyelidik bahan, kini, sama ada di China atau di luar negara, bahan-bahan yang mencabar ini telah dibangunkan, dan bahan asasnya ialah EVA.
3. 3 Bahan penghalang oksigen
Kabel berbilang teras terkandas mempunyai banyak lompang antara teras yang perlu diisi untuk memastikan penampilan kabel yang bulat, jika pengisian di dalam sarung luar diperbuat daripada penghalang bahan api bebas halogen. Lapisan pengisian ini bertindak sebagai penghalang api (oksigen) apabila kabel terbakar dan oleh itu dikenali sebagai "penghalang oksigen" dalam industri.
Keperluan asas untuk bahan penghalang oksigen adalah: sifat penyemperitan yang baik, kalis api bebas halogen yang baik (indeks oksigen biasanya melebihi 40) dan kos rendah.
Penghalang oksigen ini telah digunakan secara meluas dalam industri kabel selama lebih daripada satu dekad dan telah membawa kepada penambahbaikan ketara dalam kalis api kabel. Penghalang oksigen boleh digunakan untuk kabel kalis api bebas halogen dan kabel kalis api bebas halogen (cth. PVC). Sebilangan besar amalan telah menunjukkan bahawa kabel dengan penghalang oksigen lebih cenderung untuk lulus ujian pembakaran menegak tunggal dan pembakaran berkas.
Dari sudut pandangan formulasi bahan, bahan penghalang oksigen ini sebenarnya adalah "pengisi ultra tinggi", kerana untuk memenuhi kos rendah, perlu menggunakan pengisi yang tinggi, untuk mencapai indeks oksigen yang tinggi juga mesti menambah perkadaran yang tinggi (2 hingga 3 kali ganda) Mg(OH)2 atau Al(OH)3, dan untuk mengekstrusi yang baik dan mesti memilih EVA sebagai bahan asas.
3. 4 Bahan sarung PE yang diubah suai
Bahan pelapis polietilena terdedah kepada dua masalah: pertama, ia mudah pecah lebur (iaitu kulit jerung) semasa penyemperitan; kedua, ia mudah retak tekanan persekitaran. Penyelesaian paling mudah adalah dengan menambah sebahagian EVA dalam formulasi. Jika digunakan sebagai EVA yang diubah suai kebanyakannya menggunakan kandungan VA gred yang rendah, indeks leburnya antara 1 hingga 2 adalah sesuai.
4. Prospek pembangunan
(1) EVA telah digunakan secara meluas dalam industri kabel, jumlah tahunannya berkembang secara beransur-ansur dan stabil. Terutamanya dalam dekad yang lalu, disebabkan oleh kepentingan perlindungan alam sekitar, rintangan bahan api berasaskan EVA telah berkembang pesat, dan sebahagiannya telah menggantikan trend bahan kabel berasaskan PVC. Prestasi kos yang sangat baik dan prestasi proses penyemperitan yang sangat baik sukar untuk menggantikan bahan lain.
(2) Penggunaan tahunan resin EVA industri kabel hampir 100,000 tan, pilihan jenis resin EVA, kandungan VA dari rendah ke tinggi akan digunakan, ditambah pula dengan saiz perusahaan granulasi bahan kabel yang tidak besar, tersebar di setiap perusahaan setiap tahun hanya dalam beribu-ribu tan resin EVA naik turun, dan oleh itu tidak akan menjadi perhatian perusahaan gergasi industri EVA. Contohnya, jumlah terbesar bahan asas kalis api bebas halogen, pilihan utama VA / MI = 28/2 ~ 3 resin EVA (seperti EVA 265 # DuPont AS). Dan gred spesifikasi EVA ini setakat ini tidak ada pengeluar domestik untuk menghasilkan dan membekalkan. Apatah lagi kandungan VA lebih tinggi daripada 28, dan indeks lebur kurang daripada 3 pengeluaran dan bekalan resin EVA lain.
(3) syarikat asing yang menghasilkan EVA kerana tiada pesaing domestik, dan harganya telah lama tinggi, dengan serius menyekat semangat pengeluaran kilang kabel domestik. Lebih daripada 50% kandungan VA EVM jenis getah, dikuasai oleh syarikat asing, dan harganya serupa dengan kandungan VA jenama 2 hingga 3 kali ganda. Harga yang tinggi itu seterusnya juga mempengaruhi jumlah EVM jenis getah ini, jadi industri kabel meminta pengeluar EVA domestik untuk meningkatkan kadar pengeluaran EVA domestik. Lebih banyak pengeluaran industri telah banyak menggunakan resin EVA.
(4) Bergantung pada gelombang perlindungan alam sekitar dalam era globalisasi, EVA dianggap oleh industri kabel sebagai bahan asas terbaik untuk rintangan bahan api mesra alam. Penggunaan EVA berkembang pada kadar 15% setahun dan prospeknya sangat memberangsangkan. Jumlah dan kadar pertumbuhan bahan pelindung dan pengeluaran kabel kuasa voltan sederhana dan tinggi serta kadar pertumbuhan, kira-kira 8% hingga 10% antara; rintangan poliolefin berkembang pesat, dalam beberapa tahun kebelakangan ini kekal pada 15% hingga 20% antara, dan dalam jangka masa 5 hingga 10 tahun akan datang, juga mungkin mengekalkan kadar pertumbuhan ini.
Masa siaran: 31 Julai 2022