Gysgaça mazmuny: Sim we kabel üçin silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialynyň özara baglanyşyk prinsipi, klassifikasiýa, formula, proses we enjamlary gysgaça beýan edilýär, şeýle hem silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialynyň ulanylyşyndaky we ulanylyşyndaky käbir häsiýetnamalary, şeýle hem materialyň özara baglanyşyk ýagdaýyna täsir edýän faktorlar bilen tanyşdyrylýar.
Açarsözler: Silan özara baglanyşyk; Tebigy özara baglanyşyk; Polietilen; Izolýasiýa; Sim we kabel
Silan özara baglanyşykly polietilen kabel materialy häzirki wagtda sim we kabel senagatynda pes woltly elektrik kabelleri üçin izolýasiýa materialy hökmünde giňden ulanylýar. Örtükli sim we kabel önümçiliginde ulanylýan material, şeýle hem peroksid özara baglanyşykly we şöhlelendiriji özara baglanyşykly materiallar, zerur önümçilik enjamlary bilen deňeşdirilende ýönekeýligi, işlemegi aňsatlygy, az toplumlaýyn bahasy we beýleki artykmaçlyklary bilen pes woltly özara baglanyşykly kabel izolýasiýalary üçin öňdebaryjy materiala öwrüldi.
1.Silan özara baglanyşykly kabel materialynyň özara baglanyşykly prinsipi
Silan özara baglanyşykly polietileni öndürmekde iki esasy proses bar: peýwentlemek we peýwentlemek. Peýwentlemek prosesinde polimer erkin başlangyçyň we piroliziň täsiri astynda üçünji derejeli uglerod atomundaky H-atomyny ýitirýär, olar erkin radikallara öwrülýär, olar bolsa winil silanyň – CH = CH2 topary bilen reaksiýa girip, trioksisilil efir toparyny öz içine alýan peýwentlenen polimeri emele getirýär. Peýwentlemek prosesinde peýwent polimer ilki suwuň gatnaşmagynda silanol öndürmek üçin gidrolizlenýär we – OH goňşy Si-OH topary bilen kondensasiýalaşyp, Si-O-Si baglanyşygyny emele getirýär, şeýlelik bilen polimer makromolekulalaryny peýwentlemek arkaly özara baglanyşykly bolýar.
2.Silan özara baglanyşykly kabel materialy we onuň kabel öndürmek usuly
Bilşiňiz ýaly, silan özara baglanyşykly kabeller we olaryň kabelleri üçin iki basgançakly we bir basgançakly önümçilik usullary bar. Iki basgançakly usul bilen bir basgançakly usulyň arasyndaky tapawut silan peýwing prosesiniň nirede geçirilýändiginde, iki basgançakly usul üçin kabel materiallaryny öndürijide peýwing prosesinde, bir basgançakly usul üçin kabel öndürýän zawodda peýwing prosesinde ýerleşýär. Bazarda iň uly paýa eýe bolan iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialy A we B materiallary diýlip atlandyrylýan materiallardan ybarat bolup, A materialy silan bilen peýwing edilen polietilen, B materialy bolsa katalizatoryň esasy tapgyrydyr. Soňra izolýasiýa özeni ýyly suwda ýa-da bugda peýwing edilýär.
Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýatorynyň başga bir görnüşi bar, bu ýerde A materialy başga bir usulda öndürilýär, ýagny silan şahalanan zynjyrly polietilen almak üçin sintez wagtynda winil silany gönüden-göni polietilene girizmek arkaly.
Bir ädimli usulyň hem iki görnüşi bar, däp bolan bir ädimli proses dürli çig mallary formula boýunça ýörite takyklyk ölçeg ulgamynyň gatnaşygynda, kabel izolýasiýasynyň özenini peýläp we ekstruziýa etmek üçin bir ädimde ýörite dizaýn edilen ýörite ekstruderde ulanmakdyr, bu prosesde granulýasiýa edilmeýär, kabel material zawodynyň gatnaşmagyna zerurlyk ýok, kabel zawody ýeke özi tamamlaýar. Bu bir ädimli silan çarpaz baglanyşykly kabel önümçilik enjamlary we formula tehnologiýasy esasan daşary ýurtlardan getirilýär we gymmat.
Başga bir tapgyrly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialy kabel material öndürijileri tarapyndan öndürilýär, ähli çig mallar formula boýunça garyşdyrmagyň ýörite usulynyň gatnaşygynda gaplanýar we satylýar, A we B materiallary ýok, kabel zawody kabel izolýasiýa özenini peýwing we ekstruziýa etmek bilen bir wagtyň özünde bir tapgyr tamamlamak üçin gönüden-göni ekstruderde bolup biler. Bu usulyň özboluşly aýratynlygy, silan peýwing prosesini adaty PVX ekstruderinde tamamlap bolýandygy üçin gymmat bahaly ýörite ekstruderlere zerurlygyň ýokdugydyr we iki tapgyrly usul ekstruziýadan öň A we B materiallaryny garyşdyrmak zerurlygyny aradan aýyrýar.
3. Formulanyň düzümi
Silan özara baglanyşykly polietilen kabel materialynyň formulasy, adatça, esasy material reçinasyndan, başlangyçdan, silandan, antioksidantdan, polimerleşme ingibitorundan, katalizatordan we ş.m. ybarat bolýar.
(1) Esasy smola, adatça, ereme indeksi (MI) 2 bolan pes dykyzlykly polietilen (LDPE) smolasydyr, ýöne soňky döwürde sintetiki smola tehnologiýasynyň we çykdajy basyşlarynyň ösmegi bilen, bu material üçin esasy smola hökmünde çyzykly pes dykyzlykly polietilen (LLDPE) hem ulanyldy ýa-da bölekleýin ulanyldy. Dürli smolalar içki makromolekulýar gurluşyndaky tapawutlar sebäpli köplenç peýwing we özara baglanyşyklara uly täsir edýär, şonuň üçin formula dürli esasy smolalary ýa-da dürli öndürijileriň şol bir görnüşli smolalaryny ulanmak arkaly üýtgediler.
(2) Köp ulanylýan başlangyç diizopropil peroksid (DCP) bolup, esasy mesele meseläniň möçberini düşünmekdir, silan peýkaplamasyna sebäp bolmak üçin juda az bolsa ýeterlik däl; polietileniň özara baglanyşygyna sebäp bolmak üçin gaty köp bolsa, bu onuň akgynlygyny peseldýär, ekstrudirlenen izolýasiýa ýadrosynyň ýüzüni gödek we gysmak kyn bolýar. Goşulan başlangyçyň möçberi örän az we duýgur bolany üçin, ony deň derejede paýlamak möhümdir, şonuň üçin ol, adatça, silan bilen bilelikde goşulýar.
(3) Silan, adatça, A2171-iň çalt gidroliz tizligi sebäpli winil trimetoksisilan (A2171) we winil trietoksisilan (A2151) ýaly doýmadyk winil silan hökmünde ulanylýar, şonuň üçin A2171-i has köp adam saýlaň. Şonuň ýaly-da, silan goşmak meselesi bar, häzirki kabel material öndürijileri çykdajylary azaltmak üçin onuň pes çägine ýetmäge synanyşýarlar, sebäbi silan import edilýär, bahasy gymmat.
(4) Antioksidant polietilen işlemegiň we kabeliň garrama garşy durnuklylygyny üpjün etmek üçin ulanylýar we goşulýar, silan peýleme prosesinde antioksidant peýleme reaksiýasynyň öňüni almakda möhüm rol oýnaýar, şonuň üçin peýleme prosesinde antioksidant goşulanda üns bermeli, goşulan mukdary DCP-niň mukdaryna laýyklykda saýlamagy göz öňünde tutmaly. Iki ädimli çarpaz baglanyşdyryş prosesinde antioksidantyň köp bölegi katalizatoryň esasy partiýasyna goşulyp bilner, bu bolsa peýleme prosesine täsirini azaldyp biler. Bir ädimli çarpaz baglanyşdyryş prosesinde antioksidant tutuş peýleme prosesinde bar, şonuň üçin görnüşleri we mukdary saýlamak has möhümdir. Köp ulanylýan antioksidantlar 1010, 168, 330 we ş.m.
(5) Polimerleşme ingibitory käbir peýwing we özara baglanyşyk prosesleriniň öňüni almak üçin goşulýar, peýwing prosesinde garşy peýwing agentini goşmak C2C özara baglanyşyklarynyň ýüze çykmagyny netijeli azaldyp biler, şeýlelik bilen gaýtadan işlemegiň akgynlygyny gowulandyryp biler, mundan başga-da, şol bir şertlerde peýwing goşulmazdan öň polimerleşme ingibitory peýwing edilen polietileniň gidrolizini azaldyp biler we peýwing materialynyň uzak möhletli durnuklylygyny ýokarlandyryp biler.
(6) Katalizatorlar köplenç organotin türewleridir (tebigy özara baglanyşykdan başga), iň köp ýaýranlary dibutiltin dilaurat (DBDTL) bolup, ol adatça masterbatch görnüşinde goşulýar. Iki ädimli prosesde, graft (A materialy) we katalizatoryň esasy partiýasy (B materialy) aýratyn gaplanýar we A we B materiallary ekstruder goşulmazdan öň garyşdyrylýar, bu bolsa A materialynyň öňünden özara baglanmagynyň öňüni alýar. Bir ädimli silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýalarynda, gaplamadaky polietilen heniz graft edilmändir, şonuň üçin öňünden özara baglanyşyk meselesi ýok we şonuň üçin katalizatory aýratyn gaplamak gerek däl.
Mundan başga-da, bazarda silanyň, inisiatoryň, antioksidantyň, käbir ýaglaýjylaryň we mis garşy agentleriň utgaşmasy bolan we adatça kabel zawodlarynda bir tapgyrly silanyň özara baglanyşdyryş usullarynda ulanylýan garyşyk silanlar bar.
Şonuň üçin, silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýasynyň formulasiýasy, onuň düzümi örän çylşyrymly hasaplanmaýar we degişli maglumatlarda bar, ýöne degişli önümçilik formulalary, gutarnykly işläp düzmek üçin käbir düzedişlere sezewar bolýar, bu bolsa formuladaky komponentleriň roluny we olaryň iş netijeliligine we özara täsirine täsiriniň kanunyny doly düşünmegi talap edýär.
Kabel materiallarynyň köp görnüşlerinde, silan çarpaz baglanyşykly kabel materialy (iki basgançakly ýa-da bir basgançakly) ekstruziýada bolýan ýeke-täk himiki prosesler hasaplanýar, poliwinilhlorid (PVC) kabel materialy we polietilen (PE) kabel materialy ýaly beýleki görnüşlerde ekstruziýa granulýasiýasy fiziki garyşdyrma prosesi bolup durýar, hatda himiki çarpaz baglanyşdyrma we şöhlelendirme çarpaz baglanyşdyrma kabel materialy ekstruziýa granulýasiýasy prosesinde ýa-da ekstruziýa kabel ulgamynda himiki proses bolmaýar, şonuň üçin, deňeşdirilende, silan çarpaz baglanyşykly kabel materialyny we kabel izolýasiýasyny ekstruziýa etmekde prosesiň gözegçiligi has möhümdir.
4. Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa öndürmek prosesi
Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýasynyň önümçilik prosesi A materialyny gysgaça 1-nji suratda görkezmek bolar.
1-nji surat Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialynyň önümçilik prosesi A
Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýasynyň önümçilik prosesinde käbir esasy nokatlar:
(1) Guratmak. Polietilen smola az mukdarda suw saklaýandygy sebäpli, ýokary temperaturada ekstrudirlenende, suw silil toparlary bilen çalt reaksiýa girip, özara baglanyşyk döredýär, bu bolsa ereýän maddanyň akgynlygyny azaldýar we öňünden özara baglanyşyk döredýär. Taýýar material suw sowandan soň hem suw saklaýar, eger aýrylmasa, öňünden özara baglanyşyk döredip biler we şeýle hem guradylmaly. Guratmagyň hilini üpjün etmek üçin çuňňur guradyjy enjam ulanylýar.
(2) Ölçeg. Material formulasynyň takyklygy möhüm bolany üçin, adatça import edilen agramyň ýitirilmegini ölçeýän terazisi ulanylýar. Polietilen smolasy we antioksidant ölçelip, ekstruderiň iýmit portundan geçirilýär, silan we inisiator bolsa suwuk material nasosy bilen ekstruderiň ikinji ýa-da üçünji barreline inýeksiýa edilýär.
(3) Ekstruzion peýwing. Silan peýwing prosesi ekstruderde tamamlanýar. Ekstruderiň proses sazlamalary, şol sanda temperatura, wint kombinasiýa, wint tizligi we iýmitlendirme tizligi, peroksidiň wagtyndan öň parçalanmagy islenmeýän mahaly, ekstruderiň birinji bölümindäki materialyň doly eredip we deň derejede garyşdyrylyp bilinjekdigi we ekstruderiň ikinji bölümindäki doly deň derejede materialyň doly parçalanmalydygyny we peýwing prosesiniň tamamlanmalydygyny göz öňünde tutmalydyr. Ekstruderiň tipiki bölüminiň temperaturalary (LDPE) 1-nji tablisada görkezilen.
1-nji tablisa Iki basgançakly ekstruder zonalarynyň temperaturalary
| Iş zolagy | 1-nji zona | 2-nji zona | 3-nji zona ① | 4-nji zona | 5-nji zona |
| Temperatura P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Iş zolagy | 6-njy zona | 7-nji zona | 8-nji zona | 9-njy zona | Agzyň ölmegi |
| Temperatura °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①silanyň goşulýan ýeridir.
Ekstruder wintiniň tizligi materialyň ekstruderde saklanýan wagtyny we garyşdyryş täsirini kesgitleýär, eger saklanýan wagt gysga bolsa, peroksid parçalanmasy doly bolmaýar; eger saklanýan wagt gaty uzyn bolsa, ekstruderlenen materialyň ýapyşyklygy ýokarlanýar. Umuman, granulanyň ekstruderde ortaça saklanýan wagty başlangyç parçalanma ýarym ömründe 5-10 gezek gözegçilikde saklanmalydyr. Iýmitlendirme tizligi diňe bir materialyň saklanýan wagtyna däl, eýsem materialyň garyşdyrylmagyna we kesilmegine hem belli bir täsir edýär, degişli iýmitlendirme tizligini saýlamak hem örän möhümdir.
(4) Gaplama. Iki basgançakly silan özara baglanyşykly izolýasiýa materialy çyglylygy aýyrmak üçin alýumin-plastik kompozit haltalara gönüden-göni howada gaplanmaly.
5. Bir ädimli silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialyny öndürmek prosesi
Bir basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialy, onuň peýwing prosesi sebäpli kabel zawodynda kabel izolýasiýa ýadrosynyň ekstruziýasynda bolýar, şonuň üçin kabel izolýasiýa ekstruziýa temperaturasy iki basgançakly usuldan has ýokarydyr. Bir basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa formulasy başlangyç we silan hem-de materialyň kesilmeginiň çalt dispersiýasynda doly göz öňünde tutulsa-da, peýwing prosesi temperatura bilen kepillendirilmelidir, bu bolsa bir basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa önümçilik zawodynyň ekstruziýa temperaturasyny dogry saýlamagyň möhümdigini yzygiderli nygtaýar, umumy maslahat berilýän ekstruziýa temperaturasy 2-nji tablisada görkezilýär.
2-nji tablisa Her zonanyň bir basgançakly ekstruder temperaturasy (birlik: ℃)
| Zona | 1-nji zona | 2-nji zona | 3-nji zona | 4-nji zona | Flanş | Baş |
| Temperatura | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Bu, bir tapgyrly silan özara baglanyşykly polietilen prosesiniň gowşak taraplarynyň biridir, ol, adatça, kabelleri iki tapgyrda ekstrudirlemekde talap edilmeýär.
6. Önümçilik enjamlary
Önümçilik enjamlary proses gözegçiliginiň möhüm kepilidir. Silan çarpaz baglanyşykly kabelleriň önümçiligi proses gözegçiliginiň örän ýokary derejesini talap edýär, şonuň üçin önümçilik enjamlaryny saýlamak aýratyn möhümdir.
Iki basgançakly silan özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialynyň önümçiligi häzirki wagtda import edilen agramsyz agramly has ýerli izotropik parallel goşa wintli ekstruderdir, şeýle enjamlar prosesiň düzgünleşdirilmeginiň talaplaryna laýyk gelip biler, goşa wintli ekstruderiň uzynlygyny we diametrini saýlap, materialyň saklanýan wagtyny üpjün edip, import edilen agramsyz agramy saýlap, maddalaryň takyklygyny üpjün edip biler. Elbetde, enjamlaryň köp jikme-jikliklerine doly üns berilmeli.
Öň belläp geçişimiz ýaly, kabel zawodyndaky bir basgançakly silan çarpaz baglanyşykly kabel önümçilik enjamlary import edilýär, gymmat, ýerli enjam öndürijilerinde şuňa meňzeş önümçilik enjamlary ýok, sebäbi enjam öndürijileri bilen formula we proses barlagçylarynyň arasyndaky hyzmatdaşlygyň ýoklugydyr.
7.Silan tebigy çarpaz baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialy
Soňky ýyllarda işlenip düzülen silan tebigy çarpaz baglanyşykly polietilen izolýasiýa materialy bug ýa-da ýyly suwa batyrylmazdan, birnäçe günüň içinde tebigy şertlerde çarpaz baglanyşykly bolup biler. Adaty silan çarpaz baglanyşykly usuly bilen deňeşdirilende, bu material kabel öndürijileri üçin önümçilik prosesini azaldyp, önümçilik çykdajylaryny has-da azaldyp we önümçiligiň netijeliligini ýokarlandyryp biler. Silan tebigy çarpaz baglanyşykly polietilen izolýasiýa kabel öndürijileri tarapyndan barha köp ykrar edilýär we ulanylýar.
Soňky ýyllarda ýerli silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýasiýa kämilleşdi we köp mukdarda öndürildi, import edilen materiallar bilen deňeşdirilende baha babatda belli bir artykmaçlyklara eýe boldy.
7. 1 Silan tebigy çarpaz baglanyşykly polietilen izolýasiýalary üçin formula ideýalary
Silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýasiýalary iki tapgyrly prosesde öndürilýär, şol bir formula esas smoladan, başlangyçdan, silandan, antioksidantdan, polimerleşme ingibitorundan we katalizatordan ybarat. Silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýatorlarynyň formulasy A materialynyň silan peýwing tizligini ýokarlandyrmaga we silan ýyly suwly özara baglanyşykly polietilen izolýatorlaryna garanyňda has netijeli katalizatory saýlamaga esaslanýar. Has netijeli katalizator bilen utgaşdyrylan ýokary silan peýwing tizligine eýe bolan A materiallarynyň ulanylmagy silan özara baglanyşykly polietilen izolýatorynyň pes temperaturada we ýeterlik çyglylyk bolmadyk ýagdaýynda hem çalt peýwing etmegine mümkinçilik berer.
Import edilen silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýatorlary üçin A-materiallar kopolimerleşme arkaly sintez edilýär, bu ýerde silanyň mukdaryny ýokary derejede gözegçilikde saklap bolýar, şol bir wagtyň özünde silany peýläp ýokary peýläp alma tizligi bolan A-materiallaryny öndürmek kyn. Reseptde ulanylýan esasy smola, inisiator we silan dürli görnüşler we goşmak babatda üýtgedilip, sazlanmalydyr.
Rezisti saýlamak we onuň dozasyny sazlamak hem möhümdir, sebäbi silanyň peýwing tizliginiň ýokarlanmagy hökman has köp CC özara baglanyşyk reaksiýalaryna getirýär. Soňraky kabel ekstruziýasy üçin A materialynyň işleme akgynlygyny we ýüz ýagdaýyny gowulandyrmak maksady bilen, CC özara baglanyşyk we öňünden özara baglanyşyk netijeli öňüni almak üçin polimerleşme ingibitorynyň degişli mukdary gerek.
Mundan başga-da, katalizatorlar özara baglanyşyk tizligini ýokarlandyrmakda möhüm rol oýnaýar we geçiş metalsyz elementleri öz içine alýan netijeli katalizatorlar hökmünde saýlanmalydyr.
7. 2 Silanyň tebigy usulda özara baglanyşykly polietilen izolýasiýalarynyň özara baglanyş wagty
Silan tebigy özara baglanyşykly polietilen izolýasiýasynyň tebigy ýagdaýynda özara birikdirilmegini tamamlamak üçin gerek bolan wagt izolýasiýa gatlagynyň temperaturasyna, çyglylygyna we galyňlygyna baglydyr. Temperatura we çyglylyk näçe ýokary bolsa, izolýasiýa gatlagynyň galyňlygy şonça inçe, özara birikdirilme wagty şonça gysga we tersine, has uzak bolýar. Temperatura we çyglylyk sebitden sebite we möwsümden möwsüme üýtgeýänligi sebäpli, hatda şol bir ýerde we şol bir wagtda hem, şu günki we ertirki temperatura we çyglylyk tapawutly bolar. Şonuň üçin materialyň ulanylyşy wagtynda ulanyjy ýerli we bar bolan temperatura we çyglylyk, şeýle hem kabeliň aýratynlyklaryna we izolýasiýa gatlagynyň galyňlygyna görä özara birikdirilme wagtyny kesgitlemelidir.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 13-nji awgusty