Vật liệu cách điện polyetylen liên kết ngang bằng silan (XLPE) là một loại vật liệu cách điện nhiệt rắn được sử dụng trong cáp điện. Chúng được sản xuất bằng cách liên kết ngang hóa học các phân tử polyetylen bằng các hợp chất silan, chuyển đổi cấu trúc phân tử tuyến tính của polyetylen thành mạng lưới ba chiều. Quá trình này giúp tăng cường độ ổn định nhiệt, độ bền cơ học và các đặc tính điện của vật liệu, làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, từ truyền tải điện áp thấp đến cao và cả hệ thống ô tô.
Việc sản xuất vật liệu composite cáp polyetylen liên kết ngang bằng silan (XLPE) đối mặt với những thách thức kỹ thuật quan trọng, bao gồm kiểm soát quá trình liên kết ngang trước đó, tối ưu hóa độ co ngót nhiệt, điều chỉnh độ kết tinh và độ ổn định của quy trình. Những tiến bộ gần đây trong khoa học vật liệu và phương pháp sản xuất đang giải quyết những trở ngại này, cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm và năng suất xử lý.
1. Tiền liên kết chéo và giảm thiểu hiện tượng cháy xém
Thử thách:Trong quy trình Sioplas, việc tiếp xúc với độ ẩm trong quá trình trộn và ép đùn các phần A và B có thể gây ra các phản ứng thủy phân và ngưng tụ sớm. Điều này dẫn đến sự liên kết ngang trước không kiểm soát, làm tăng độ nhớt nóng chảy, khả năng chảy kém, bề mặt thô ráp và làm suy giảm các đặc tính cách điện như điện áp đánh thủng thấp hơn.
Giải pháp:
Tích hợp phụ gia bôi trơn:Kết hợphạt nhựa tổng hợp gốc silicon, chẳng hạn nhưPhụ gia xử lý gốc silicon của SILIKELYPA-208C giúp cải thiện hiệu quả khả năng chảy của nhựa nóng chảy, giảm độ bám dính của nhựa nóng chảy vào trục vít và khuôn dập, đồng thời ngăn ngừa hiệu quả hiện tượng liên kết ngang trước khi hàn mà không ảnh hưởng đến chất lượng liên kết ngang cuối cùng.
Phụ gia silicon LYPA-208CCó khả năng chống liên kết chéo trước mạnh mẽ mà không ảnh hưởng đến chất lượng liên kết chéo cuối cùng.
Hạt nhựa silicone LYPA-208C giúp loại bỏ các khuyết tật bề mặt như "vết sần sùi" và tăng cường độ mịn của bề mặt.
Phụ gia gốc silicone LYPA-208C giúp giảm đáng kể mô-men xoắn khi ép đùn và ngăn ngừa hiện tượng quá tải động cơ.
Phụ gia Siloxan LYPA-208CTăng cường độ ổn định và năng suất của dây chuyền ép đùn.
Tối ưu hóa độ chênh lệch nhiệt độ:Việc phân vùng nhiệt độ thùng ép đùn trong khoảng từ 140°C đến 180°C giúp giảm thiểu hiện tượng quá nhiệt cục bộ. Giảm thời gian lưu trú ở các vùng nhiệt độ cao hơn nữa sẽ làm giảm nguy cơ hình thành liên kết ngang sớm.
Quy trình hai bước:Việc sử dụng phương pháp hai bước, trong đó silan được ghép vào polyetylen trước khi ép đùn, giúp giảm áp lực liên quan đến việc ghép silan trực tiếp trong quá trình sản xuất, từ đó giảm khả năng hình thành liên kết ngang trước trong quá trình ép đùn so với các phương pháp một bước.
2. Tối ưu hóa hiệu suất co ngót nhiệt
Thử thách:Sự co ngót quá mức của lớp cách điện có thể dẫn đến biến dạng cấu trúc và hỏng hóc điện, liên quan đến định hướng tinh thể và động lực làm mát.
Giải pháp:
Hệ thống làm mát đa tầng:Việc sử dụng một chuỗi các giai đoạn làm nguội bằng nước nóng, ấm và lạnh giúp làm chậm tốc độ kết tinh, quản lý hiệu quả sự chênh lệch nhiệt độ và giảm sự co ngót.
Điều chỉnh thông số ép đùnViệc sử dụng máy đùn có tỷ lệ chiều dài trên đường kính cao (≥30:1) giúp kéo dài thời gian giữ chất nóng chảy, ngăn chặn sự kết tinh không mong muốn. Sử dụng khuôn ép cho các loại cáp nhỏ hơn (≤6mm²) giúp giảm thiểu sự kết tinh do định hướng, từ đó kiểm soát độ co ngót tốt hơn.
Lựa chọn vật liệu:Việc sử dụng polyetylen liên kết ngang bằng silan hai bước cho phép kiểm soát tốt hơn quá trình kết tinh, góp phần cải thiện độ ổn định nhiệt.
3. Cân bằng giữa độ kết tinh và tính chất cơ học
Thử thách:Độ kết tinh cao gây ra hiện tượng giòn, trong khi độ kết tinh không đủ làm giảm khả năng chịu nhiệt.
Giải pháp:
Kiểm soát nhiệt độ nóng chảy:Việc nâng nhiệt độ nóng chảy lên 190°C–210°C với thời gian giữ nhiệt kéo dài sẽ làm giảm sự hình thành mầm tinh thể, tuy nhiên cần phải quản lý cẩn thận để ngăn ngừa sự liên kết chéo sớm.
Thiết kế hạt nhựa Catalyst Masterbatch:Việc sử dụng máy đùn trục vít đôi đảm bảo sự phân tán đồng đều các chất xúc tác organotin, tối ưu hóa sự tương tác giữa liên kết ngang và độ kết tinh để nâng cao các tính chất cơ học.
4. Nâng cao tính ổn định của quy trình
Thử thách:Tính nhạy cảm với các biến động trong quá trình sản xuất gây ra sự không ổn định về áp suất ép đùn và các khuyết tật bề mặt.
Giải pháp:
Nâng cấp trang thiết bị:Việc sử dụng hệ thống trộn thùng hình nón kép đảm bảo sự phân tán đồng đều các chất phụ gia silane, với thời gian trộn vượt quá 2,5 giờ để đạt được độ đặc tối ưu.
Giám sát thời gian thực:Việc giám sát liên tục dòng điện và tốc độ quay của vít cho phép điều chỉnh kịp thời các cài đặt nhiệt độ và quy trình làm sạch khuôn, duy trì điều kiện xử lý ổn định.
Xu hướng ngành và triển vọng tương lai của ngành sản xuất cáp XLPE
Việc tích hợp quy trình hai bước kết hợp với các chất phụ gia chức năng, chẳng hạn như các hạt nhựa gốc silicon, đã nổi lên như một chiến lược hàng đầu để khắc phục những thách thức trong quá trình sản xuất cáp XLPE. Những cải tiến này được cho là đã làm tăng năng suất sản xuất lên hơn 10-20% trong các ứng dụng thí điểm, nâng cao độ tin cậy của cáp XLPE trong lĩnh vực truyền tải điện và ô tô. Trong tương lai, các nhà sản xuất đang tập trung vào nghiên cứu và phát triển các công nghệ làm mát thích ứng và điều khiển quy trình thông minh để tiếp tục hoàn thiện hiệu suất vật liệu XLPE, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các loại cáp hiệu suất cao.
Bằng cách áp dụng các chiến lược xử lý tiên tiến và những đổi mới về vật liệu này, các nhà sản xuất có thể nâng cao đáng kể hiệu quả và chất lượng sản xuất cáp XLPE, đảm bảo cung cấp các sản phẩm vượt trội đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng điện hiện đại.
For the method to optimize XLPE cable processing and surface performance, contact SILIKE Tel: +86-28-83625089 or via email: amy.wang@silike.cn, or visit the website www.siliketech.com to learn more. Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd – A pioneering Chinese silicone additive specialist with many years of expertise in wire and cable compounds.
Nâng cao năng suất và hiệu năng cáp—hãy lựa chọnCác chất hỗ trợ xử lý silicon SILIKE dành cho dung dịch hợp chất cáp XLPE của bạn.
Cho dù mục tiêu của bạn là tối ưu hóa hiệu quả sản xuất, ngăn ngừa hiện tượng liên kết chéo sớm trong XLPE, loại bỏ các khuyết tật bề mặt như "vân da cá mập", nâng cao tính thẩm mỹ bề mặt hay giảm thời gian ngừng hoạt động, các hạt nhựa silicone SILIKE đều mang lại lợi thế về hiệu suất mà dây chuyền sản xuất cáp XLPE của bạn cần.
Thời gian đăng bài: 10/04/2025
