Wat is gechloreerd polyethyleen (CPE) en waar wordt het gebruikt?
Argonated polyethyleen (CPE) lagedichtheidpolyethyleen (LDPE) en een siliconenrubbermengsel, een kabelisolatiemateriaal, is een effectief hittebestendig kabelisolatiemateriaal. Dit mengsel is samengesteld uit lagedichtheidpolyethyleen (LDPE) en polydimethylsiloxaan (PDMS), gecompatibiliseerd met ethylmethacrylaat (EMA). Diverse elektrische, mechanische en thermische eigenschappen van het mengsel zijn onderzocht. De resultaten tonen aan dat het mengsel, vergeleken met siliconenrubber, gebruikt kan worden als thermisch isolatiemateriaal en een betere prijs-kwaliteitverhouding biedt.
Siliconenrubber wordt al lange tijd beschouwd als een speciaal rubber voor kabels, geschikt voor een breed temperatuurbereik, zowel hoog als laag. De hoge prijs van siliconenrubber beperkt echter het toepassingsgebied.
LDPE is het meest gebruikte plastic in de industrie. Het is goedkoop en heeft uitstekende elektrische eigenschappen, waardoor het veelvuldig wordt gebruikt als isolatiepolymeer in middenspannings- en laagspanningsdraden en -kabels. LDPE is niet alleen goedkoop, maar heeft ook een relatief lage diëlektrische constante en verliesfactor, een hoge soortelijke weerstand en uitstekende mechanische eigenschappen bij temperaturen onder de 90 °C. Hierdoor hebben de meeste synthetische rubbers, zoals styreen-butadieenrubber (SBR), butylrubber (IR), neopreen (CR) enzovoort, een deel van hun marktaandeel verloren. Vergeleken met siliconenrubberisolatiemateriaal heeft een mengsel van polydimethylsiloxaan (PDMS) en LDPE het voordeel van lage kosten, waardoor het geschikt is voor diverse toepassingen. Naast de specifieke eisen van kabels voor stroomtransmissie, besturing en instrumentatie, worden er continu nieuwe polymere isolatiematerialen ontwikkeld. De mechanische eigenschappen en hittebestendigheid van materialen voor laagspanningssystemen (<10 kV) zijn echter nog niet optimaal.
Elektrische eigenschappen zijn belangrijker.
Een voorbeeld hiervan is dat de isolatielaag van een kabel voor een oven een goede stabiliteit van de mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen moet hebben. Ook de eisen voor rookarme, oliebestendige en brandvertragende kabels verschillen. De toepassing van de kabel bepaalt dus de specifieke prestatie-eisen. De oxidatieve degradatie van het rubber en de vorming van een oxidelaag op het oppervlak verhogen de geleidbaarheid, omdat er na oxidatie van het rubber een polariteit ontstaat tussen de koolstofdeeltjes.
Groepen (zoals carboxylgroepen) zorgen voor een korter pad voor elektronen. Er zijn verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de materiaalkeuze voor een bepaalde toepassing. Wat kabelisolatie betreft, is een belangrijke parameter de permittiviteit. Deze beperkt het vermogen van de stroom om door de isolatielaag te lopen. Voor gelijkstroom (DC) is het duidelijk dat het gebruik van materialen met een hoge weerstand de dikte van de isolatielaag kan verminderen; voor wisselstroom (AC) zijn de relatieve permittiviteit en het verlies relatief laag.
De dissipatiefactor vermindert ook de isolatiedikte.
Ethylmethacrylaat (EMA) kan grotendeels worden vervangen door siliconenrubber als isolatiemateriaal door gebruik te maken van PDMS-mengsels, vanwege de diverse elektrische en mechanische eigenschappen en de hittebestendigheid.
Dezelfde hoeveelheid is effectief als compatibilisator voor mengsels van LDPE en PDMSA (50:50).
1. Stabiel beschermingssysteem: CPE zal waterstofchloride vrijgeven bij verhitting of vulkanisatie. Daarom moeten stabilisatoren met een zuurabsorberende werking in de formule worden gebruikt, zoals calciumstearaat, bariumstearaat, tribasisch loodsulfaat of magnesiumoxide.
2. Plastificatiesysteem. Ester-plastificeerders, zoals dioctylftalaat (DOP) en dioctyladipaat (DOA), worden vaak gebruikt in CPEZ. Hun oplosbaarheidsparameters liggen dicht bij die van CM. Goede capaciteit. Het gebruik van DOA en DOP in het rubber kan het rubber een uitstekende koudebestendigheid geven.
3. Het vulkanisatiesysteem van CPE. CPE is een verzadigd rubber en het gangbare zwavelvulkanisatiesysteem kan het niet effectief vulkaniseren. Het vroegste vulkanisatiesysteem voor CPE is het thioureumsysteem, waarvan Na-22 het meest effectief is. Na-22 heeft echter een trage vulkanisatiesnelheid, slechte verouderingseigenschappen, een hoge compressievervorming en is een ernstige kankerverwekkende stof. Het produceert een onaangename geur en het gebruik ervan is in het buitenland beperkt.
4. Versterkingssysteem: CPE is een soort niet-zelfversterkend rubber, dat een versterkingssysteem nodig heeft om een betere sterkte te bereiken. Het versterkingssysteem is vergelijkbaar met dat van algemene lijm. Het versterkingsmiddel bestaat voornamelijk uit roet en wit roet. Wit roet kan de scheurweerstand van CPE verbeteren en kan een metamethylwit systeem vormen om de hechting tussen CPE en het skelet te verbeteren. CPE heeft een hoog vulvermogen en het versterkingssysteem omvat hoofdzakelijk calciumcarbonaat, talkpoeder, klei, enz.
Geplaatst op: 05-01-2023
