1. Введение
EVA — это аббревиатура для сополимера этилена и винилацетата, полиолефинового полимера. Благодаря низкой температуре плавления, хорошей текучести, полярности и отсутствию галогенов, а также благодаря своей совместимости с различными полимерами и минеральными порошками, ряду механических и физических свойств, электрическим свойствам и балансу производительности обработки, а также невысокой цене, предложение на рынке достаточно, поэтому его можно использовать как изоляционный материал для кабелей, а также в качестве наполнителя, материала оболочки; его можно превратить в термопластичный материал и в термореактивный сшивающий материал.
Широкий спектр применения ЭВА, с антипиренами, может быть превращен в малодымный безгалогенный или галогенный топливный барьер; выберите ЭВА с высоким содержанием ВА в качестве базового материала, также может быть превращен в маслостойкий материал; выберите ЭВА с умеренным индексом расплава, добавьте в 2–3 раза больше наполнителя из ЭВА, чтобы добиться более сбалансированной производительности процесса экструзии и цены на кислородный барьерный (наполнительный) материал.
В данной статье рассматриваются структурные свойства ЭВА, введение его применения в кабельную промышленность и перспективы развития.
2. Структурные свойства
При синтезе изменение соотношения степени полимеризации n/m может дать содержание ВА от 5 до 90% ЭВА; увеличение общей степени полимеризации может дать молекулярную массу от десятков тысяч до сотен тысяч ЭВА; содержание ВА ниже 40% из-за наличия частичной кристаллизации, плохой эластичности, обычно известно как пластик ЭВА; когда содержание ВА больше 40%, резиноподобный эластомер без кристаллизации, обычно известен как резина ЭВМ.
1. 2 Свойства
Молекулярная цепь ЭВА представляет собой линейную насыщенную структуру, поэтому она обладает хорошей устойчивостью к тепловому старению, атмосферным воздействиям и озону.
Основная цепь молекулы EVA не содержит двойных связей, бензольного кольца, ацильных, аминогрупп и других групп, которые легко дымятся при горении, боковые цепи также не содержат метильных, фенильных, цианогрупп и других групп, которые легко дымятся при горении. Кроме того, сама молекула не содержит галогенных элементов, поэтому она особенно подходит для малодымной безгалогеновой резистивной топливной основы.
Большой размер группы винилацетата (ВА) в боковой цепи ЭВА и ее средняя полярность означают, что она как подавляет тенденцию виниловой основной цепи к кристаллизации, так и хорошо сочетается с минеральными наполнителями, что создает условия для высокоэффективных барьерных топлив. Это особенно актуально для малодымных и безгалогеновых резистов, поскольку для соответствия требованиям стандартов кабелей по огнестойкости необходимо добавлять антипирены с объемным содержанием более 50% [например, Al(OH)3, Mg(OH)2 и т. д.]. ЭВА со средним и высоким содержанием ВА используется в качестве основы для производства малодымных и безгалогеновых антипиренов с превосходными свойствами.
Так как боковая цепь винилацетатной группы (ВА) ЭВА является полярной, чем выше содержание ВА, тем более полярным является полимер и тем лучше маслостойкость. Маслостойкость, требуемая кабельной промышленностью, в основном относится к способности выдерживать неполярные или слабополярные минеральные масла. Согласно принципу подобной совместимости, ЭВА с высоким содержанием ВА используется в качестве базового материала для производства малодымного и безгалогенового топливного барьера с хорошей маслостойкостью.
Молекулы ЭВА в альфа-олефиновых атомах Н более активны, в пероксидных радикалах или под действием высокоэнергетического электронного излучения легко вступают в реакцию сшивания Н, превращаются в сшитый пластик или резину, могут быть изготовлены с высокими требованиями к эксплуатационным характеристикам специальных материалов для проводов и кабелей.
Добавление винилацетатной группы значительно снижает температуру плавления EVA, а количество коротких боковых цепей VA может увеличить текучесть EVA. Поэтому его экструзионные характеристики намного лучше, чем у молекулярной структуры аналогичного полиэтилена, что делает его предпочтительным базовым материалом для полупроводниковых экранирующих материалов и галогенных и безгалогеновых топливных барьеров.
2 Преимущества продукта
2. 1 Чрезвычайно высокая стоимость и производительность
Физические и механические свойства EVA, термостойкость, атмосферостойкость, озоностойкость, электрические свойства очень хороши. Выберите подходящий сорт, можно сделать термостойкий, огнестойкий, а также устойчивый к маслу, растворителю специальный кабельный материал.
В основном используется термопластичный материал EVA с содержанием VA от 15% до 46%, с индексом расплава от 0,5 до 4 классов. У EVA много производителей, много марок, широкий выбор вариантов, умеренные цены, достаточный запас, пользователям нужно только открыть раздел EVA на сайте, бренд, производительность, цена, место доставки на виду, можно выбрать, очень удобно.
EVA - это полиолефиновый полимер, из мягкости и использования сравнений производительности, а также полиэтиленовый (ПЭ) материал и мягкий поливинилхлоридный (ПВХ) кабельный материал похожи. Но дальнейшее исследование, вы найдете EVA и два вышеуказанных типа материала по сравнению с незаменимым превосходством.
2. 2 превосходная производительность обработки
EVA в применении кабеля - это материал для защиты кабеля среднего и высокого напряжения внутри и снаружи в начале, а затем расширенный до барьера для топлива без галогенов. Эти два типа материала с точки зрения обработки рассматриваются как «высоконаполненный материал»: материал для защиты из-за необходимости добавления большого количества проводящей сажи и увеличения его вязкости, текучесть резко упала; безгалогенное огнестойкое топливо необходимо добавлять большое количество безгалогенных огнестойких добавок, также вязкость безгалогенного материала резко увеличилась, текучесть резко упала. Решение состоит в том, чтобы найти полимер, который может вместить большие дозы наполнителя, но также имеет низкую вязкость расплава и хорошую текучесть. По этой причине EVA является предпочтительным выбором.
Вязкость расплава ЭВА с температурой обработки экструзии и скоростью сдвига увеличит быстрое снижение, пользователю нужно только отрегулировать температуру экструдера и скорость шнека, вы можете добиться отличной производительности проводных и кабельных изделий. Большое количество отечественных и зарубежных приложений показывают, что для высоконаполненного малодымного безгалогенного материала, поскольку вязкость слишком велика, индекс расплава слишком мал, поэтому для обеспечения хорошего качества экструзии можно использовать только экструзию с низким коэффициентом сжатия (коэффициент сжатия менее 1,3). Материалы ЭВМ на основе каучука с вулканизирующими агентами можно экструдировать как на резиновых экструдерах, так и на экструдерах общего назначения. Последующий процесс вулканизации (сшивания) может быть осуществлен либо путем термохимического (пероксидного) сшивания, либо путем сшивания с помощью облучения электронным ускорителем.
2. 3 Легко модифицировать и адаптировать
Провода и кабели есть везде, от неба до земли, от гор до моря. Потребители проводов и кабелей также предъявляют разнообразные и странные требования, хотя структура проводов и кабелей схожа, различия в их эксплуатационных характеристиках в основном отражаются в материалах изоляции и оболочки.
До сих пор, как в стране, так и за рубежом, мягкий ПВХ по-прежнему составляет подавляющее большинство полимерных материалов, используемых в кабельной промышленности. Однако с ростом осведомленности об охране окружающей среды и устойчивом развитии.
Материалы из ПВХ были сильно ограничены, ученые делают все возможное, чтобы найти альтернативные материалы ПВХ, наиболее перспективным из которых является ЭВА.
EVA можно смешивать с различными полимерами, а также с различными минеральными порошками и совместимыми технологическими добавками, смешанные продукты можно превращать в термопластичный пластик для пластиковых кабелей, а также в сшитую резину для резиновых кабелей. Разработчики рецептур могут основываться на требованиях пользователя (или стандарта), используя EVA в качестве базового материала, чтобы характеристики материала соответствовали требованиям.
3 Область применения ЭВА
3. 1 Используется как полупроводящий экранирующий материал для высоковольтных силовых кабелей.
Как мы все знаем, основным материалом экранирующего материала является проводящая сажа, в пластиковом или резиновом базовом материале добавление большого количества сажи серьезно ухудшит текучесть экранирующего материала и гладкость уровня экструзии. Чтобы предотвратить частичные разряды в высоковольтных кабелях, внутренние и внешние экраны должны быть тонкими, блестящими, яркими и однородными. По сравнению с другими полимерами, ЭВА может сделать это более легко. Причина этого в том, что процесс экструзии ЭВА особенно хорош, имеет хорошую текучесть и не склонен к явлению разрыва расплава. Экранирующий материал делится на две категории: обернутый снаружи проводником, называемым внутренним экраном, - с внутренним материалом экрана; обернутый снаружи изоляцией, называемой внешним экраном, - с внешним материалом экрана; материал внутреннего экрана в основном термопластичный Материал внутреннего экрана в основном термопластичный и часто основан на ЭВА с содержанием ВА от 18% до 28%; Материал внешнего экрана в основном сшитый и легко расслаивается, часто на основе ЭВА с содержанием ВА от 40% до 46%.
3. 2 Термопластичные и сшитые огнестойкие топлива
Термопластичный огнестойкий полиолефин широко используется в кабельной промышленности, в основном для галогенных или безгалогеновых требований морских кабелей, силовых кабелей и высококачественных строительных линий. Их долгосрочные рабочие температуры находятся в диапазоне от 70 до 90 °C.
Для силовых кабелей среднего и высокого напряжения 10 кВ и выше, которые имеют очень высокие требования к электрическим характеристикам, огнестойкие свойства в основном обеспечиваются внешней оболочкой. В некоторых экологически требовательных зданиях или проектах кабели должны иметь свойства низкого дыма, без галогенов, низкой токсичности или низкого дыма и низкого галогена, поэтому термопластичные огнестойкие полиолефины являются жизнеспособным решением.
Для некоторых специальных целей наружный диаметр не большой, термостойкость в 105 ~ 150 ℃ между специальным кабелем, более сшитый огнестойкий полиолефиновый материал, его сшивка может быть выбрана производителем кабеля в соответствии с их собственными условиями производства, как традиционный пар высокого давления или высокотемпературная соляная ванна, но также доступен электронный ускоритель облучения комнатной температуры сшитый способ. Его долгосрочная рабочая температура делится на 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ три файла, производственная установка может быть сделана в соответствии с различными требованиями пользователей или стандартами, безгалогеновый или галогенсодержащий топливный барьер.
Хорошо известно, что полиолефины являются неполярными или слабополярными полярными полимерами. Поскольку они похожи на минеральное масло по полярности, полиолефины в основном считаются менее устойчивыми к маслу в соответствии с принципом аналогичной совместимости. Однако многие стандарты кабелей в стране и за рубежом также предусматривают, что сшитые сопротивления также должны иметь хорошую устойчивость к маслам, растворителям и даже к масляным суспензиям, кислотам и щелочам. Это вызов для исследователей материалов, теперь, будь то в Китае или за рубежом, эти требовательные материалы были разработаны, и их базовым материалом является EVA.
3. 3 Материал, препятствующий проникновению кислорода
Многожильные кабели скручены и имеют много пустот между жилами, которые необходимо заполнить, чтобы обеспечить округлый вид кабеля, если заполнение внутри внешней оболочки выполнено из безгалогенового топливного барьера. Этот заполняющий слой действует как огнестойкий барьер (кислород), когда кабель горит, и поэтому в отрасли его называют «кислородным барьером».
Основными требованиями к материалу, препятствующему проникновению кислорода, являются: хорошие экструзионные свойства, хорошая безгалогеновая огнестойкость (кислородный индекс обычно выше 40) и низкая стоимость.
Этот кислородный барьер широко используется в кабельной промышленности уже более десяти лет и привел к значительному улучшению огнестойкости кабелей. Кислородный барьер может использоваться как для безгалогеновых огнестойких кабелей, так и для безгалогеновых огнестойких кабелей (например, ПВХ). Большой объем практики показал, что кабели с кислородным барьером с большей вероятностью выдерживают испытания на одиночное вертикальное горение и горение пучка.
С точки зрения состава материала этот материал, защищающий от кислорода, на самом деле является «сверхвысоконаполненным», поскольку для достижения низкой стоимости необходимо использовать высоконаполненный наполнитель, для достижения высокого кислородного индекса необходимо также добавлять большую долю (в 2–3 раза) Mg(OH)2 или Al(OH)3, а для хорошей экструзии необходимо выбрать ЭВА в качестве основного материала.
3. 4 Модифицированный полиэтиленовый материал оболочки
Полиэтиленовые оболочки подвержены двум проблемам: во-первых, они склонны к разрыву расплава (т. е. акульей коже) во время экструзии; во-вторых, они склонны к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Самое простое решение - добавить определенную долю ЭВА в рецептуру. используется как модифицированный ЭВА, в основном с низким содержанием ВА марки, его индекс расплава от 1 до 2 является подходящим.
4. Перспективы развития
(1) ЭВА широко используется в кабельной промышленности, ежегодный объем постепенно и устойчиво растет. Особенно в последнее десятилетие, из-за важности защиты окружающей среды, топливная стойкость на основе ЭВА быстро развивалась и частично заменила тенденцию кабельных материалов на основе ПВХ. Его превосходные показатели стоимости и превосходные показатели процесса экструзии трудно заменить любыми другими материалами.
(2) Годовое потребление EVA-смолы в кабельной промышленности приближается к 100 000 тонн, выбор сортов EVA-смолы, содержание VA от низкого до высокого будет использоваться, в сочетании с грануляцией кабельного материала размер предприятия невелик, распространение на каждом предприятии каждый год только в тысячах тонн EVA-смолы вверх и вниз, и, таким образом, не будет гигантским вниманием предприятий отрасли EVA. Например, наибольшее количество галогенного огнестойкого базового материала, основной выбор VA / MI = 28 / 2 ~ 3 EVA-смолы (например, EVA 265 # от США DuPont). И эта спецификация класса EVA до сих пор не существует отечественных производителей для производства и поставки. Не говоря уже о содержании VA выше 28 и индексе расплава менее 3 других EVA-смол производства и поставки.
(3) иностранные компании, производящие EVA, из-за отсутствия отечественных конкурентов, и цена долгое время была высокой, серьезно подавляя энтузиазм отечественного производства кабельных заводов. более 50% содержания VA в резиновом типе EVM, являются доминируемой иностранной компанией, и цена аналогична содержанию VA бренда в 2-3 раза. Такие высокие цены, в свою очередь, также влияют на количество этого резинового типа EVM, поэтому кабельная промышленность призывает отечественных производителей EVA, чтобы улучшить темпы внутреннего производства EVA. Больше производства отрасли было много использования смолы EVA.
(4) Опираясь на волну защиты окружающей среды в эпоху глобализации, кабельная промышленность считает EVA лучшим базовым материалом для экологически чистой топливной стойкости. Использование EVA растет со скоростью 15% в год, и перспективы очень многообещающие. Количество и темпы роста экранирующих материалов и производства силовых кабелей среднего и высокого напряжения и темпы роста, около 8% - 10% между; полиолефиновые стойкости быстро растут, в последние годы оставались на уровне 15% - 20% между, и в обозримом будущем в течение 5-10 лет, возможно, также сохранят этот темп роста.
Время публикации: 31 июля 2022 г.