1. Введение
ЭВА — это аббревиатура сополимера этилена и винилацетата, полиолефинового полимера. Благодаря низкой температуре плавления, хорошей текучести, полярности и негалогенным элементам, а также совместимости с различными полимерами и минеральными порошками, ряду механических и физических свойств, электрических свойств и баланса производительности обработки, а цена не является высокой. высокий, предложение на рынке достаточно, поэтому как материал для изоляции кабеля, также может использоваться в качестве наполнителя, материала оболочки; может быть превращен в термопластичный материал и может быть превращен в термореактивный сшивающий материал.
Широкий спектр применения EVA, с антипиренами, может быть превращен в безгалогенный или галогенный топливный барьер с низким дымовыделением; выберите EVA с высоким содержанием VA в качестве основного материала, который также может быть превращен в маслостойкий материал; выберите индекс плавления умеренного EVA, добавьте в 2–3 раза наполнение антипиренами EVA, чтобы повысить производительность процесса экструзии и цену более сбалансированного материала с кислородным барьером (наполнителем).
В данной статье рассмотрены структурные свойства ЭВА, внедрение его применения в кабельной промышленности и перспективы развития.
2. Структурные свойства
При производстве синтеза изменение соотношения степени полимеризации н/м позволяет получить содержание ВА от 5 до 90% ЭВА; увеличение общей степени полимеризации может привести к увеличению молекулярной массы ЭВА от десятков тысяч до сотен тысяч; Содержание ВА ниже 40% из-за наличия частичной кристаллизации, плохой эластичности, широко известный как пластик ЭВА; когда содержание ВА превышает 40%, резиноподобный эластомер без кристаллизации широко известен как каучук EVM.
1. 2 Свойства
Молекулярная цепь ЭВА представляет собой линейную насыщенную структуру, поэтому она устойчива к тепловому старению, погодным условиям и озону.
Основная цепь молекулы ЭВА не содержит двойных связей, бензольного кольца, ацильных, аминогрупп и других легко дымящихся при горении групп, боковые цепи также не содержат легко дымящихся при горении метильных, фенильных, циано и других групп. Кроме того, сама молекула не содержит галогенных элементов, поэтому она особенно подходит для малодымной безгалогенной резистивной топливной основы.
Большой размер группы винилацетата (ВА) в боковой цепи ЭВА и ее средняя полярность означают, что она одновременно подавляет тенденцию виниловой основной цепи к кристаллизации и хорошо сочетается с минеральными наполнителями, что создает условия для создания высокоэффективных барьерных топлив. Это особенно актуально для резистов с низким дымовыделением и без галогенов, поскольку для соответствия требованиям кабельных стандартов необходимо добавлять антипирены с объемным содержанием более 50% [например, Al(OH) 3, Mg(OH) 2 и т. д.]. для огнестойкости. ЭВА со средним и высоким содержанием ВА используется в качестве основы для производства малодымного и безгалогенного огнестойкого топлива с превосходными свойствами.
Поскольку винилацетатная группа (ВА) боковой цепи 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 противостоять неполярным или слабополярным минеральным маслам. Согласно принципу аналогичной совместимости, этиленвинилацетат с высоким содержанием ВА используется в качестве базового материала для создания низкодымного и безгалогенного топливного барьера с хорошей маслостойкостью.
Молекулы ЭВА в исполнении атома H альфа-олефина более активны, в перекисных радикалах или эффекте электронного излучения высокой энергии легко принять реакцию сшивки H, стать сшитым пластиком или резиной, могут быть выполнены требовательные требования к производительности. из специальных проводов и кабельных материалов.
Добавление группы винилацетата приводит к значительному снижению температуры плавления ЭВА, а количество коротких боковых цепей ВА может привести к увеличению текучести ЭВА. Таким образом, его экструзионные характеристики намного лучше, чем у молекулярной структуры аналогичного полиэтилена, и он становится предпочтительным базовым материалом для полупроводниковых защитных материалов, а также галогенных и безгалогенных топливных барьеров.
2 Преимущества продукта
2.1 Чрезвычайно высокая стоимость
Физические и механические свойства ЭВА, термостойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, стойкость к озону, электрические свойства очень хорошие. Выберите подходящий сорт, который может быть изготовлен из термостойкого, огнестойкого материала, а также из специального кабельного материала, устойчивого к маслу и растворителям.
Чаще всего используется термопластичный материал ЭВА с содержанием ВА от 15% до 46% и индексом плавления от 0,5 до 4 классов. У EVA много производителей, много брендов, широкий выбор вариантов, умеренные цены, достаточный запас, пользователям нужно только открыть раздел EVA на веб-сайте, бренд, производительность, цена, место доставки с первого взгляда, вы можете выбрать, очень удобный.
EVA представляет собой полиолефиновый полимер, по мягкости и использованию сравнений характеристик, а также материал полиэтилена (PE) и мягкий кабельный материал из поливинилхлорида (ПВХ). Но при дальнейших исследованиях вы обнаружите, что EVA и два вышеперечисленных типа материала имеют по сравнению с ними незаменимое превосходство.
2. 2 отличная производительность обработки
EVA в кабельном применении начинается с экранирующего материала кабеля среднего и высокого напряжения внутри и снаружи, а затем расширяется до безгалогенного топливного барьера. Эти два типа материала с точки зрения обработки считаются «высоконаполненным материалом»: экранирующий материал из-за необходимости добавлять большое количество проводящей сажи и увеличивать его вязкость, ликвидность резко падала; безгалогенное огнезащитное топливо необходимо добавить большое количество безгалогенных антипиренов, а также вязкость безгалогенного материала резко увеличилась, ликвидность резко упала. Решение состоит в том, чтобы найти полимер, который может вмещать большие дозы наполнителя, но при этом имеет низкую вязкость расплава и хорошую текучесть. По этой причине EVA является предпочтительным выбором.
Вязкость расплава ЭВА с температурой экструзионной обработки и скоростью сдвига приведет к быстрому снижению, пользователю нужно только отрегулировать температуру экструдера и скорость шнека, вы можете добиться отличных характеристик проволочной и кабельной продукции. Большое количество отечественных и зарубежных применений показывает, что для высоконаполненного безгалогенного материала с низким дымом из-за слишком большой вязкости индекс расплава слишком мал, поэтому следует использовать только винт с низкой степенью сжатия (степень сжатия менее 1. 3) экструзия, чтобы обеспечить хорошее качество экструзии. Материалы ЭВМ на основе каучука с вулканизирующими добавками можно экструдировать как на экструдерах для резины, так и на экструдерах общего назначения. Последующий процесс вулканизации (сшивки) может осуществляться либо термохимической (пероксидной) сшивкой, либо сшивкой облучением электронного ускорителя.
2. 3 Легко модифицировать и адаптировать
Провода и кабели повсюду: от неба до земли, от гор до моря. Требования пользователей к проводам и кабелям также разнообразны и странны, хотя структура проводов и кабелей аналогична, различия в их 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 ПВХ сильно ограничены, ученые делают все возможное, чтобы найти альтернативные ПВХ материалы, наиболее перспективным из которых является ЭВА.
ЭВА 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 стандартах), используя EVA в качестве основного материала, чтобы характеристики материала соответствовали требованиям.
3 Область применения ЭВА
3.1 Используется в качестве полупроводникового экранирующего материала для высоковольтных силовых кабелей.
Как мы все знаем, основным материалом защитного материала является проводящая сажа. Добавление большого количества технического углерода в пластиковый или резиновый базовый материал серьезно ухудшит текучесть защитного материала и гладкость уровня экструзии. Для предотвращения частичных разрядов в высоковольтных кабелях внутренний и внешний экраны должны быть тонкими, блестящими, блестящими и однородными. По сравнению с другими полимерами, EVA делает это легче. Причина этого в том, что процесс экструзии EVA особенно хорош, имеет хорошую текучесть и не склонен к явлению разрыва расплава. Экранирующий материал делится на две категории: проводник обернут снаружи, называемый внутренним экраном – с материалом внутреннего экрана; обернут изоляцией снаружи, называемой внешним экраном – с материалом внешнего экрана; материал внутреннего экрана в основном термопластик. Материал внутреннего экрана в основном состоит из термопласта и часто основан на этиленвинилацетате с содержанием ВА от 18% до 28%; материал внешнего экрана в основном сшит и отслаивается и часто основан на этиленвинилацетате 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 обеспечения галогенных или безгалогенных требований к морским кабелям, силовым кабелям и высококачественным строительным линиям. Их длительная рабочая температура колеблется от 70 до 90 °C.
Для силовых кабелей среднего и высокого напряжения напряжением 10 кВ и выше, к которым предъявляются очень высокие требования к электрическим характеристикам, огнезащитные свойства в основном несет внешняя оболочка. В некоторых экологически требовательных зданиях или проектах кабели должны иметь низкий дым, не содержать галогенов, иметь низкую токсичность или иметь низкий дым и низкие свойства галогенов, поэтому термопластичные огнестойкие полиолефины являются жизнеспособным решением.
Для некоторых специальных целей внешний диаметр небольшой, термостойкость 105 ~ 150 ℃ между специальным кабелем, более сшитый огнестойкий полиолефиновый материал, его сшивка может быть выбрана производителем кабеля в соответствии с его собственными производственными условиями. , как традиционный пар высокого давления или высокотемпературная соляная ванна, так и доступный ускоритель электронов, облученный при комнатной температуре, сшитый способом. Его долгосрочная рабочая температура разделена на три файла 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃, производственная установка может быть изготовлена в соответствии с различными требованиями пользователей или стандартами, безгалогенным или галогенсодержащим топливным барьером.
Хорошо известно, что полиолефины представляют собой неполярные или слабополярные полярные полимеры. Поскольку по полярности они аналогичны минеральному маслу, полиолефины обычно считаются менее устойчивыми к маслам в соответствии с принципом аналогичной совместимости. Однако многие кабельные стандарты в стране и за рубежом также предусматривают, что сшитые сопротивления должны также иметь хорошую устойчивость к маслам, растворителям и даже к масляным суспензиям, кислотам и щелочам. Это сложная задача для исследователей материалов, поскольку сейчас, будь то в Китае или за рубежом, эти требовательные материалы были разработаны, и их базовым материалом является этиленвинилацетат.
3. 3 Материал, барьерный для кислорода
Многожильные многожильные кабели имеют множество пустот между жилами, которые необходимо заполнить для обеспечения округлого внешнего вида кабеля, если заполнение внешней оболочки выполнено из безгалогенного топливного барьера. Этот заполняющий слой действует как барьер для пламени (кислорода) при горении кабеля и поэтому известен в промышленности как «кислородный барьер».
Основными требованиями к кислородонепроницаемому материалу являются: хорошие экструзионные свойства, хорошая безгалогенная 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 можно использовать как для безгалогенных огнестойких кабелей, так и для безгалогенных огнестойких кабелей (например, из ПВХ). Большой объем практики показал, что кабели с кислородным барьером с большей вероятностью выдержат испытания на однократное вертикальное горение и горение пучков.
С точки зрения рецептуры материала, этот материал с кислородным барьером на самом деле является «наполнителем со сверхвысоким содержанием кислорода», поскольку для достижения низкой стоимости необходимо использовать наполнитель с высоким содержанием кислорода, а для достижения высокого индекса кислорода необходимо также добавить высокую долю (2–3 раза) Mg (OH) 2 или Al (OH) 3, и для хорошей экструзии необходимо выбрать EVA в качестве основного материала.
3.4 Модифицированный материал оболочки из полиэтилена
Материалы полиэтиленовой оболочки подвержены двум проблемам: во-первых, они склонны к разрушению расплава (например, акульей кожи) во время экструзии; во-вторых, они склонны к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Самое простое решение – добавить в рецептуру определенную долю ЭВА. используется в качестве модифицированного этиленвинилацетата, в основном с использованием марки с низким содержанием ВА, его индекс плавления составляет от 1 до 2.
4. Перспективы развития
(1) EVA широко используется в кабельной промышленности, годовой объем постепенно и устойчиво растет. Особенно в последнее десятилетие, из-за важности защиты окружающей среды, устойчивость к топливу на основе этиленвинилацетата получила быстрое развитие и частично заменила тенденцию использования кабельных материалов на основе ПВХ. Его превосходные экономические показатели и отличные характеристики процесса экструзии трудно заменить любыми другими материалами.
(2) годовое потребление смолы ЭВА в кабельной промышленности около 100 000 тонн, будет использоваться выбор сортов смолы ЭВА, содержание ВА от низкого до высокого, в сочетании с размером предприятия по гранулированию кабельного материала невелико, распространяется на каждом предприятии каждый год только в тысячах тонн смолы EVA вверх и вниз, и, таким образом, не будет гигантского внимания предприятия промышленности EVA. Например, наибольшее количество безгалогенного огнезащитного основного материала, основной выбор VA / MI = 28 / 2 ~ 3 смолы EVA (например, EVA 265 # от DuPont в США). И эта спецификация марки EVA пока не существует у отечественных производителей, которые ее могли бы производить и поставлять. Не говоря уже о содержании VA выше 28 и индексе плавления менее 3 в других производствах и поставках смол EVA.
(3) иностранные компании, производящие EVA, из-за отсутствия внутренних конкурентов, а цена уже давно высока, что серьезно подавляет энтузиазм по производству отечественного кабельного завода. более 50% содержания VA в каучуковом типе EVM доминирует иностранная компания, а цена аналогична содержанию VA бренда в 2-3 раза. Столь высокие цены, в свою очередь, также влияют на объемы производства ЭВА данного типа, поэтому кабельная промышленность призывает отечественных производителей ЭВА улучшить темпы внутреннего производства ЭВА. Больше продукции промышленности было много использования смолы ЭВА.
(4) Опираясь на волну защиты окружающей среды в эпоху глобализации, кабельная промышленность считает, что EVA является лучшим базовым материалом для обеспечения устойчивости к экологически чистому топливу. Использование EVA растет со скоростью 15% в год, и перспективы очень многообещающие. Количество и темпы роста производства защитных материалов, а также силовых кабелей среднего и высокого напряжения и темпы роста составляют от 8% до 10%; Устойчивость к полиолефинам быстро растет, в последние годы она оставалась на уровне 15–20%, и в обозримом будущем в течение следующих 5–10 лет, возможно, также сохранится этот темп роста.
Время публикации: 31 июля 2022 г.