โพลีเอทิลีนคลอริเนต (CPE) คืออะไร และใช้ในงานอะไรบ้าง?
วัสดุฉนวนสายเคเบิลแบบผสมระหว่างโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) และโพลีไดเมทิลไซลอกเซนที่เข้ากันได้ด้วยเอทิลเมทาคริเลต (EMA) (PDMS) เป็นวัสดุฉนวนสายเคเบิลที่ทนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติทางกล และคุณสมบัติทางความร้อนต่างๆ ของวัสดุผสมนี้ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าวัสดุผสมนี้สามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนความร้อนได้ และเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุยางซิลิโคนแล้ว มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีกว่า
เป็นเวลานานแล้วที่ผู้คนมองว่ายางซิลิโคนเป็นยางชนิดพิเศษสำหรับสายเคเบิลที่ใช้งานได้ในอุณหภูมิสูงและต่ำหลากหลายระดับ อย่างไรก็ตาม ราคาสูงของยางซิลิโคนเป็นข้อจำกัดในการใช้งาน
LDPE เป็นพลาสติกที่มีปริมาณมากที่สุดในอุตสาหกรรม มีต้นทุนต่ำและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะพอลิเมอร์ฉนวนในสายไฟและสายเคเบิลแรงดันปานกลางและต่ำ LDPE ไม่เพียงแต่มีต้นทุนต่ำเท่านั้น แต่ยังมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและค่าการสูญเสียค่อนข้างต่ำ มีความต้านทานสูง และมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 90 องศาเซลเซียส ทำให้ยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่ เช่น ยางสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBR) ยางบิวทิล (IR) นีโอพรีน (CR) และอื่นๆ สูญเสียส่วนแบ่งการตลาดไปบางส่วน เมื่อเทียบกับวัสดุฉนวนยางซิลิโคน การผสมโพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) และ LDPE มีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนต่ำเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย นอกจากความต้องการพิเศษของสายเคเบิลสำหรับการส่งกำลังไฟฟ้า การควบคุม และเครื่องมือวัดแล้ว ผู้คนยังได้พัฒนาวัสดุฉนวนพอลิเมอร์ใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกลและความทนทานต่อความร้อนของวัสดุสำหรับระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ (<10kV) ยังคงสูงกว่า
คุณสมบัติทางไฟฟ้ามีความสำคัญมากกว่า
ตัวอย่างเช่น ชั้นฉนวนของสายเคเบิลสำหรับเตาเผาควรมีเสถียรภาพที่ดีในด้านคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูง ในทำนองเดียวกัน ข้อกำหนดสำหรับสายเคเบิลที่มีควันน้อย ทนต่อน้ำมัน และทนไฟก็แตกต่างกัน ดังนั้น คุณสมบัติเฉพาะของสายเคเบิลจึงขึ้นอยู่กับโอกาสในการใช้งาน การเสื่อมสภาพจากการออกซิเดชันของยางและการก่อตัวของชั้นออกไซด์บนพื้นผิวจะเพิ่มการนำไฟฟ้า เนื่องจากหลังจากที่ยางถูกออกซิไดซ์แล้ว จะเกิดขั้วขึ้นระหว่างกลุ่มคาร์บอนแบล็ก
หมู่ฟังก์ชัน (เช่น หมู่คาร์บอกซิล) หมู่ฟังก์ชันเหล่านี้ช่วยลดระยะทางในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวัสดุสำหรับงานต่างๆ สำหรับฉนวนสายเคเบิล พารามิเตอร์ที่สำคัญคือค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ซึ่งจำกัดความสามารถของกระแสไฟฟ้าในการไหลผ่านชั้นฉนวน สำหรับกระแสตรง (DC) เห็นได้ชัดว่าการใช้วัสดุที่มีความต้านทานสูงสามารถลดความหนาของชั้นฉนวนได้ สำหรับกระแสสลับ (AC) ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการสูญเสียค่อนข้างต่ำ
ค่าการสูญเสียพลังงานยังส่งผลให้ความหนาของฉนวนลดลงด้วย
เอทิลเมทาคริเลต (EMA) สามารถถูกแทนที่ได้เป็นส่วนใหญ่ด้วยยางซิลิโคนในฐานะวัสดุฉนวน โดยใช้ส่วนผสมของ PDMS เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติทางกล และความทนทานต่อความร้อนที่หลากหลาย
มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับปริมาณสารเพิ่มความเข้ากันได้สำหรับส่วนผสม LDPE และ PDMSA (50:50)
1. ระบบป้องกันที่เสถียร CPE จะปล่อยไฮโดรเจนคลอไรด์เมื่อได้รับความร้อนหรือผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์ ดังนั้นจึงควรใช้สารกันเสียที่มีคุณสมบัติในการดูดซับกรดในสูตร เช่น แคลเซียมสเตียเรต แบเรียมสเตียเรต ไตรเบสิกตะกั่วซัลเฟต หรือแมกนีเซียมออกไซด์
2. ระบบพลาสติไซเซอร์ พลาสติไซเซอร์ประเภทเอสเทอร์มักใช้ใน CPEZ เช่น ไดออกทิลฟทาเลต (DOP) และไดออกทิลอะดิเพต (DOA) ค่าพารามิเตอร์การละลายของสารเหล่านี้ใกล้เคียงกับ CM มีคุณสมบัติที่ดี การใช้ DOA และ DOS ในยางสามารถทำให้ยางทนต่อความเย็นได้ดีเยี่ยม
3. ระบบการวัลคาไนซ์ของ CPE นั้น CPE เป็นยางอิ่มตัว และระบบการวัลคาไนซ์ด้วยกำมะถันทั่วไปไม่สามารถวัลคาไนซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบการวัลคาไนซ์ CPE ที่ใช้กันในยุคแรกคือระบบไทโอยูเรีย ซึ่งระบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือ Na-22 แต่ Na-22 มีอัตราการวัลคาไนซ์ช้า ประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพต่ำ มีค่าการเสียรูปถาวรสูง และยังเป็นสารก่อมะเร็งร้ายแรง อีกทั้งยังมีกลิ่นไม่พึงประสงค์ ทำให้มีการจำกัดการใช้งานในต่างประเทศ
4. ระบบเสริมแรงด้วยสารเติมแต่ง CPE เป็นยางชนิดหนึ่งที่ไม่สามารถเสริมแรงได้เอง จึงจำเป็นต้องใช้ระบบเสริมแรงเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ระบบเสริมแรงด้วยสารเติมแต่งของ CPE คล้ายกับกาวทั่วไป โดยสารเสริมแรงหลักๆ คือ ผงคาร์บอนแบล็กและผงคาร์บอนแบล็กสีขาว ผงคาร์บอนแบล็กสีขาวช่วยเพิ่มความต้านทานการฉีกขาดของ CPE และสามารถสร้างระบบเมทาเมทิลไวท์เพื่อเพิ่มการยึดเกาะระหว่าง CPE กับโครงสร้างได้ CPE มีคุณสมบัติในการเติมสารได้ดี และระบบเติมสารเติมแต่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต ผงทัลคัม ดินเหนียว เป็นต้น
วันที่โพสต์: 5 มกราคม 2023



