Muhtasari: Kanuni ya kuunganisha, uainishaji, uundaji, mchakato na vifaa vya nyenzo za kuhami polyethilini iliyounganishwa kwa waya na kebo zimeelezewa kwa ufupi, na baadhi ya sifa za nyenzo za kuhami polyethilini iliyounganishwa kwa asili ya silane katika matumizi na matumizi pamoja na mambo yanayoathiri hali ya kuunganisha nyenzo yanaletwa.
Maneno Muhimu: Uunganishaji wa Silane; Uunganishaji wa asili; Polyethilini; Insulation; Waya na kebo
Nyenzo ya kebo ya polyethilini iliyounganishwa kwa msalaba ya Silane sasa inatumika sana katika tasnia ya waya na kebo kama nyenzo ya kuhami joto kwa nyaya za umeme zenye volteji ya chini. Nyenzo katika utengenezaji wa waya na kebo zilizounganishwa kwa msalaba, na peroksidi inayounganisha kwa msalaba na mionzi ikilinganishwa na vifaa vya utengenezaji vinavyohitajika ni rahisi, rahisi kufanya kazi, gharama ya chini ya kina na faida zingine, imekuwa nyenzo inayoongoza kwa kebo iliyounganishwa kwa msalaba yenye volteji ya chini yenye insulation.
1. Kanuni ya kuunganisha nyenzo za kebo zilizounganishwa msalaba wa Silane
Kuna michakato miwili mikuu inayohusika katika kutengeneza polyethilini iliyounganishwa msalaba ya silane: kupandikiza na kuunganisha msalaba. Katika mchakato wa kupandikiza, polima hupoteza atomi yake ya H kwenye atomi ya kaboni ya tatu chini ya hatua ya mwanzilishi huru na pyrolysis kuwa radicals huru, ambazo huguswa na kundi la – CH = CH2 la silane ya vinyl ili kutoa polima iliyopandikizwa yenye kundi la esta ya trioxysilyl. Katika mchakato wa kuunganisha msalaba, polima ya kupandikiza hutiwa hidrolisisi kwanza mbele ya maji ili kutoa silanol, na – OH hugandana na kundi la Si-OH lililo karibu ili kuunda kifungo cha Si-O-Si, hivyo kuunganisha makromolekuli za polima.
2. Nyenzo ya kebo iliyounganishwa kwa msalaba ya Silane na njia yake ya utengenezaji wa kebo
Kama unavyojua, kuna mbinu za uzalishaji wa hatua mbili na hatua moja kwa nyaya zilizounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane na nyaya zake. Tofauti kati ya mbinu ya hatua mbili na mbinu ya hatua moja iko katika mahali ambapo mchakato wa kupandikiza silane unafanywa, mchakato wa kupandikiza katika mtengenezaji wa nyenzo za kebo kwa njia ya hatua mbili, mchakato wa kupandikiza katika kiwanda cha kutengeneza kebo kwa njia ya hatua moja. Nyenzo ya kuhami polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane yenye sehemu kubwa zaidi ya soko imeundwa na kinachojulikana kama nyenzo za A na B, huku nyenzo A ikiwa polyethilini iliyopandikizwa kwa nyenzo za silane na B ikiwa kundi kuu la kichocheo. Kiini cha kuhami kisha huunganishwa kwa maji ya uvuguvugu au mvuke.
Kuna aina nyingine ya kihami cha polyethilini chenye hatua mbili kilichounganishwa na silane, ambapo nyenzo ya A huzalishwa kwa njia tofauti, kwa kuingiza silane ya vinyl moja kwa moja kwenye polyethilini wakati wa usanisi ili kupata polyethilini yenye minyororo yenye matawi ya silane.
Mbinu ya hatua moja pia ina aina mbili, mchakato wa jadi wa hatua moja ni aina mbalimbali za malighafi kulingana na fomula katika uwiano wa mfumo maalum wa kupima usahihi, katika extruder maalum iliyoundwa maalum katika hatua moja ili kukamilisha upandikizaji na uondoaji wa kiini cha insulation ya kebo, katika mchakato huu, hakuna chembechembe, hakuna haja ya ushiriki wa mitambo ya kebo, na kiwanda cha kebo kukamilisha peke yake. Vifaa hivi vya uzalishaji wa kebo vilivyounganishwa kwa njia ya silane ya hatua moja na teknolojia ya uundaji huingizwa zaidi kutoka nje ya nchi na ni ghali.
Aina nyingine ya nyenzo za kuhami joto za polyethilini zenye silane ya hatua moja huzalishwa na watengenezaji wa nyenzo za kebo, ni malighafi zote kulingana na fomula katika uwiano wa njia maalum ya kuchanganya pamoja, kufungasha na kuuzwa, hakuna nyenzo A na nyenzo B, mmea wa kebo unaweza kuwa moja kwa moja kwenye kiondoa joto ili kukamilisha hatua wakati huo huo kupandikiza na kutoa kiini cha kuhami joto cha kebo. Kipengele cha kipekee cha njia hii ni kwamba hakuna haja ya viondoa joto maalum vya gharama kubwa, kwani mchakato wa kupandikiza silane unaweza kukamilika katika kiondoa joto cha kawaida cha PVC, na njia ya hatua mbili huondoa hitaji la kuchanganya nyenzo A na B kabla ya kutoa joto.
3. Muundo wa uundaji
Uundaji wa nyenzo za kebo ya polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane kwa ujumla huundwa na resini ya nyenzo ya msingi, kianzishaji, silane, antioxidant, kizuizi cha upolimishaji, kichocheo, n.k.
(1) Resini ya msingi kwa ujumla ni resini ya polyethilini yenye msongamano mdogo (LDPE) yenye faharisi ya kuyeyuka (MI) ya 2, lakini hivi karibuni, kutokana na maendeleo ya teknolojia ya resini ya sintetiki na shinikizo la gharama, polyethilini yenye msongamano mdogo (LLDPE) pia imetumika au kutumika kwa sehemu kama resini ya msingi kwa nyenzo hii. Resini tofauti mara nyingi huwa na athari kubwa kwenye upachikaji na uunganishaji kutokana na tofauti katika muundo wao wa ndani wa molekuli, kwa hivyo uundaji utabadilishwa kwa kutumia resini tofauti za msingi au aina moja ya resini kutoka kwa wazalishaji tofauti.
(2) Kianzilishi kinachotumika sana ni diisopropili peroksidi (DCP), ufunguo ni kuelewa kiasi cha tatizo, kidogo sana kusababisha upandikizaji wa silane haitoshi; kikubwa sana kusababisha uunganishaji wa polyethilini, ambayo hupunguza utelezi wake, uso wa msingi wa insulation uliotolewa ni mgumu, na mfumo mgumu kubana. Kwa kuwa kiasi cha kianzilishi kilichoongezwa ni kidogo sana na nyeti, ni muhimu kukitawanya sawasawa, kwa hivyo kwa ujumla huongezwa pamoja na silane.
(3) Silane kwa ujumla hutumika silane isiyojaa ya vinyl, ikiwa ni pamoja na trimethoxysilane ya vinyl (A2171) na triethoxysilane ya vinyl (A2151), kutokana na kiwango cha haraka cha hidrolisisi cha A2171, kwa hivyo chagua watu zaidi wa A2171. Vile vile, kuna tatizo la kuongeza silane, watengenezaji wa sasa wa nyenzo za kebo wanajaribu kufikia kikomo chake cha chini ili kupunguza gharama, kwa sababu silane huingizwa, bei ni ghali zaidi.
(4) Kinga-oksidishaji ni kuhakikisha uthabiti wa usindikaji wa polyethilini na kebo ya kuzuia kuzeeka na iliyoongezwa, kinga-oksidishaji katika mchakato wa kupandikiza silane ina jukumu la kuzuia mmenyuko wa kupandikiza, kwa hivyo mchakato wa kupandikiza, kuongezwa kwa kinga-oksidishaji kuwa mwangalifu, kiasi kilichoongezwa kuzingatia kiasi cha DCP ili kuendana na uteuzi. Katika mchakato wa kuunganisha hatua mbili, kinga-oksidi nyingi zinaweza kuongezwa katika kundi kuu la kichocheo, ambalo linaweza kupunguza athari kwenye mchakato wa kupandikiza. Katika mchakato wa kuunganisha hatua moja, kinga-oksidishaji kipo katika mchakato mzima wa kupandikiza, kwa hivyo uchaguzi wa spishi na kiasi ni muhimu zaidi. Vinga-oksidishaji vinavyotumika sana ni 1010, 168, 330, nk.
(5) Kizuizi cha upolimishaji huongezwa ili kuzuia baadhi ya mchakato wa upandikizaji na uunganishaji wa athari za upande zinazotokea, katika mchakato wa upandikizaji kuongeza wakala wa kuzuia uunganishaji wa msalaba, kunaweza kupunguza kwa ufanisi kutokea kwa uunganishaji wa msalaba wa C2C, na hivyo kuboresha utelezi wa usindikaji, kwa kuongeza, kuongezwa kwa kipandikizi katika hali sawa kutatanguliwa na hidrolisisi ya silane kwenye kizuizi cha upolimishaji kunaweza kupunguza hidrolisisi ya polyethilini iliyopandikizwa, ili kuboresha utulivu wa muda mrefu wa nyenzo za kipandikizi.
(6) Vichocheo mara nyingi ni derivatives za organotini (isipokuwa uunganishaji asilia), kinachojulikana zaidi ni dibutyltin dilaurate (DBDTL), ambayo kwa ujumla huongezwa katika umbo la masterbatch. Katika mchakato wa hatua mbili, kipandikizi (nyenzo A) na kundi kuu la kichocheo (nyenzo B) hufungashwa kando na nyenzo A na B huchanganywa pamoja kabla ya kuongezwa kwenye kitoa nje ili kuzuia uunganishaji wa awali wa nyenzo A. Katika kesi ya insulation za polyethilini zilizounganishwa kwa silane ya hatua moja, polyethilini kwenye kifurushi bado haijapandikizwa, kwa hivyo hakuna tatizo la uunganishaji wa awali na kwa hivyo kichocheo hakihitaji kufungwa kando.
Kwa kuongezea, kuna silane zilizochanganywa zinazopatikana sokoni, ambazo ni mchanganyiko wa silane, kianzishaji, antioxidant, baadhi ya vilainishi na mawakala wa kuzuia shaba, na kwa ujumla hutumika katika mbinu za kuunganisha silane kwa hatua moja katika viwanda vya kebo.
Kwa hivyo, uundaji wa insulation ya polyethilini iliyounganishwa na silane, ambayo muundo wake hauzingatiwi kuwa mgumu sana na unapatikana katika taarifa husika, lakini uundaji unaofaa wa uzalishaji, unategemea marekebisho kadhaa ili kukamilika, ambayo yanahitaji uelewa kamili wa jukumu la vipengele katika uundaji na sheria ya athari zao kwenye utendaji na ushawishi wao wa pande zote.
Katika aina nyingi za vifaa vya kebo, nyenzo za kebo zilizounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane (hatua mbili au hatua moja) inachukuliwa kuwa aina pekee ya michakato ya kemikali inayotokea katika extrusion, aina zingine kama vile nyenzo za kebo ya polyvinyl hidrojeni (PVC) na nyenzo za kebo ya polyethilini (PE), mchakato wa chembechembe za extrusion ni mchakato wa kuchanganya kimwili, hata kama nyenzo za kebo zinazounganisha kwa njia ya msalaba na mionzi, iwe katika mchakato wa chembechembe za extrusion, au mfumo wa extrusion Cable, hakuna mchakato wa kemikali unaotokea, kwa hivyo, kwa kulinganisha, uzalishaji wa nyenzo za kebo zilizounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane na extrusion ya insulation ya kebo, udhibiti wa mchakato ni muhimu zaidi.
4. Mchakato wa uzalishaji wa insulation ya silane yenye hatua mbili iliyounganishwa na polyethilini
Mchakato wa uzalishaji wa insulation ya polyethilini yenye hatua mbili iliyounganishwa na silane A unaweza kuwakilishwa kwa ufupi na Mchoro 1.
Mchoro 1 Mchakato wa uzalishaji wa nyenzo za kuhami joto za silane zenye hatua mbili A
Baadhi ya mambo muhimu katika mchakato wa uzalishaji wa insulation ya polyethilini iliyounganishwa kwa silane yenye hatua mbili:
(1) Kukausha. Kwa kuwa resini ya polyethilini ina kiasi kidogo cha maji, inapotolewa kwenye halijoto ya juu, maji humenyuka haraka na vikundi vya silili ili kutoa uunganishaji mtambuka, ambao hupunguza utelezi wa kuyeyuka na hutoa uunganishaji wa awali. Nyenzo iliyomalizika pia ina maji baada ya kupoa kwa maji, ambayo pia inaweza kusababisha uunganishaji wa awali ikiwa haitaondolewa, na lazima pia ikaushwe. Ili kuhakikisha ubora wa ukaushaji, kitengo cha kukausha kwa kina kinatumika.
(2) Upimaji. Kwa kuwa usahihi wa uundaji wa nyenzo ni muhimu, kipimo cha uzani wa upotevu-katika-uzito kinachoagizwa kutoka nje kwa ujumla hutumiwa. Resini ya polyethilini na antioxidant hupimwa na kulishwa kupitia lango la kulisha la kitoaji, huku silane na kianzishaji hudungwa na pampu ya nyenzo kioevu kwenye pipa la pili au la tatu la kitoaji.
(3) Upandikizaji wa Extrusion. Mchakato wa upandikizaji wa silane unakamilika katika extruder. Mipangilio ya mchakato wa extruder, ikiwa ni pamoja na halijoto, mchanganyiko wa skrubu, kasi ya skrubu na kiwango cha kulisha, lazima ifuate kanuni kwamba nyenzo katika sehemu ya kwanza ya extruder zinaweza kuyeyushwa kikamilifu na kuchanganywa kwa usawa, wakati mtengano wa mapema wa peroksidi hautakiwi, na kwamba nyenzo sawa kabisa katika sehemu ya pili ya extruder lazima zioze kabisa na mchakato wa upandikizaji ukamilike. Halijoto ya kawaida ya sehemu ya extruder (LDPE) imeonyeshwa katika Jedwali 1.
Jedwali 1 Halijoto ya maeneo ya kutoa nje ya hatua mbili
| Eneo la kazi | Eneo la 1 | Eneo la 2 | Eneo la 3 ① | Eneo la 4 | Eneo la 5 |
| Halijoto P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Eneo la kazi | Eneo la 6 | Eneo la 7 | Eneo la 8 | Eneo la 9 | Kinywa hufa |
| Halijoto °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①ndipo ambapo silane huongezwa.
Kasi ya skrubu ya extruder huamua muda wa makazi na athari ya mchanganyiko wa nyenzo kwenye extruder, ikiwa muda wa makazi ni mfupi, mtengano wa peroksidi haujakamilika; ikiwa muda wa makazi ni mrefu sana, mnato wa nyenzo zilizotolewa huongezeka. Kwa ujumla, wastani wa muda wa makazi wa chembechembe kwenye extruder unapaswa kudhibitiwa katika mtengano wa mwanzo wa nusu ya maisha ya mara 5-10. Kasi ya kulisha sio tu ina athari fulani kwenye muda wa makazi wa nyenzo, lakini pia kwenye uchanganyaji na ukataji wa nyenzo, kuchagua kasi inayofaa ya kulisha pia ni muhimu sana.
(4) Ufungashaji. Nyenzo ya kuhami joto yenye hatua mbili iliyounganishwa na silane inapaswa kufungwa kwenye mifuko ya alumini-plastiki yenye mchanganyiko katika hewa ya moja kwa moja ili kuondoa unyevu.
5. Mchakato wa uzalishaji wa nyenzo za kuhami joto za silane zenye uhusiano wa msalaba wa hatua moja
Nyenzo ya kuhami ya polyethilini iliyounganishwa kwa silane yenye hatua moja kwa sababu ya mchakato wake wa kupandikiza iko kwenye uondoaji wa kiwanda cha kebo wa kiini cha kuhami kebo, kwa hivyo halijoto ya uondoaji wa kebo ni kubwa zaidi kuliko njia ya hatua mbili. Ingawa fomula ya kuhami ya polyethilini iliyounganishwa kwa silane yenye hatua moja imezingatiwa kikamilifu katika utawanyiko wa haraka wa kianzishaji na ukataji wa silane na nyenzo, lakini mchakato wa kupandikiza lazima uhakikishwe na halijoto, ambayo ni kiwanda cha uzalishaji wa insulation ya polyethilini iliyounganishwa kwa silane yenye hatua moja, kilisisitiza mara kwa mara umuhimu wa chaguo sahihi la halijoto ya uondoaji, halijoto ya jumla ya uondoaji inayopendekezwa imeonyeshwa katika Jedwali la 2.
Jedwali 2 Joto la kitoaji cha hatua moja cha kila eneo (kitengo: ℃)
| Eneo | Eneo la 1 | Eneo la 2 | Eneo la 3 | Eneo la 4 | Flange | Kichwa |
| Halijoto | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Huu ni mojawapo wa udhaifu wa mchakato wa polyethilini iliyounganishwa kwa silane ya hatua moja, ambayo kwa ujumla haihitajiki wakati wa kutoa nyaya katika hatua mbili.
6. Vifaa vya uzalishaji
Vifaa vya uzalishaji ni dhamana muhimu ya udhibiti wa mchakato. Uzalishaji wa nyaya zilizounganishwa kwa njia ya silane unahitaji kiwango cha juu sana cha usahihi wa udhibiti wa mchakato, kwa hivyo uchaguzi wa vifaa vya uzalishaji ni muhimu sana.
Uzalishaji wa nyenzo za kuhami za silane zenye uhusiano wa msalaba wa polyethilini zenye hatua mbili. Vifaa vya uzalishaji wa nyenzo, ambavyo kwa sasa vinatumika zaidi kama extruder ya ndani ya isotropiki sambamba na skrubu pacha zenye uzito usio na uzito kutoka nje, vifaa hivyo vinaweza kukidhi mahitaji ya usahihi wa udhibiti wa mchakato, uchaguzi wa urefu na kipenyo cha extruder ya skrubu pacha ili kuhakikisha kwamba nyenzo zinakaa kwa muda, uchaguzi wa uzani usio na uzito kutoka nje ili kuhakikisha usahihi wa viungo. Bila shaka kuna maelezo mengi ya vifaa ambayo yanahitaji kupewa umakini kamili.
Kama ilivyotajwa hapo awali, vifaa vya uzalishaji wa nyaya za silane zenye hatua moja katika kiwanda cha nyaya huagizwa kutoka nje, ni ghali, wazalishaji wa vifaa vya ndani hawana vifaa vya uzalishaji sawa, sababu ni ukosefu wa ushirikiano kati ya watengenezaji wa vifaa na watafiti wa fomula na michakato.
7. Nyenzo ya kuhami ya polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya asili ya Silane
Nyenzo ya kuhami joto ya polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane iliyotengenezwa katika miaka ya hivi karibuni inaweza kuunganishwa kwa njia ya msalaba chini ya hali ya asili ndani ya siku chache, bila kuzamishwa kwa mvuke au maji ya uvuguvugu. Ikilinganishwa na mbinu ya kitamaduni ya kuunganisha kwa njia ya msalaba ya silane, nyenzo hii inaweza kupunguza mchakato wa uzalishaji kwa watengenezaji wa kebo, na kupunguza zaidi gharama za uzalishaji na kuongeza ufanisi wa uzalishaji. Insulation ya polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane inazidi kutambuliwa na kutumiwa na watengenezaji wa kebo.
Katika miaka ya hivi karibuni, insulation ya polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya asili ya silane ya ndani imeiva na imetengenezwa kwa wingi, ikiwa na faida fulani kwa bei ikilinganishwa na vifaa vilivyoagizwa kutoka nje.
7. 1 Mawazo ya uundaji wa insulation za polyethilini zenye silane asilia zilizounganishwa kwa njia ya msalaba
Vihami vya polyethilini vilivyounganishwa kwa njia ya msalaba asilia vya Silane huzalishwa katika mchakato wa hatua mbili, ukiwa na uundaji sawa unaojumuisha resini ya msingi, kianzishaji, silane, antioxidant, kizuizi cha upolimishaji na kichocheo. Uundaji wa vihami vya polyethilini vilivyounganishwa kwa njia ya msalaba asilia vya silane unategemea kuongeza kiwango cha kupandikiza silane cha nyenzo ya A na kuchagua kichocheo chenye ufanisi zaidi kuliko vihami vya polyethilini vilivyounganishwa kwa njia ya maji ya joto ya silane. Matumizi ya nyenzo za A zenye kiwango cha juu cha kupandikiza silane pamoja na kichocheo chenye ufanisi zaidi yatawezesha kihami cha polyethilini kilichounganishwa kwa njia ya msalaba ya silane kuungana haraka hata katika halijoto ya chini na bila unyevu wa kutosha.
Nyenzo-A za vihami joto vya silane vilivyoingizwa kutoka nje kiasili hutengenezwa kwa kutumia copolymerisation, ambapo kiwango cha silane kinaweza kudhibitiwa kwa kiwango cha juu, ilhali uzalishaji wa nyenzo-A zenye viwango vya juu vya upachikaji kwa kutumia silane ni mgumu. Resini ya msingi, kianzishaji na silane inayotumika katika mapishi inapaswa kubadilishwa na kurekebishwa kulingana na aina na nyongeza.
Uchaguzi wa upinzani na marekebisho ya kipimo chake pia ni muhimu, kwani ongezeko la kiwango cha kupandikizwa kwa silane husababisha athari zaidi za upande wa kuunganisha CC. Ili kuboresha utelezi wa usindikaji na hali ya uso wa nyenzo A kwa ajili ya kutolewa kwa kebo inayofuata, kiasi kinachofaa cha kizuizi cha upolimishaji kinahitajika ili kuzuia kwa ufanisi kuunganisha CC na kuunganisha kabla ya hapo awali.
Zaidi ya hayo, vichocheo vina jukumu muhimu katika kuongeza kiwango cha kuunganisha na vinapaswa kuchaguliwa kama vichocheo bora vyenye vipengele vya mpito visivyo na metali.
7. 2 Muda wa kuunganisha silane na polyethilini iliyounganishwa kwa njia ya asili
Muda unaohitajika kukamilisha uunganishaji wa insulation ya polyethilini ya silane asilia iliyounganishwa katika hali yake ya asili unategemea halijoto, unyevunyevu na unene wa safu ya insulation. Kadiri halijoto na unyevunyevu zinavyoongezeka, ndivyo unene wa safu ya insulation unavyopungua, ndivyo muda mfupi wa uunganishaji unavyohitajika, na ndivyo ilivyo ndefu zaidi. Kadri halijoto na unyevunyevu vinavyotofautiana kutoka eneo hadi eneo na kutoka msimu hadi msimu, hata katika sehemu moja na kwa wakati mmoja, halijoto na unyevunyevu leo na kesho vitakuwa tofauti. Kwa hivyo, wakati wa matumizi ya nyenzo hiyo, mtumiaji anapaswa kubaini muda wa uunganishaji kulingana na halijoto na unyevunyevu wa ndani na uliopo, pamoja na vipimo vya kebo na unene wa safu ya insulation.
Muda wa chapisho: Agosti-13-2022