یک ژاکت LSZH که روی قرقره بی عیب و نقص به نظر می رسد همچنان می تواند در تست کشش در خط تولید کننده کابل شکست بخورد یا حباب های سطحی ایجاد کند که به نظر می رسد هیچ تنظیم قالبی آنها را برطرف نمی کند. علت به ندرت اکسترودر است. در فرمول ترکیب و فرآیند تولید که پودرهای خام را به گلوله تبدیل می کند، بیشتر در بالادست قرار دارد.
نتیجه گیری اول: عملکرد آتش، خواص مکانیکی و فرآیند پذیری یک ترکیب LSZH در نیمکت فرمولاسیون و خط ترکیب تصمیم می گیرند، نه در اکسترودر کابل. اگر مواد LSZH را انتخاب میکنید یا منبع آن را تهیه میکنید، درک این مراحل به شما کمک میکند پنجرههای اکستروژن واقعی را تنظیم کنید، نتایج بازرسی دریافتی را تفسیر کنید و قضاوت کنید که آیا یک تامینکننده میتواند دستههای ثابتی را تحویل دهد.
LSZH مخفف کم دود، هالوژن صفر است. این ترکیبات بر پایه پلی اولفین و فاقد کلر، برم و سایر هالوژن هستند. هنگامی که کابل می سوزد، دود کمی ساطع می کند و هیچ گاز هالوژن خورنده ای ساطع نمی کند که از افراد و تجهیزات موجود در تونل ها، ساختمان ها، کشتی ها و مراکز داده محافظت می کند. این ایمنی با یک مبادله همراه است: فرمولاسیون نسبت به PVC نسبت به شرایط پردازش حساس تر است و تغییرات کوچک در کیفیت پرکننده، رطوبت یا اختلاط می تواند مستقیماً عملکرد مکانیکی را کاهش دهد.
چرا فرآیند به اندازه دستور غذا اهمیت دارد؟
یک برگه داده به شما می گوید که یک ترکیب LSZH باید چه چیزی را تحویل دهد، اما به شما نمی گوید که دسته چگونه ساخته شده است. اگر یکی با پراکندگی ضعیف پرکننده یا جذب رطوبت در طول بسته بندی ترکیب شده باشد، دو دسته با چگالی یکسان و شاخص اکسیژن محدود کننده یکسان همچنان می توانند در اکسترودر رفتار متفاوتی داشته باشند. دستور العمل و فرآیند دو نیمه از یک سیستم هستند و عملکرد نهایی کابل به هر دو بستگی دارد.
به همین دلیل است که سازندگان کابل با تجربه فراتر از نام درجه نگاه می کنند. آنها در مورد نوع خط ترکیب، مشخصات دمای مذاب، روش خشک کردن، و آزمایشهای کنترل کیفیت پشت هر لات میپرسند. در بخشهای زیر به اجزای اصلی یک فرمولاسیون LSZH، توالی تولید و متغیرهای فرآیندی که ثبات دسته به دسته را تعیین میکنند، میپردازیم.
اجزای اصلی یک فرمولاسیون LSZH
سیستم پلیمری پایه
اکثر فرمولاسیون های LSZH با اتیلن-وینیل استات (EVA) با محتوای وینیل استات بین 15 تا 28 درصد، همراه با پلی اتیلن با چگالی کم یا خطی با چگالی کم شروع می شوند. EVA انعطاف پذیری و قطبیت را فراهم می کند، که به ماتریس کمک می کند تا بارهای پرکننده بسیار بالایی را که برای بازدارندگی شعله لازم است بپذیرد. الاستومرهای پلی الفین گاهی اوقات برای بهبود انعطاف پذیری در دمای پایین اضافه می شوند، که برای درجه های کابل مقاوم در برابر سرما که در کاربردهای فضای باز یا ذخیره انرژی استفاده می شود، اهمیت دارد.
پرکننده های ضد شعله
عملکرد آتش یک ترکیب LSZH عمدتاً به پرکننده های هیدروکسید معدنی بستگی دارد. تری هیدروکسید آلومینیوم (ATH) تقریباً در دمای 200-220 درجه سانتیگراد به صورت گرماگیر تجزیه می شود و بخار آب آزاد می کند که گازهای قابل اشتعال را رقیق می کند. دی هیدروکسید منیزیم (MDH) در دمای بالای 330 درجه سانتیگراد تجزیه می شود که آن را برای درجه حرارت بالاتر و گریدهای متقابل مفید می کند. بارگیری کل پرکننده معمولاً به 50-65 درصد وزنی می رسد، بنابراین انتخاب پرکننده تأثیر عمده ای بر پردازش و خواص نهایی دارد.
| اموال | ATH (آلومینیوم تری هیدروکسید) | MDH (دی هیدروکسید منیزیم) |
|---|---|---|
| محدوده تجزیه معمولی | 200-220 درجه سانتیگراد | 330 درجه سانتیگراد و بالاتر |
| محدودیت دمای پردازش | پایین تر؛ مذاب را در حدود 220 درجه سانتیگراد نگه می دارد | بالاتر؛ اجازه می دهد تا در دمای بالای 220 درجه سانتیگراد ذوب شود |
| استفاده معمولی | گریدهای ترموپلاستیک 90-105 درجه سانتیگراد | 125-150 درجه سانتیگراد و گریدهای متقابل |
| هزینه | پایین تر | بالاتر |
افزودنی های کاربردی
عوامل جفت کننده، معمولاً سیلان ها یا پلی اولفین های ماله دار، سطح پرکننده را به ماتریس پلیمری می چسبانند و از کشیدگی در هنگام شکست محافظت می کنند. آنتی اکسیدان ها و غیرفعال کننده های فلزی از مواد در طول پیری حرارت محافظت می کنند. روان کننده ها ویسکوزیته را کاهش می دهند و کیفیت سطح را در هنگام اکستروژن بهبود می بخشند. برای گریدهای LSZH قابل اتصال، یک سیستم اتصال عرضی سیلان یا یک بسته حساس به تابش به جای آن اضافه می شود.
طراحی فرمولاسیون: معاوضه واقعاً به چه معناست
افزایش بار پرکننده باعث بهبود شاخص محدود کننده اکسیژن و کاهش تولید دود می شود، اما همچنین باعث کاهش استحکام کششی، ازدیاد طول و انعطاف پذیری می شود. این معامله اصلی هر فرمول LSZH است. درجه ای که به خوبی طراحی شده است، عملکرد مقاوم در برابر شعله را در سطح مورد نیاز استاندارد نگه می دارد و در عین حال از کشیدگی کافی برای نصب و خم شدن کابل قابل اعتماد حفظ می کند.
درجه بندی دما دومین بعد اصلی است. درجه 90 درجه سانتیگراد، درجه 105 درجه سانتیگراد، درجه 125 درجه سانتیگراد و درجه 150 درجه سانتیگراد هر کدام از نسبت های پلیمری، انتخاب های پرکننده و سیستم های آنتی اکسیدانی متفاوتی استفاده می کنند. به عنوان مثال، ترکیبی که برای 125 درجه سانتیگراد رتبه بندی شده است، از MDH یا یک سیستم پرکننده مخلوط و یک بسته تثبیت کننده دمای بالاتر استفاده می کند. منطق کاربردی مشابهی در مورد تفاوت بین ترکیبات عایق و غلاف صدق می کند: درجه های عایق بر مقاومت حجمی و استحکام دی الکتریک تأکید دارند، در حالی که درجات غلاف بر مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر روغن و انعطاف پذیری تحت تنش مکانیکی تأکید دارند.
LSZH ترموپلاستیک رایج ترین نوع است و در ذخیره سازی پایدار است و بازیافت آن آسان است. یک محصول معمولی مانند a ترکیب غلاف مقاوم در برابر شعله LSZH ترموپلاستیک به طور مستقیم بر روی اکسترودرهای تک پیچ معمولی پردازش می شود. برای کاربردهایی که به مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر روغن و مقاومت در برابر تغییر شکل تحت گرما نیاز دارند، نسخه های متقاطع ترجیح داده می شوند. یک مواد عایق LSZH با تابش متقابل به عنوان مثال، شکل و خواص دی الکتریک خود را پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دمای بالا حفظ می کند، به همین دلیل است که LSZH متقابل در کاربردهای سیم خودرو و ساختمان رایج است.
عمده فروشی ML-FJ1051 105 ℃ عایق ضد شعله LSZH متصل به تابش ما چین عمده فروشی ML-FJ1051 105 ℃ تابش متقاطع LSZH مواد عایق مقاوم در برابر شعله تامین کنندگان، کارخانه، Hangzhou Mei... مشاهده محصول → عمده فروشی ML-TH9001 ترموپلاستیک LSZH تامین کننده مواد غلاف مقاوم در برابر شعله ما چین عمده فروشی ML-TH9001 مواد غلاف مقاوم در برابر شعله ترموپلاستیک LSZH تامین کنندگان، کارخانه، Hangzhou Meilin New Materials Te... مشاهده محصول → گام به گام فرآیند تولید LSZH
تولید ترکیب LSZH از همان مسیر کلی استفاده می شود که برای اکثر ترکیبات پلی اولفین پر شده استفاده می شود، اما بارگذاری پرکننده بالا و حساسیت پرکننده های معدنی هر مرحله را حیاتی می کند.
بازرسی و خشک کردن مواد اولیه
پرکننده های ورودی از نظر توزیع اندازه ذرات، خلوص و محتوای رطوبت بررسی می شوند. ذرات ATH 1-2 میکرومتری به طور یکنواخت پراکنده می شوند و خواص مکانیکی بهتری نسبت به گریدهای درشت تر ایجاد می کنند. از آنجایی که ATH رطوبت هوا را جذب می کند، سیلوها و بسته بندی باید محافظت شوند و اغلب قبل از اختلاط خشک کردن لازم است.
پیش اختلاط و کوپلینگ
پلیمرها، پرکننده ها و مواد افزودنی در یک میکسر با سرعت بالا وزن شده و مخلوط می شوند. این مرحله ای است که معمولاً عوامل جفت کننده اضافه می شوند و سطح پرکننده را با یک لایه نازک سیلان یا ماله دار می پوشانند. زمان اختلاط و دمای تخلیه بر نحوه توزیع یکنواخت عامل کوپلینگ تأثیر میگذارد و پیش اختلاط ضعیف میتواند باعث ایجاد ذرات پرکننده آگلومره شده شود که در گلوله نهایی زنده میمانند.
ترکیب و گندله سازی
پیش مخلوط در یک اکسترودر دو مارپیچ همگن ذوب شده و همگن می شود، سپس سرد شده و به صورت گلوله بریده می شود. دمای مذاب باید بالاتر از نقطه پلاستیک سازی پلیمر باشد اما بسیار پایین تر از دمای تجزیه پرکننده باشد. برای سیستمهای مبتنی بر ATH، دمای مذاب بالاتر از حدود 220 درجه سانتیگراد شروع به ایجاد حفرههای ریز و زبری سطحی میکند که بعداً به صورت ازدیاد طول ضعیف ظاهر میشوند. رابطه بین پارامترهای ترکیب و رفتار کابل نهایی با جزئیات بیشتری در مقاله ما در مورد چگونگی تأثیر پراکندگی پرکننده بر یکپارچگی LSZH اکسترود شده بررسی شده است.
پس از گلوله سازی، گلوله ها بلافاصله خشک و بسته بندی می شوند. رطوبت جذب شده به گلوله ها باعث ایجاد حباب و حفره در حین اکستروژن کابل می شود، به خصوص در کاربردهای عایق که دیوار نازک است و نیازهای دی الکتریک سخت است.
ردیابی دسته ای
هر دسته با درجه، تاریخ تولید و شماره لات برچسب گذاری شده است تا بتوان نتایج آزمایشگاه کنترل کیفیت را به مقدار مواد خام خاص و شرایط فرآیند ردیابی کرد. این قابلیت ردیابی زمانی ضروری است که یک مشتری انحراف دارایی را گزارش کند که باید بررسی شود.
متغیرهای فرآیند بحرانی در خط مرکب
چهار متغیر مستحق توجه ویژه هستند زیرا اکثر مشکلات کیفیت LSZH را توضیح می دهند.
- دمای ذوب ماندن در پنجره پردازش، معمولاً 150-200 درجه سانتیگراد برای سیستم های EVA پر شده با ATH، هم خواص مکانیکی و هم کیفیت سطح را حفظ می کند. گرمای بیش از حد، پرکننده را تجزیه کرده و بخار آب را در داخل مذاب آزاد می کند.
- طراحی برشی و پیچ. برش زیاد به پراکندگی پرکننده ها کمک می کند اما دمای مذاب را نیز افزایش می دهد. عناصر پیچ و سرعت باید با فرمول مطابقت داشته باشند. اختلاط بیش از حد تهاجمی می تواند پلیمر را تخریب کند.
- کنترل رطوبت. هم پرکننده های خام و هم گلوله های تمام شده به راحتی رطوبت را جذب می کنند. شرایط نگهداری، دمای خشک شدن و بسته بندی همگی بر محصول نهایی تأثیر می گذارند.
- فعال سازی کراس لینک ترکیبات LSZH قابل اتصال متقابل سیلان نباید در طول ترکیب شدن، پیوند عرضی زودرس داشته باشند. دما و زمان افزودن سیلان به گونه ای کنترل می شود که اتصال عرضی فقط از خط اکستروژن سازنده کابل شروع می شود.
سازندگان کابل نیز اثرات این متغیرها را روی خطوط خود می بینند. همین ترکیب می تواند در یک اکسترودر تک پیچ با یک پیچ مانع در مقابل یک پیچ کم فشار رفتار متفاوتی داشته باشد. تجربه عملی با پروفیل های دما و سرعت پیچ در بررسی ما از چالش های رایج اکستروژن LSZH در کابل های ارتباطی مستند شده است.
کنترل کیفیت: تست هایی که مهم هستند
سازندگان معتبر LSZH هر دسته را قبل از انتشار آن را برای مجموعه مشخصی از خواص آزمایش می کنند. جدول زیر آزمایش هایی را که سازندگان کابل باید در یک برگه داده معمولی انتظار داشته باشند و آنچه که هر آزمایش نشان می دهد را فهرست می کند.
| تست کنید | آنچه را تأیید می کند | هدف معمولی (راهنما) |
|---|---|---|
| استحکام کششی | یکپارچگی مکانیکی ژاکت یا عایق | حداقل 9 مگاپاسکال قبل و بعد از پیری |
| ازدیاد طول در هنگام شکست | انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ترک خوردگی در حین نصب | حداقل 125-150٪، بسته به درجه |
| محدود کردن شاخص اکسیژن | بازدارندگی نسبی این ترکیب | 28-32٪ یا بالاتر، بسته به درجه |
| تراکم | سازگاری بارگذاری پرکننده بین دسته ها | در محدوده مشخصات سخت |
| پیری گرما | خواص پس از قرار گرفتن در معرض حرارتی طولانی مدت حفظ می شود | تغییر کم پس از 7-10 روز در دمای نامی |
آزمایش های مربوط به آتش سوزی به اندازه آزمایش های مکانیکی مهم هستند. محدود کردن شاخص اکسیژن ابزار اصلی غربالگری است، اما رفتار یک کابل در حال سوختن در یک آتش سوزی واقعی را توصیف نمی کند. چگالی دود، سمیت دود و خورندگی گازهای احتراق تعیین می کند که آیا کابل می تواند در یک تونل، یک بیمارستان یا یک مرکز داده استفاده شود. ما نحوه تعیین کمیت سمیت دود و خورندگی ترکیبات LSZH را در یک راهنمای جداگانه شرح دادهایم.
برای سازندگان کابل که بازارهای خاصی را هدف قرار می دهند، ترکیب باید استاندارد مربوطه را نیز رعایت کند. کاربردهای سیم ساختمان به طور فزاینده ای به طبقه بندی واکنش به آتش مانند B1، B2 یا C.A نیاز دارند. ترکیب غلاف ضد شعله LSZH درجه B1 در برابر چنین طبقه بندی فرموله شده و آزمایش شده است، بنابراین درجه ترکیب و طراحی کابل باید از ابتدا در یک راستا قرار گیرند.
عمده فروشی ML-H9001B1 ترموپلاستیک LSZH مواد غلاف درجه B1 مقاوم در برابر شعله ما چین عمده فروشی ML-H9001B1 ترموپلاستیک LSZH مواد غلاف ضد شعله درجه B1 تامین کنندگان، کارخانه، Hangzhou Meilin New Ma... مشاهده محصول → این برای منبع یابی ترکیبی به چه معناست
هنگامی که یک تامین کننده LSZH را ارزیابی می کنید، بیشتر از برگه داده سوال کنید. در مورد کنترل مواد خام، پیکربندی خط ترکیب، زمان ماندن در دمای بالا، مدیریت رطوبت و قوام دسته به دسته بپرسید. عرضهکنندهای که این متغیرها را در فرآیند تولید خود ادغام کرده است، به احتمال زیاد ترکیبی را ارسال میکند که به آرامی روی خط شما کار میکند و در اولین تلاش آزمایشهای نوع کابل را پشت سر میگذارد.
به عنوان مثال، Meilin، 31 خط تولید خودکار را در سه کارخانه راهاندازی میکند و تجهیزات آزمایش آزمایشگاهی خود را حفظ میکند، که دقیقاً نوعی زیرساخت مورد نیاز برای کنترل کیفیت پرکننده، رطوبت و سازگاری دستهای است. سی سال تجربه در مواد کابلی نیز در وسعت نمونه کارها نشان می دهد: کلاس های ترموپلاستیک و اتصال عرضی LSZH، کلاس های B1/B2/C، درجه حرارت از 90 درجه سانتی گراد تا 150 درجه سانتی گراد، و انواع عایق، غلاف و غلاف داخلی اختصاصی.
منطق یکسانی به صورت معکوس اعمال می شود: اگر کابل شما در تست آتش سوزی یا تست پیری حرارتی شکست خورده باشد، علت را اغلب می توان در فرمولاسیون و فرآیند جستجو کرد، نه در تنظیمات اکسترودر. هنگامی که فرمولاسیون و فرآیند تولید کنترل می شود، ترکیب پایدار است، خروجی اکستروژن قابل پیش بینی است، و کابل تمام شده مطابق طراحی عمل می کند.
