بهینه سازی پراکندگی پرکننده و قابلیت پردازش در ترکیبات LSZH برای کابل های حمل و نقل

I. چالش مرکب LSZH

تولید با کارایی بالا ترکیبات LSZH برای کابل های حمل و نقل (کم دود، هالوژن صفر) یک معمای فنی منحصر به فرد را ارائه می دهد: نیاز به بارگیری بسیار زیاد پرکننده های غیرآلی مقاوم در برابر شعله (تا 60-70٪ وزنی) برای برآورده کردن استانداردهای ایمنی در برابر آتش، در عین حال حفظ پایداری عالی پردازش و خواص مکانیکی نهایی. پراکندگی ضعیف این پرکننده ها (مانند آلومینیوم یا هیدروکسید منیزیم) مستقیماً منجر به نقص مواد، افزایش ویسکوزیته و از دست دادن فاجعه بار استحکام کششی می شود و قابلیت اطمینان کابل نهایی را به خطر می اندازد.

Hangzhou Meilin New Material Technology Co., Ltd.، از جمله Hangzhou Meilin Special Material Co., Ltd.، دارای سه کارخانه تولید و 31 خط تولید خودکار پیشرفته است. تیم فنی ما که شامل مهندسان ارشد و متخصصان تحقیق و توسعه است، بر تسلط بر علم مواد پیچیده لازم برای تولید ترکیبات LSZH، FR-PE، و XLPE با عملکرد و سازگاری مطلوب برای بازارهای داخلی و بین‌المللی تمرکز دارد.

II. مهندسی پراکندگی: دستیابی به یکنواختی بارگذاری پرکننده

پراکندگی موثر پرکننده معدنی تنها مهم ترین عامل تعیین کننده کیفیت ترکیب LSZH است.

الف. اصلاح سطح پرکننده برای ترکیبات کابل LSZH

پرکننده های معدنی ذاتاً آبدوست (آب دوست) هستند در حالی که ماتریس پلیمری (مثلاً پلی اولفین) آبگریز است. این ناسازگاری شیمیایی مانع از مخلوط شدن یکنواخت پرکننده می شود که منجر به تجمع می شود. برای غلبه بر این، اصلاح سطح فیلر برای ترکیبات کابل LSZH اجباری است. پرکننده‌ها معمولاً با عوامل جفت‌کننده مانند سیلان‌ها یا مشتقات اسید استئاریک که روی سطح پرکننده پیوند می‌شوند، درمان می‌شوند. این عملیات به طور قابل توجهی انرژی سطح پرکننده را کاهش می دهد، ترشوندگی و چسبندگی آن را به ماتریس پلیمری غیرقطبی بهبود می بخشد و در نتیجه احتمال تجمع مجدد در طول ترکیب را کاهش می دهد.

ب. تکنیک های ترکیبی برای مواد LSZH پر شده

انتخاب تجهیزات پردازش برای تکنیک های ترکیب برای مواد LSZH بسیار پر شده حیاتی است. اکسترودرهای دو مارپیچ به دلیل قابلیت اختلاط و برش بالا در مقایسه با اکسترودرهای تک پیچ عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند. پارامترهای فنی کلیدی، مانند پیکربندی پیچ (به عنوان مثال، استفاده از بلوک های ورز دهنده، عناصر معکوس) و نسبت طول به قطر (L/D) به دقت بهینه شده اند تا اطمینان حاصل شود که انرژی برشی کافی برای شکستن توده های پرکننده بدون ایجاد گرمای موضعی بیش از حد، که می تواند شعله ور شدن زودرس را از بین ببرد، بهینه شده است.

III. پردازش پذیری و کارایی اکستروژن

ترکیبات پر شده LSZH برای کابل‌های حمل و نقل، ویسکوزیته مذاب بالایی را نشان می‌دهند، که فرآیندهای اکستروژن با سرعت بالا مورد نیاز برای تولید کابل کارآمد را به چالش می‌کشد.

الف. ثبات پردازش اکستروژن LSZH در سرعت بالا

High viscosity leads to increased torque demand, higher melt temperature, and potential melt fracture—a surface imperfection that destroys the cable's aesthetic and electrical integrity. To enhance LSZH Extrusion Processing Stability at High Speed, processing aids, such as specialty low molecular weight polyolefins or synthetic waxes, are incorporated. These additives migrate to the polymer/metal interface inside the extruder barrel and die, effectively lubricating the compound and lowering the apparent viscosity. Crucially, this allows for faster extrusion speeds while maintaining lower and safer processing temperatures, well below the decomposition temperature (e.g., $220^{\circ}C$ for ATH).

ب. مبادله: کمک های پردازش در مقابل عملکرد آتش

یک معاوضه فنی ضروری وجود دارد: در حالی که کمک های پردازش جریان را بهبود می بخشد، معمولاً آلی و قابل احتراق هستند. بنابراین، غلظت این کمک ها باید به شدت محدود شود (به عنوان مثال، معمولاً کمتر از 1-2٪ از نظر جرم). فراتر رفتن از این حد به طور موثر غلظت بازدارنده آتش را رقیق می کند و به طور بالقوه منجر به شکست تست های ایمنی آتش سوزی کلیدی مانند محدود کردن شاخص اکسیژن (LOI) یا آزمایش های انتشار شعله عمودی می شود.

IV. حفظ یکپارچگی مکانیکی

محتوای پرکننده بالا به طور ذاتی انعطاف پذیری را کاهش می دهد. مهندسی برای اطمینان از حفظ یکپارچگی مکانیکی در کابل‌های هالوژن بدون دود کم برای نصب و عمر مفید مورد نیاز است.

الف. حفظ یکپارچگی مکانیکی در کابل های هالوژن کم دود صفر

بهینه سازی ضعیف پراکندگی پرکننده مقاوم در برابر شعله غیرآلی منجر به آگلومره های پرکننده بزرگ و ضعیف می شود که به عنوان نقاط تمرکز تنش در ماتریس پلیمری عمل می کنند. هنگامی که کابل نهایی تحت فشار قرار می گیرد (مثلاً در حین خم شدن یا کشیدن)، این نقاط باعث ایجاد ترک می شوند و مقاومت کششی و ازدیاد طول در هنگام شکست را به شدت کاهش می دهند. انتخاب پلیمر پایه نیز حیاتی است. استفاده از پلیمرهای انعطاف پذیر مانند EVA با ازدیاد طول یا الاستومرهای پلی اولفین خاص به ترکیب اجازه می دهد تا ازدیاد طول مورد نیاز (بیشتر از 125٪) را حتی با حجم پرکننده بالا حفظ کند و اطمینان حاصل شود که کابل می تواند در برابر سختی های نصب مقاومت کند.

ب. کنترل کیفیت و اعتبار سنجی

تعهد ما به یک محصول با کیفیت بالا توسط پروتکل های تضمین کیفیت ما تایید می شود. پس از ترکیب، هر دسته تحت آزمایش مکانیکی جامع، از جمله استحکام کششی، ازدیاد طول در هنگام شکست، و تست سختی قرار می گیرد. این اعتبارسنجی دقیق، که توسط مهندسان ارشد ما نظارت می‌شود، تأیید می‌کند که پایداری پردازش به‌دست‌آمده در طول پایداری پردازش اکستروژن LSZH در سرعت بالا، یکپارچگی عمر مفید LSZH Compounds For Transportation Cables را به خطر نمی‌اندازد.

V. ترکیب دقیق برای ایمنی حمل و نقل

توسعه و ساخت ترکیبات LSZH با کیفیت بالا برای کابل های حمل و نقل، تعادل ظریفی از علم مواد و مهندسی دقیق است. تسلط فنی بر اصلاح سطح پرکننده برای ترکیبات کابل LSZH و بهینه سازی تکنیک های ترکیب برای مواد پرکننده LSZH برای دستیابی به پراکندگی پرکننده مورد نیاز ضروری است. این تخصص برای اطمینان از پایداری پردازش اکستروژن LSZH در سرعت بالا و حفظ یکپارچگی مکانیکی قابل اعتماد در کابل‌های هالوژن بدون دود کم بسیار مهم است - تضمینی برای ایمنی و عملکرد ارائه شده توسط Hangzhou Meilin New Material Technology Co., Ltd.

VI. سوالات متداول (سؤالات متداول)

1. چرا بهینه سازی پراکندگی پرکننده مقاوم در برابر شعله غیرآلی برای خواص نهایی کابل بسیار حیاتی است؟

• A: بهینه سازی ضعیف پراکندگی پرکننده بازدارنده شعله غیرآلی منجر به تجمعات پرکننده می شود که به عنوان نقاط تمرکز تنش عمل می کنند. این نقاط ضعف به طور قابل توجهی استحکام کششی کابل، ازدیاد طول در هنگام شکست و مقاومت در برابر سایش را کاهش می‌دهد، و حفظ یکپارچگی مکانیکی کابل‌های هالوژن بدون دود کم را به خطر می‌اندازد و طول عمر کابل را کوتاه می‌کند.

2. عوامل اتصال سطحی چه نقشی در اصلاح سطح پرکننده برای ترکیبات کابل LSZH دارند؟

• A: عوامل جفت کننده (به عنوان مثال، سیلان ها) در طول اصلاح سطح فیلر برای ترکیبات کابل LSZH استفاده می شود تا به عنوان یک پل شیمیایی عمل کند. آنها از یک طرف به پرکننده غیرآلی آبدوست متصل می شوند و از طرف دیگر به ماتریس پلیمری آبگریز متصل می شوند که به طور چشمگیری سازگاری را بهبود می بخشد و از جمع شدن پرکننده در طول ترکیب جلوگیری می کند.

3. چگونه سازندگان با وجود ویسکوزیته مواد بالا، به پایداری پردازش اکستروژن LSZH در سرعت بالا دست می یابند؟

• الف: پایداری عمدتاً از طریق استفاده از ترکیب دو مارپیچ با برش بالا و افزودن مواد کمکی پردازش (روان کننده ها / موم ها) به دست می آید. این کمک‌ها ویسکوزیته مذاب را کاهش می‌دهند و به ترکیب اجازه می‌دهند تا بدون ایجاد نقص‌های سطحی یا افزایش دمای بیش از حد، به آرامی در قالب اکسترودر با سرعت‌های بالا جریان یابد.

4. چالش‌های فنی کلیدی که توسط تکنیک‌های ترکیبی برای مواد LSZH بسیار پر شده مورد توجه قرار می‌گیرد چیست؟

• الف: تکنیک‌های ترکیب برای مواد پرشده LSZH باید دو چالش کلیدی را برطرف کنند: (1) اطمینان از پراکندگی کامل بار پرکننده بالا و (2) کنترل دمای مذاب برای جلوگیری از تجزیه حرارتی زودرس پرکننده‌های غیرآلی مقاوم در برابر شعله (به عنوان مثال، ATH/MDH).

5. خطر به خطر افتادن حفظ یکپارچگی مکانیکی در کابل های هالوژن کم دود صفر چیست؟

• A: یکپارچگی مکانیکی به خطر افتاده به این معنی است که کابل در حین نصب (به عنوان مثال، کشیدن از طریق مجراها) یا چرخه تنش در حین سرویس (مانند لرزش در انبار نورد) مستعد آسیب است. شکست در استحکام کششی یا مقاومت در برابر سایش می‌تواند منجر به تخریب زودرس ژاکت شود، رساناها را در معرض خطر قرار دهد و خطر شکست فاجعه‌بار را به همراه داشته باشد، بنابراین مزایای ایمنی LSZH Compounds For Transportation Cables را نفی می‌کند.