Изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена Производитель

Когда слышишь ?химически сшитый полиэтилен?, многие сразу думают о стандартных изоляционных трубках — но на деле там есть нюанс, который мы в ООО Чэнду Чжанхэ прочувствовали на практике: если не контролировать степень сшивки на этапе сырья, готовый материал на кабеле даст усадку при нагреве в траншее. Один раз поставили партию для сетей низкого напряжения, а после монтажа в районе -15°C изоляция потрескалась на изгибах — пришлось разбираться, что добавка пероксида была неравномерной из-за скорости экструзии.

Почему химическая сшивка сложнее, чем кажется

В теории всё просто: берёшь полиэтилен, добавляешь пероксид (скажем, дикумилпероксид), нагреваешь — и получаешь трёхмерную сетку. Но на деле важно не только соотношение компонентов, но и то, как ведёт себя материал при разной влажности. У нас на https://www.zhxclkj.ru есть данные по линейке безгалогенных составов, но для сшивки критична однородность смеси — если в маточный состав добавить стабилизатор раньше пероксида, реакция пойдёт пятнами.

Запомнился случай с кабелем для метро: заказчик требовал сохранения гибкости при -30°C. Мы использовали изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена с добавкой эластомера, но при испытаниях на горение дымность оказалась выше нормы. Пришлось пересматривать рецептуру — уменьшили процент антипирена, чтобы не мешал сшивке, и повысили температуру экструдера на 5°C.

Сейчас многие производители пытаются экономить на совместимости пероксидов с полимерной основой — и получают материал, который при длительной нагрузке в 90°C теряет диэлектрические свойства. Мы в Чэнду Чжанхэ изначально закладываем запас по степени сшивки в 5-7%, особенно для кабелей среднего напряжения.

Ошибки в подборе сырья и как их избежать

Когда только начинали производство изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена, ошиблись с выбором базового полиэтилена — взяли марку с низким индексом расплава, думали, лучше для прочности. Но при сшивке в непрерывном режиме материал начинал пузыриться на выходе из головки. Поняли, что для наших экструдеров нужен ПЭ с MFR 2-3 г/10 мин.

Сейчас мы используем линейный полиэтилен средней плотности, но с поправкой на российский климат — добавляем морозостойкие пластификаторы, которые не снижают степень сшивки. Кстати, это одна из причин, почему наша продукция серии безгалогенных материалов подходит для северных регионов — тестировали в Якутске при -50°C на гибкость.

Важный момент: нельзя просто взять импортный рецепт и скопировать — у нас на сайте zhxclkj.ru есть технические спецификации, но там указаны диапазоны, а не точные цифры. Например, количество пероксида может варьироваться от 1.8 до 2.2% в зависимости от партии сырья — приходится каждый раз делать пробный отжиг.

Особенности производства для кабельной промышленности

В кабелях среднего напряжения 6-10 кВ главная проблема — микрополости в изоляции после сшивки. Мы на производстве отслеживаем не только температуру в вулканизационной трубе, но и скорость охлаждения — если охладить слишком быстро, в материале останутся внутренние напряжения, которые проявятся при монтаже.

Для низковольтных кабелей типа ВВГ важнее стойкость к растяжению — тут мы модифицируем изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена добавкой этиленвинилацетата (до 12%), но строго следим, чтобы EVA не снижал диэлектрическую прочность. Как-то переборщили с винилацетатом — кабель прошёл механические испытания, но пробило при 4 кВ вместо требуемых 6.

Сейчас разрабатываем состав для гибких кабелей роботизированных систем — там нужна устойчивость к многократным изгибам плюс стойкость к маслу. Испытания показали, что стандартная сшивка не подходит — пришлось комбинировать химическую и радиационную сшивку, но это уже другая история.

Проблемы контроля качества на линии

Самое сложное — поймать момент, когда степень сшивки достигает 70-75% — идеально для баланса между гибкостью и термостойкостью. Мы используем термомеханический анализ, но на потоке чаще ориентируемся на косвенные признаки: если материал после выхода из трубы не тянется как жвачка, а рвётся с хрустом — значит, пересшили.

Однажды запустили партию с новым антиоксидантом — в лаборатории всё показывало норму, а на линии материал начал прилипать к охлаждающим барабанам. Оказалось, добавка сместила температуру кристаллизации — пришлось экстренно менять охлаждающий контур.

Сейчас для особо ответственных заказов (например, для атомных станций) мы делаем выборочный анализ на КТР — коэффициент термического расширения. Если КТР выше 2×10?? К?1, материал может отставать от жилы при циклическом нагреве — это как раз случай, когда химическая сшивка недостаточно плотная.

Экологические аспекты и будущее развития

Наше направление изоляционный материал из химически сшитого полиэтилена изначально заточено под экологичные стандарты — безгалогенные составы, низкая дымность при горении. Но есть нюанс: некоторые ?зелёные? пластификаторы снижают скорость сшивки, приходится увеличивать концентрацию пероксида, что не всегда хорошо для конечных свойств.

Сейчас экспериментируем с биополимерами на основе полилактида — пока не для высоковольтных применений, но для внутренней проводки показывает неплохие результаты. Правда, степень сшивки получается не выше 60%, так что термостойкость ограничена 90°C.

Если говорить о трендах — будущее за гибридными системами, где химическая сшивка комбинируется с нанопомощниками. Мы в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов уже тестируем составы с модифицированной монтмориллонитовой глиной — пока сложно добиться равномерного распределения нанопластин в полимере, но первые образцы показывают +20% к трекингостойкости.