پلیمرها در صنعت سیم و کابل

پلیمرها به دلیل نارسایی الکتریکی در ساختار سیم و کابل های الکتریکی ، کابل های مخابراتی و … مصارف گسترده دارند . در یک مدار الکتریکی ، عایق وظیفه ممانعت از تماس و برقراری اتصال الکتریکی بین هادی در رشته سیم ها را بر عهده دارد . بر این اساس بسته به نیاز ویژه هر سیستم از گازها ، مایعات و جامدات می توان به عنوان عایق استفاده کرد . با وجودی که وظیفه عایق ، محدود کردن جریان برق از هادی به زمین و یا پتانسیل پایین تر است ، عایق های جامد نقش حفاظ الکتریکی / مکانیکی را نیز دارند . در سیم ها و کابل های فشار ضعیف ، عایق های جامد معمولا” علاوه بر خواص الکتریکی ، خواص مکانیکی مناسبی را نیز دارا هستند .

در هر وسیله برقی ، سیستم عایق بندی قابلیت اعتماد آن وسیله را تعیین می کند و نوع و کیفیت عایق بر قیمت ، وزن و کارائی وسیله تاثیر گذار خواهد بود . برای عایق بندی سیستم های برقی بندرت از یک ماده عایقی استفاده می شود و معمولا” چندین عایق مثل کاغذ ، فیلم ، نوار ، لاستیک ، روغن و … به صورت سری مورد استفاده قرار می گیرد .

عایق های جامد متداول ترین مواد عایقی مورد استفاده در مدارهای الکتریکی و سیم و کابل را تشکیل می دهند ، حتی در وسایلی که از عایق های گازی و یا مایع استفاده می کنند ماده جامد نیز بصورت سری استفاده می شود . در بسیاری موارد عایق جامد از ابتدا به صورت جامد مصرف می شود ولی در برخی موارد بصورت محلول ( حاوی پلیمری که بصورت جزیی پلیمر شده و یا پلیمر شدن آن کامل نشده است ) و یا سیستم های منومری مصرف می شود که پس از کاربرد ، کاملا” پلیمری شده و بصورت جامد در می آید .

پلیمر یا بسپار به موادی گفته می شود که ملکول آنها ساختار زنجیری دارد . به عبارت دیگر ماده ای که از مولکولهای عظیم الجثه ساخته شده که از اتصال ملکول های ساده تشکیل شده اند . مانند پلی اتیلن که از یک زنجیر پلی اتیلن تشکیل شده ، یا تراکم فنل و فرمالدئید ( با تولید آب ) رزین های فنل – فرمالدئید را تشکیل می دهد .

در پلیمرها واحد های تکرار شونده مونومر نامیده می شوند ، به عنوان مثال منومر پلی اتیلن ، گاز اتیلن است و یا منومر پی وی سی ، وینیل کلراید می باشد در اکثر منومرها بین کربن ها یک پیوند دوگانه کربن – کربن وجود دارد که این پیوند به هنگام پلیمر شدن شکسته شده و به دوطرف انتقال می یابد .

اگر زنجیره ملکولی از یک مونومر تشکیل شده باشد زنجیر را هوموپلیمر و اگر از دومنومر مختلف ساخته شده باشد زنجیر را کوپلیمر و اگر از سه مونومر تشکیل شود زنجیره را ترپولیمر می نامند .

امروزه مهمترین پلیمرها در صنعت سیم و کابل سازی با ویژگی های زیر رده بندی می شوند :

  • گرمانرم ها
  • گرماسخت ها

گرمانرم ها را می توان با افزودن گرما و یا برطرف نمودن آن به طور مکرر نرم و منجمد کرد . بر این اساس این مواد را می توان به دفعات در اکسترودر ، فرآیند تزریق و … فرآوری نمود .

در پلیمرهای گرماسخت پس از فرآیند خنک کاری ، گرمایش مجدد منجر به نرم شدن و جاری شدن پلیمر نمی شود . به طور کلی ، پلیمرهای گرماسخت را به عنوان مواد قابل بازیافت در نظر نمی گیرند .

از پلیمرهای گرمانرم می توان به عایق پلی اتیلن ( PE ) ، پلی پروپیلن ( PP ) ، پلی وینیل کلراید ( PVC ) و از پلیمرهای گرماسخت می توان به EPDM اشاره نمود .

پلیمرهای الاستومری موادی هستند که می توانند در صورت اعمال نیرو به صورت مکرر تغییر شکل داده و پس از برداشتن نیرو به شکل اولیه بازگردند . الاستومرها بر اساس ترکیب شیمیایی خود و نیز مکانیزم فرآوری می توانند به صورت گرمانرم یا گرما سخت باشند .

در ادامه ویژگی های عمومی پلیمرهای مورد مصرف در صنعت سیم و کابل بیان شده است .

مشخصات عمومی پلیمرهای مورد استفاده جهت عایق و روکش کابل

ویژگی واحد Material

resistant to org. oils

Polyvinylchloride Polyethylene polyurethane polytetrafluoroethylene Tetrafluoroethylene

Hexafluoropropylene

copolymer

نشانه اختصاری Special TPE PVC PE PUR PTFE FEP
نشانه در استاندارد VDE Y ۲Y ۱۱Y ۵Y ۶Y
گستره دمای کارکرد
C°  ۵۰-

۱۲۰+

۳۰-

۷۰+

۵۰-

۷۰+

۵۰-

۹۰+

۱۹۰-

۲۶۰+

۱۰۰-

۲۰۰+

ثابت دی الکتریک
۱۰ ۲/۴ ۴/۰ ۲/۳ ۴/۰-۶/۰ ۲/۱ ۲/۱
مقاومت حجمی
Ω × cm ۱۰۱۵۵ ۱۰۱۲-۱۰۱۵ ۱۰۱۷ ۱۰۱۲ ۱۰۱۸ ۱۰۱۸
استحکام کششی
N × mm² ۵-۲۰ ۱۰-۲۵ ۱۵-۳۰ ۱۵-۴۵ ۱۵-۴۵ ۲۰-۲۵
ازدیاد طول در نقطه پارگی
% ۴۰۰-۶۰۰ ۱۵۰-۴۰۰ ۴۰۰-۸۰۰ ۳۰۰-۶۰۰ ۲۴۰-۴۰۰ ۲۵۰-۳۵۰
جذب آب
% ۱-۲ ۰/۴ ۰/۱ ۱/۵ ۰/۰۱ ۰/۰۱
مقاومت در برابر شرایط جوی
خیلی خوب خوب خوب خیلی خوب خیلی خوب خیلی خوب
مقاومت در برابر مواد نفتی
خوب متوسط متوسط خوب خیلی خوب خیلی خوب
مقاومت در برابر روغن
مقاومت در برابر روغن های پایه ارگانیک : خیلی خوب متوسط متوسط خوب خیلی خوب خیلی خوب
اشتعال پذیری
قابل اشتعال خود خاموش شونده قابل اشتعال خود خاموش شونده غیر قابل اشتعال غیر قابل اشتعال

جدول دوم

ویژگی واحد Ethylene

tetrafluoroethylene

Chloroprene rubber Silicone rubber Ethylene

propylene dien rubber

THermoplastic

elastomer polyolefin based

THermoplastic

elastomer polyester based

نشانه اختصاری ETFE CR SL EPDM TPE-O TPE-E
نشانه در استاندارد VDE ۷Y ۵G ۲G ۳G ۱۲G
گستره دمای کارکرد
۱۰۰-

۱۵۰+

۴۰-

۱۰۰+

۶۰-

۱۸۰+

۳۰-

۱۲۰+

۴۰-

۱۲۰+

۷۰-

۱۲۵+

ثابت دی الکتریک
۱۰ ۲/۶ ۶/۰-۸/۰ ۲/۸-۳/۲ ۳/۲ ۲/۷-۳/۶ ۳/۷-۵/۱
مقاومت حجمی
Ω × cm ۱۰۱۶ ۱۰۱۳ ۱۰۱۵ ۱۰۱۴ ۵×۱۰۱۴ ۱۰۱۲
استحکام کششی
N × mm² ۴۰-۵۰ ۱۰-۲۵ ۵-۱۰ ۵-۲۵ ۶≤ ۳-۲۵
ازدیاد طول در نقطه پارگی
% ۱۰۰-۳۰۰ ۳۰۰-۴۵۰ ۲۰۰-۳۵۰ ۲۰۰-۴۵۰ ۴۰۰≤ ۲۸۰-۶۵۰
جذب آب
% ۰/۰۱ ۱ ۱/۰ ۰/۰۲ ۱/۵ ۰/۳-۰/۶
مقاومت در برابر شرایط جوی
خیلی خوب خیلی خوب خیلی خوب خوب متوسط خیلی خوب
مقاومت در برابر مواد نفتی
خیلی خوب متوسط کم متوسط متوسط خوب
مقاومت در برابر روغن
خیلی خوب خوب متوسط متوسط متوسط خیلی خوب
اشتعال پذیری
غیر قابل اشتعال خود خاموش شونده اشتعال پذیری سخت قابل اشتعال قابل اشتعال قابل اشتعال

منابع : tadbirkara.com و پارس الکتریک و simandcable.com

پیام بگذارید

تمام حقوق این وب سایت به شرکت دانیال نور تعلق دارد | طراحی توسط گروه نخبگان طراح