Les composés de câbles en polyéthylène réticulé au silane (XLPE) sont un type d'isolant thermodurcissable utilisé dans les câbles électriques. Ils sont produits par réticulation chimique de molécules de polyéthylène à l'aide de composés silanes, qui transforment la structure moléculaire linéaire du polyéthylène en un réseau tridimensionnel. Ce procédé améliore la stabilité thermique, la résistance mécanique et les propriétés électriques du matériau, le rendant ainsi adapté à diverses applications, de la transmission d'énergie basse et haute tension aux systèmes automobiles.
Défis de traitement et solutions pour les matériaux composites pour câbles XLPE réticulés au silane
La fabrication de matériaux composites pour câbles en polyéthylène réticulé au silane (XLPE) est confrontée à des défis techniques majeurs, notamment le contrôle de la pré-réticulation, l'optimisation du retrait thermique, l'ajustement de la cristallinité et la stabilité du procédé. Les progrès récents en science des matériaux et en méthodes de production permettent de surmonter ces obstacles, améliorant considérablement la qualité des produits et les rendements de transformation.
1. Pré-réticulation et atténuation du brûlage
Défi:Dans le procédé Sioplas, l'exposition à l'humidité lors du mélange et de l'extrusion des parties A et B peut déclencher des réactions d'hydrolyse et de condensation prématurées. Cela entraîne une pré-réticulation incontrôlée, entraînant une viscosité à l'état fondu plus élevée, une faible fluidité, des surfaces rugueuses et des propriétés d'isolation compromises, comme une tension de claquage plus faible.
Solution:
Intégration d'additifs lubrifiants :Incorporationmélanges maîtres à base de silicone, tel queAdditif de traitement à base de silicone de SILIKELYPA-208C améliore efficacement le flux de fusion, réduit l'adhérence de la fusion aux vis et aux matrices et empêche efficacement la pré-réticulation sans affecter la qualité de réticulation finale.
Additif silicone LYPA-208Ca de fortes performances anti-pré-réticulation sans affecter la qualité de réticulation finale.
Le mélange maître silicone LYPA-208C élimine les défauts de surface tels que la « peau de requin » et améliore la douceur de la surface
L'additif à base de silicone LYPA-208C réduit considérablement le couple d'extrusion et empêche la surcharge du moteur
Additifs siloxanes LYPA-208Caméliore la stabilité de la ligne d'extrusion et le taux de production
Optimisation du gradient de température :La mise en œuvre de températures de fourreau d'extrusion segmentées entre 140 °C et 180 °C permet de minimiser les surchauffes localisées. La réduction du temps de séjour dans les zones à haute température diminue encore le risque de réticulation prématurée.
Traitement en deux étapes :L'utilisation d'une méthode en deux étapes, dans laquelle le silane est greffé sur le polyéthylène avant l'extrusion, atténue les pressions associées au greffage en ligne, réduisant ainsi la probabilité de pré-réticulation pendant l'extrusion par rapport aux approches en une seule étape.
2. Optimisation des performances de rétrécissement thermique
Défi:Un rétrécissement excessif de la couche isolante risque de provoquer une déformation structurelle et des défaillances électriques, liées à l'orientation cristalline et à la dynamique de refroidissement.
Solutions:
Systèmes de refroidissement à plusieurs étages :L’utilisation d’une séquence d’étapes de refroidissement à l’eau chaude, tiède et froide ralentit les taux de cristallisation, gérant efficacement les gradients thermiques et réduisant le retrait.
Réglage des paramètres d'extrusionL'utilisation d'extrudeuses présentant un rapport longueur/diamètre élevé (≥ 30:1) prolonge le temps de rétention de la matière fondue, supprimant ainsi toute cristallisation indésirable. L'utilisation de filières de compression pour les câbles plus petits (≤ 6 mm²) minimise la cristallisation induite par l'orientation, contrôlant ainsi davantage le retrait.
Sélection des matériaux :L'adoption de polyéthylène réticulé au silane en deux étapes permet un contrôle plus précis du comportement de cristallisation, contribuant ainsi à une meilleure stabilité thermique.
3. Équilibrer la cristallinité et les propriétés mécaniques
Défi:Une cristallinité élevée provoque une fragilité, tandis qu'une cristallisation insuffisante compromet la résistance thermique.
Solutions:
Contrôle de la température de fusion :L'augmentation des températures de fusion à 190°C–210°C avec des temps de séjour prolongés réduit la nucléation des cristaux, bien qu'une gestion prudente soit nécessaire pour éviter une réticulation prématurée.
Conception du mélange maître du catalyseur :L'utilisation de l'extrusion à double vis assure une dispersion uniforme des catalyseurs organostanniques, optimisant l'interaction entre la réticulation et la cristallinité pour améliorer les propriétés mécaniques.
4. Améliorer la stabilité du processus
Défi:La sensibilité aux fluctuations du processus déclenche une instabilité de la pression d'extrusion et des défauts de surface.
Solutions:
Mises à niveau de l'équipement :La mise en œuvre de systèmes de mélange à tambour à double cône garantit une dispersion homogène des additifs silane, avec des durées de mélange dépassant 2,5 heures pour obtenir une consistance optimale.
Surveillance en temps réel :La surveillance continue du courant de la vis et de la vitesse de rotation permet des ajustements rapides des réglages de température et des protocoles de nettoyage des moules, maintenant ainsi des conditions de traitement stables.
Tendances de l'industrie et perspectives d'avenir de la fabrication de câbles XLPE
L'intégration d'un procédé en deux étapes, associé à des additifs fonctionnels, tels que les mélanges-maîtres à base de silicone, s'est imposée comme une stratégie de pointe pour relever les défis de la fabrication de câbles XLPE. Ces innovations auraient permis d'augmenter les rendements de production de plus de 10 à 20 % dans des applications pilotes, améliorant ainsi la fiabilité des câbles XLPE dans les secteurs de la transmission d'énergie et de l'automobile. À l'avenir, les fabricants se concentreront sur la recherche et le développement de technologies de refroidissement adaptatif et de contrôles de processus intelligents afin d'optimiser les performances du matériau XLPE et de répondre à la demande croissante de câbles haute performance.
En adoptant ces stratégies de traitement avancées et ces innovations matérielles, les fabricants peuvent améliorer considérablement l'efficacité et la qualité de la production de câbles XLPE, garantissant la livraison de produits de qualité supérieure qui répondent aux exigences évolutives des applications électriques modernes.
For the method to optimize XLPE cable processing and surface performance, contact SILIKE Tel: +86-28-83625089 or via email: amy.wang@silike.cn, or visit the website www.siliketech.com to learn more. Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd – A pioneering Chinese silicone additive specialist with many years of expertise in wire and cable compounds.
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Que vous souhaitiez optimiser l'efficacité de la production, empêcher la pré-réticulation dans le XLPE, éliminer les défauts de surface tels que la « peau de requin », améliorer l'esthétique de la surface ou réduire les temps d'arrêt, les mélanges maîtres en silicone SILIKE offrent l'avantage de performance dont votre ligne de câbles XLPE a besoin.
Date de publication : 10 avril 2025
