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 des molécules de polyéthylène à l'aide de composés silanes, transformant ainsi 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 adapté à diverses applications, de la transmission de puissance basse à haute tension aux systèmes automobiles.
La fabrication de matériaux composites pour câbles en polyéthylène réticulé au silane (XLPE) se heurte 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 significativement la qualité des produits et les rendements de production.
1. Pré-réticulation et atténuation du brûlage
Défi:Lors du procédé Sioplas, l'exposition à l'humidité pendant le mélange et l'extrusion des composants A et B peut déclencher des réactions d'hydrolyse et de condensation prématurées. Ceci entraîne une pré-réticulation incontrôlée, ce qui se traduit par une viscosité à l'état fondu plus élevée, une faible fluidité, des surfaces rugueuses et des propriétés d'isolation altérées, telles qu'une tension de claquage plus faible.
Solution:
Intégration des 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 matière fondue aux vis et aux matrices et empêche efficacement la pré-réticulation sans affecter la qualité de la réticulation finale.
Additif silicone LYPA-208Cpossède de solides performances anti-pré-réticulation sans affecter la qualité de la réticulation finale.
Le mélange-maître de silicone LYPA-208C élimine les défauts de surface comme 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 prévient la surcharge du moteur.
Additifs siloxanes LYPA-208Caméliore la stabilité et le débit de la ligne d'extrusion
Optimisation du gradient de température :La mise en œuvre de températures segmentées dans le fourreau d'extrusion, comprises entre 140 °C et 180 °C, contribue à minimiser la surchauffe localisée. 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, où 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 retrait thermique
Défi:Un retrait excessif de la couche isolante risque d'entraîner des déformations structurelles et des défaillances électriques, liées à l'orientation cristalline et à la dynamique de refroidissement.
Solutions :
Systèmes de refroidissement multi-étages :L'utilisation d'une séquence d'étapes de refroidissement à l'eau chaude, tiède et froide ralentit les vitesses de cristallisation, gérant efficacement les gradients thermiques et réduisant le retrait.
Réglage des paramètres d'extrusionL’utilisation d’extrudeuses à rapport longueur/diamètre élevé (≥ 30:1) prolonge le temps de rétention de la matière fondue, limitant ainsi la cristallisation indésirable. L’emploi de filières de compression pour les câbles de petite section (≤ 6 mm²) minimise la cristallisation induite par l’orientation, permettant un meilleur contrôle du retrait.
Sélection des matériaux :L'adoption d'un 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 engendre la fragilité, tandis qu'une cristallisation insuffisante compromet la résistance thermique.
Solutions :
Contrôle de la température de fusion :L'élévation des températures de fusion à 190°C–210°C avec des temps de maintien prolongés réduit la nucléation des cristaux, bien qu'une gestion attentive soit nécessaire pour éviter une réticulation prématurée.
Conception du mélange-maître de 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. Amélioration de la stabilité du processus
Défi:La sensibilité aux fluctuations du processus provoque une instabilité de la pression d'extrusion et des défauts de surface.
Solutions :
Améliorations d'équipement :La mise en œuvre de systèmes de mélange à double cône assure une dispersion homogène des additifs silanes, avec des durées de mélange supérieures à 2,5 heures pour obtenir une consistance optimale.
Surveillance en temps réel :La surveillance continue du courant de la vis et de sa vitesse de rotation permet d'ajuster rapidement les paramètres de température et les protocoles de nettoyage des moules, maintenant ainsi des conditions de traitement stables.
Tendances industrielles et perspectives d'avenir de la fabrication de câbles XLPE
L'intégration d'un procédé en deux étapes, combinée à des additifs fonctionnels tels que des mélanges-maîtres à base de silicone, s'est imposée comme une stratégie clé pour surmonter les difficultés de fabrication des câbles XLPE. Ces innovations auraient permis d'accroître les rendements de production de 10 à 20 % lors d'applications pilotes, améliorant ainsi la fiabilité des câbles XLPE dans les secteurs du transport d'énergie et de l'automobile. À l'avenir, les fabricants concentrent leurs efforts sur la recherche et le développement de technologies de refroidissement adaptatives et de systèmes de contrôle intelligents des procédés 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 en matière de matériaux, les fabricants peuvent améliorer considérablement l'efficacité et la qualité de la production de câbles XLPE, garantissant ainsi 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 votre objectif soit d'optimiser l'efficacité de la production, d'empêcher la pré-réticulation du XLPE, d'éliminer les défauts de surface comme la « peau de requin », d'améliorer l'esthétique de la surface ou de réduire les temps d'arrêt, les mélanges-maîtres de silicone SILIKE offrent l'avantage de performance dont votre ligne de câbles XLPE a besoin.
Date de publication : 10 avril 2025
