Yalıtım malzemelerinin performansı, tellerin ve kabloların kalitesini, işleme verimliliğini ve uygulama alanını doğrudan etkiler. Yalıtım malzemelerinin performansı, tellerin ve kabloların kalitesini, işleme verimliliğini ve uygulama alanını doğrudan etkiler.
1. PVC (polivinil klorür) teller ve kablolar
Polivinil klorür (bundan sonra şu şekilde anılacaktır:PVCPVC yalıtım malzemeleri, PVC tozuna stabilizatörler, plastikleştiriciler, alev geciktiriciler, yağlayıcılar ve diğer katkı maddelerinin eklenmesiyle elde edilen karışımlardır. Tellerin ve kabloların farklı uygulamalarına ve karakteristik gereksinimlerine göre formül buna göre ayarlanır. On yıllarca süren üretim ve uygulama sonrasında, PVC'nin üretim ve işleme teknolojisi artık oldukça olgunlaşmıştır. PVC yalıtım malzemesi, teller ve kablolar alanında çok geniş uygulama alanlarına sahiptir ve kendine özgü belirgin özelliklere sahiptir:
A. Üretim teknolojisi olgunlaşmış, şekillendirmesi ve işlemesi kolaydır. Diğer kablo izolasyon malzemeleriyle karşılaştırıldığında, düşük maliyetinin yanı sıra, tel yüzeyinin renk farkını, parlaklığını, baskısını, işleme verimliliğini, yumuşaklığını ve sertliğini, iletkenin yapışmasını, ayrıca telin mekanik ve fiziksel özelliklerini ve elektriksel özelliklerini etkili bir şekilde kontrol edebilir.
B. Mükemmel alev geciktirici özelliğe sahiptir, bu nedenle PVC yalıtımlı teller çeşitli standartların öngördüğü alev geciktirici özelliklerini kolayca karşılayabilir.
C. Sıcaklık dayanımı açısından, malzeme formüllerinin optimizasyonu ve iyileştirilmesi sayesinde, günümüzde yaygın olarak kullanılan PVC izolasyon türleri başlıca aşağıdaki üç kategoriye ayrılmaktadır:
Nominal gerilim açısından, genellikle 1000V AC ve altındaki gerilim seviyelerinde kullanılır ve ev aletleri, ölçüm cihazları ve sayaçlar, aydınlatma ve ağ iletişimi gibi sektörlerde yaygın olarak uygulanabilir.
PVC'nin, kullanımını sınırlayan bazı doğal dezavantajları da vardır:
A. Yüksek klor içeriği nedeniyle, yandığında büyük miktarda yoğun duman yayar; bu da boğulmaya, görüş mesafesinin azalmasına ve bazı kanserojen maddeler ile HCl gazının oluşmasına neden olarak çevreye ciddi zararlar verir. Düşük dumanlı ve halojen içermeyen yalıtım malzemesi üretim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, PVC yalıtımının yerini kademeli olarak alması, kablo geliştirme sürecinde kaçınılmaz bir trend haline gelmiştir.
B. Sıradan PVC izolasyon, asitlere, alkalilere, ısıya, yağa ve organik çözücülere karşı zayıf direnç gösterir. Benzer benzeri çözer kimyasal prensibine göre, PVC kablolar belirtilen ortamlarda hasara ve çatlamaya oldukça yatkındır. Bununla birlikte, mükemmel işleme performansı ve düşük maliyeti nedeniyle PVC kablolar, ev aletlerinde, aydınlatma armatürlerinde, mekanik ekipmanlarda, aletlerde ve ölçüm cihazlarında, ağ iletişiminde, bina kablolamasında ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
2. Çapraz bağlı polietilen teller ve kablolar
Çapraz bağlı PE (bundan sonra şu şekilde anılacaktır:XLPE(Yüksek enerjili ışınların veya çapraz bağlayıcı maddelerin etkisi altında belirli koşullar altında doğrusal moleküler yapıdan üç boyutlu bir yapıya dönüşebilen bir polietilen türüdür. Aynı zamanda, termoplastikten çözünmeyen termoset plastiğe dönüşür.)
Günümüzde tel ve kablo izolasyonunda kullanılan başlıca üç çapraz bağlama yöntemi bulunmaktadır:
A. Peroksit çapraz bağlama: Bu yöntemde öncelikle polietilen reçinesi uygun çapraz bağlayıcı maddeler ve antioksidanlarla birleştirilir, ardından çapraz bağlanabilir polietilen karışım parçacıkları üretmek için gerektiği gibi diğer bileşenler eklenir. Ekstrüzyon işlemi sırasında, çapraz bağlama sıcak buhar çapraz bağlama boruları aracılığıyla gerçekleşir.
B. Silan çapraz bağlama (ılık su çapraz bağlama): Bu da bir kimyasal çapraz bağlama yöntemidir. Ana mekanizması, belirli koşullar altında organosiloksan ve polietilenin çapraz bağlanmasıdır.
Çapraz bağlanma derecesi genellikle yaklaşık %60'a ulaşabilir.
C. Işınlama ile çapraz bağlama: Polietilen makromoleküllerindeki karbon atomlarını aktive etmek ve çapraz bağlamaya neden olmak için R ışınları, alfa ışınları ve elektron ışınları gibi yüksek enerjili ışınlar kullanır. Tellerde ve kablolarda yaygın olarak kullanılan yüksek enerjili ışınlar, elektron hızlandırıcılar tarafından üretilen elektron ışınlarıdır. Bu çapraz bağlama fiziksel enerjiye dayandığı için fiziksel çapraz bağlamaya aittir.
Yukarıda belirtilen üç farklı çapraz bağlama yönteminin kendine özgü özellikleri ve uygulama alanları vardır:
XLPE yalıtımı, termoplastik polietilen (PVC) ile karşılaştırıldığında aşağıdaki avantajlara sahiptir:
A. Isı deformasyonuna karşı direnci artırmış, yüksek sıcaklıklardaki mekanik özelliklerini iyileştirmiş ve çevresel gerilme çatlamasına ve ısı yaşlanmasına karşı direnci geliştirmiştir.
B. Kimyasal kararlılığı ve çözücü direnci artırılmış, soğuk akış azaltılmış ve temel olarak orijinal elektriksel performansı korunmuştur. Uzun süreli çalışma sıcaklığı 125℃ ve 150℃'ye ulaşabilir. Çapraz bağlı polietilen yalıtımlı tel ve kablo ayrıca kısa devre direncini de iyileştirir ve kısa süreli sıcaklık dayanımı 250℃'ye ulaşabilir; aynı kalınlıktaki tel ve kablolar için çapraz bağlı polietilenin akım taşıma kapasitesi çok daha yüksektir.
C. Mükemmel mekanik, su geçirmez ve radyasyona dayanıklı özelliklere sahip olduğundan çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin: elektrikli cihazlar için iç bağlantı telleri, motor kabloları, aydınlatma kabloları, otomobiller için düşük voltajlı sinyal kontrol telleri, lokomotif telleri, metro telleri ve kabloları, madenler için çevre koruma kabloları, denizcilik kabloları, nükleer santral döşeme kabloları, televizyon için yüksek voltajlı teller, X-ışını çekimleri için yüksek voltajlı teller ve güç iletim telleri ve kabloları vb.
XLPE yalıtımlı teller ve kablolar önemli avantajlara sahip olmakla birlikte, uygulamalarını sınırlayan bazı doğal dezavantajları da vardır:
A. Zayıf ısıya dayanıklı yapışma performansı. Teller, nominal sıcaklıklarının ötesinde işlenirken ve kullanılırken birbirine yapışmaları kolaydır. Ciddi durumlarda, yalıtım hasarına ve kısa devrelere yol açabilir.
B. Zayıf ısı iletim direnci. 200℃'nin üzerindeki sıcaklıklarda, tellerin yalıtımı son derece yumuşar. Dışarıdan gelen sıkıştırma veya çarpma kuvvetine maruz kaldığında, tellerin kopmasına ve kısa devreye neden olma olasılığı yüksektir.
C. Partiler arasındaki renk farkını kontrol etmek zordur. İşlem sırasında çizikler, beyazlama ve baskılı karakterlerin soyulması gibi sorunlar ortaya çıkabilir.
D. 150℃ sıcaklık dayanım derecesine sahip XLPE izolasyonu tamamen halojen içermez ve UL1581 standartlarına uygun olarak VW-1 yanma testini geçebilirken, mükemmel mekanik ve elektriksel özelliklerini de korur. Bununla birlikte, üretim teknolojisinde hala bazı darboğazlar mevcuttur ve maliyeti yüksektir.
3. Silikon kauçuk teller ve kablolar
Silikon kauçuğun polimer molekülleri, SI-O (silikon-oksijen) bağlarıyla oluşturulan zincir yapılardır. SI-O bağının enerjisi 443,5 KJ/MOL olup, bu değer CC bağ enerjisinden (355 KJ/MOL) çok daha yüksektir. Silikon kauçuk tellerin ve kabloların çoğu soğuk ekstrüzyon ve yüksek sıcaklıkta vulkanizasyon işlemleriyle üretilir. Çeşitli sentetik kauçuk teller ve kablolar arasında, benzersiz moleküler yapısı nedeniyle silikon kauçuk, diğer sıradan kauçuklara kıyasla üstün performans sergiler.
A. Son derece yumuşak, iyi esnekliğe sahip, kokusuz ve toksik olmayan, yüksek sıcaklıklardan etkilenmeyen ve şiddetli soğuğa dayanıklı bir malzemedir. Çalışma sıcaklığı aralığı -90 ila 300℃ arasındadır. Silikon kauçuk, sıradan kauçuğa göre çok daha iyi ısı direncine sahiptir. 200℃'de sürekli olarak ve 350℃'de belirli bir süre kullanılabilir.
B. Mükemmel hava koşullarına dayanıklılık. Uzun süreli ultraviyole ışınlarına ve diğer iklim koşullarına maruz kaldıktan sonra bile fiziksel özelliklerinde yalnızca küçük değişiklikler meydana gelmiştir.
C. Silikon kauçuk çok yüksek bir özdirenç özelliğine sahiptir ve bu özdirenç geniş bir sıcaklık ve frekans aralığında sabit kalır.
Bu arada, silikon kauçuk yüksek voltajlı korona deşarjına ve ark deşarjına karşı mükemmel dirence sahiptir. Silikon kauçuk yalıtımlı teller ve kablolar yukarıdaki avantajlara sahiptir ve televizyonlar için yüksek voltajlı cihaz tellerinde, mikrodalga fırınlar için yüksek sıcaklığa dayanıklı tellerde, indüksiyonlu ocaklar için tellerde, kahve makineleri için tellerde, lambalar, UV ekipmanları, halojen lambalar için bağlantı tellerinde, fırınlar ve fanlar için iç bağlantı tellerinde, özellikle küçük ev aletleri alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ancak, bazı eksiklikleri de daha geniş uygulama alanını sınırlamaktadır. Örneğin:
A. Zayıf yırtılma direnci. İşleme veya kullanım sırasında, dış kuvvetin sıkıştırması, çizilmesi ve aşınması nedeniyle hasara yatkındır ve bu da kısa devreye neden olabilir. Mevcut koruma önlemi, silikon izolasyonun dışına cam elyafı veya yüksek sıcaklığa dayanıklı polyester elyaf örgüsü eklemektir. Bununla birlikte, işleme sırasında, dış kuvvetin sıkıştırmasından kaynaklanan hasarlardan mümkün olduğunca kaçınmak yine de gereklidir.
B. Günümüzde vulkanizasyon kalıplamada ağırlıklı olarak kullanılan vulkanizasyon ajanları çift, iki ve dörtlüdür. Bu vulkanizasyon ajanı klor içerir. Tamamen halojen içermeyen vulkanizasyon ajanları (örneğin platin vulkanizasyon) üretim ortamı sıcaklığı konusunda katı gereksinimlere sahiptir ve maliyetlidir. Bu nedenle, kablo demetlerinin işlenmesi sırasında aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir: Basınç tekerleğinin basıncı çok yüksek olmamalıdır. Üretim sürecinde kırılmayı önlemek için kauçuk malzeme kullanılması en iyisidir, aksi takdirde basınç dayanımı düşük olabilir.
4. Çapraz bağlı etilen propilen dien monomer (EPDM) kauçuk (XLEPDM) tel
Çapraz bağlı etilen propilen dien monomer (EPDM) kauçuk, etilen, propilen ve konjuge olmayan bir dienin kimyasal veya ışınlama yöntemleriyle çapraz bağlanmasıyla oluşan bir terpolimerdir. Çapraz bağlı EPDM kauçuk yalıtımlı tel, hem poliolefin yalıtımlı telin hem de sıradan kauçuk yalıtımlı telin avantajlarını bir araya getirir:
A. Yumuşak, esnek, elastik, yüksek sıcaklıklarda yapışmaz, uzun süreli yaşlanma direncine sahip ve zorlu hava koşullarına dayanıklıdır (-60 ila 125℃).
B. Ozon direnci, UV direnci, elektriksel yalıtım direnci ve kimyasal korozyon direnci.
C. Yağ ve çözücü direnci, genel amaçlı kloropren kauçuk izolasyonuna benzerdir. Sıradan sıcak ekstrüzyon ekipmanıyla işlenir ve ışınlama ile çapraz bağlama yöntemi kullanılır; bu da işlemeyi kolaylaştırır ve maliyeti düşürür. Çapraz bağlı etilen propilen dien monomer (EPDM) kauçuk izolasyonlu teller, yukarıda belirtilen çok sayıda avantaja sahiptir ve soğutma kompresörü kabloları, su geçirmez motor kabloları, transformatör kabloları, madenlerde, sondajda, otomobillerde, tıbbi cihazlarda, gemilerde ve elektrikli cihazların genel iç kablolamasında kullanılan mobil kablolar gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır.
XLEPDM tellerin başlıca dezavantajları şunlardır:
A. XLPE ve PVC teller gibi, yırtılma direnci nispeten düşüktür.
B. Zayıf yapışma ve kendinden yapışkanlık, sonraki işlenebilirliği etkiler.
5. Floroplastik teller ve kablolar
Yaygın olarak kullanılan polietilen ve polivinil klorür kablolarla karşılaştırıldığında, floroplastik kabloların aşağıdaki belirgin özellikleri vardır:
A. Yüksek sıcaklığa dayanıklı floroplastikler olağanüstü termal kararlılığa sahiptir ve bu sayede floroplastik kablolar 150 ila 250 santigrat derece arasındaki yüksek sıcaklık ortamlarına uyum sağlayabilir. Aynı kesit alanına sahip iletkenler koşulu altında, floroplastik kablolar daha büyük bir izin verilen akım iletebilir, böylece bu tip yalıtımlı telin uygulama alanını büyük ölçüde genişletir. Bu benzersiz özelliği nedeniyle, floroplastik kablolar genellikle uçaklarda, gemilerde, yüksek sıcaklık fırınlarında ve elektronik ekipmanlarda iç kablolama ve iletken teller için kullanılır.
B. İyi alev geciktiricilik: Floroplastikler yüksek oksijen indeksine sahiptir ve yandıklarında alev yayılma alanı küçüktür, daha az duman üretirler. Bu malzemeden yapılan teller, alev geciktiricilik konusunda katı gereksinimleri olan aletler ve yerler için uygundur. Örneğin: bilgisayar ağları, metrolar, araçlar, yüksek binalar ve diğer kamu alanları vb. Bir yangın çıktığında, insanlar yoğun dumandan etkilenmeden tahliye için zaman kazanabilir ve böylece değerli kurtarma zamanı elde edilebilir.
C. Mükemmel elektriksel performans: Polietilene kıyasla, floroplastiklerin dielektrik sabiti daha düşüktür. Bu nedenle, benzer yapıdaki koaksiyel kablolara kıyasla, floroplastik kablolar daha az zayıflamaya sahiptir ve yüksek frekanslı sinyal iletimi için daha uygundur. Günümüzde, kablo kullanım sıklığının artması bir trend haline gelmiştir. Bu arada, floroplastiklerin yüksek sıcaklık dayanımı nedeniyle, iletim ve iletişim ekipmanları için dahili kablolama, kablosuz iletim besleyicileri ve vericiler arasında bağlantı kabloları ve video ve ses kabloları olarak yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Ek olarak, floroplastik kablolar iyi dielektrik dayanımına ve yalıtım direncine sahip olduklarından, önemli cihazlar ve ölçüm aletleri için kontrol kabloları olarak kullanıma uygundurlar.
D. Mükemmel mekanik ve kimyasal özellikler: Floroplastikler yüksek kimyasal bağ enerjisine, yüksek kararlılığa sahiptir, sıcaklık değişimlerinden neredeyse hiç etkilenmez ve mükemmel hava koşullarına dayanıklılık ve mekanik mukavemete sahiptir. Ayrıca çeşitli asitlerden, alkalilerden ve organik çözücülerden etkilenmez. Bu nedenle, petrokimya, petrol rafinerisi ve petrol kuyusu alet kontrolü gibi önemli iklim değişiklikleri ve aşındırıcı koşulların olduğu ortamlar için uygundur.
E. Kaynak bağlantılarını kolaylaştırır. Elektronik cihazlarda birçok bağlantı kaynakla yapılır. Genel plastiklerin düşük erime noktası nedeniyle, yüksek sıcaklıklarda kolayca erime eğilimindedirler ve bu da yetkin kaynak becerileri gerektirir. Dahası, bazı kaynak noktaları belirli bir kaynak süresi gerektirir; bu da floroplastik kabloların popüler olmasının nedenlerinden biridir. Örneğin, iletişim ekipmanlarının ve elektronik cihazların iç kablolaması gibi.
Elbette, floroplastiklerin kullanımını sınırlayan bazı dezavantajları da hala mevcuttur:
A. Hammadde fiyatları yüksek. Şu anda yerli üretim hala büyük ölçüde ithalata (Japonya'dan Daikin ve ABD'den DuPont) bağımlı. Yerli floroplastikler son yıllarda hızla gelişmiş olsa da, üretim çeşitliliği hala sınırlı. İthal malzemelerle karşılaştırıldığında, malzemelerin termal kararlılığı ve diğer kapsamlı özelliklerinde hala belirli bir fark var.
B. Diğer yalıtım malzemeleriyle karşılaştırıldığında, üretim süreci daha zordur, üretim verimliliği düşüktür, baskılı karakterlerin dökülme olasılığı yüksektir ve kayıplar fazladır; bu da üretim maliyetini nispeten yüksek hale getirir.
Sonuç olarak, yukarıda bahsedilen tüm yalıtım malzemelerinin, özellikle 105℃'nin üzerinde sıcaklık dayanımına sahip yüksek sıcaklık özel yalıtım malzemelerinin Çin'deki uygulaması hala geçiş dönemindedir. Gerek tel üretimi gerekse kablo demeti işlemesinde, yalnızca olgun bir süreç değil, aynı zamanda bu tür tellerin avantaj ve dezavantajlarını rasyonel bir şekilde anlama süreci de mevcuttur.
Yayın tarihi: 27 Mayıs 2025