1. Introdução
EVA é a abreviatura de copolímero de etileno acetato de vinila, um polímero de poliolefina. Devido à sua baixa temperatura de fusão, boa fluidez, polaridade e elementos não halogênios, e pode ser compatível com uma variedade de polímeros e pós minerais, uma série de propriedades mecânicas e físicas, propriedades elétricas e equilíbrio de desempenho de processamento, e o preço não é alta, a oferta do mercado é suficiente, portanto, tanto como material de isolamento de cabos, também pode ser usado como material de enchimento e revestimento; pode ser transformado em material termoplástico e pode ser transformado em material de reticulação termoendurecível.
A ampla gama de usos do EVA, com retardadores de chama, pode ser transformada em barreira de combustível com baixo teor de fumaça ou halogênio; escolha alto teor de VA de EVA como material de base também pode ser transformado em material resistente a óleo; escolha o índice de fusão de EVA moderado, adicione 2 a 3 vezes o enchimento de retardadores de chama de EVA pode ser feito ao desempenho do processo de extrusão e ao preço de um material de barreira de oxigênio (enchimento) mais equilibrado.
Neste artigo, a partir das propriedades estruturais do EVA, a introdução de sua aplicação na indústria de cabos e as perspectivas de desenvolvimento.
2. Propriedades estruturais
Ao produzir síntese, alterar a proporção do grau de polimerização n/m pode produzir conteúdo de VA de 5 a 90% de EVA; aumentar o grau total de polimerização pode produzir peso molecular de dezenas de milhares a centenas de milhares de EVA; Teor de VA abaixo de 40%, devido à presença de cristalização parcial, pouca elasticidade, comumente conhecido como plástico EVA; quando o teor de VA é superior a 40%, um elastômero semelhante a borracha sem cristalização é comumente conhecido como borracha EVM.
1. 2 Propriedades
A cadeia molecular do EVA é uma estrutura linear saturada, por isso apresenta bom envelhecimento térmico, resistência às intempéries e ao ozônio.
A cadeia principal da molécula de EVA não contém ligações duplas, anel de benzeno, grupos acil, amina e outros grupos fáceis de fumar durante a queima, as cadeias laterais também não contêm fáceis de fumar ao queimar metil, fenil, ciano e outros grupos. Além disso, a molécula em si não contém elementos de halogênio, por isso é particularmente adequada para base de combustível resistiva sem halogênio e com baixa emissão de fumaça.
O grande tamanho do grupo acetato de vinil (VA) na cadeia lateral do EVA e sua polaridade média significam que ele inibe a tendência da estrutura do vinil de cristalizar e se acopla bem com cargas minerais, o que cria as condições para combustíveis de barreira de alto desempenho. Isto é particularmente verdadeiro para resistências com baixo teor de fumaça e sem halogênio, já que retardadores de chama com mais de 50% de conteúdo em volume [por exemplo, Al(OH) 3, Mg(OH) 2, etc.] devem ser adicionados para atender aos requisitos dos padrões de cabos. para retardamento de chama. EVA com teor de VA médio a alto é usado como base para produzir combustíveis retardadores de chama com baixo teor de fumaça e sem halogênio, com excelentes propriedades.
Como o grupo acetato de vinil (VA) da cadeia lateral do EVA é polar, quanto maior o teor de VA, mais polar é o polímero e melhor é a resistência ao óleo. A resistência ao óleo exigida pela indústria de cabos refere-se principalmente à capacidade de suportar óleos minerais não polares ou fracamente polares. De acordo com o princípio de compatibilidade semelhante, o EVA com alto teor de VA é usado como material de base para produzir uma barreira de combustível com baixo teor de fumaça e sem halogênio, com boa resistência ao óleo.
Moléculas de EVA no desempenho do átomo de alfa-olefina H são mais ativas, nos radicais peróxidos ou efeito de radiação de elétrons de alta energia é fácil de tomar reação de reticulação H, tornar-se plástico reticulado ou borracha, pode ser feito com requisitos de desempenho exigentes de materiais especiais de fios e cabos.
A adição do grupo acetato de vinila faz com que a temperatura de fusão do EVA caia significativamente, e o número de cadeias laterais curtas de VA pode aumentar o fluxo do EVA. Portanto, seu desempenho de extrusão é muito melhor do que a estrutura molecular do polietileno semelhante, tornando-se o material de base preferido para materiais de blindagem semicondutores e barreiras de combustível halógenas e sem halogênio.
2 vantagens do produto
2. 1 Desempenho de custo extremamente alto
As propriedades físicas e mecânicas do EVA, resistência ao calor, resistência às intempéries, resistência ao ozônio e propriedades elétricas são muito boas. Selecione o grau apropriado, pode ser feito com resistência ao calor, desempenho retardador de chama, mas também óleo, material de cabo especial resistente a solventes.
O material termoplástico EVA é usado principalmente com um teor de VA de 15% a 46%, com um índice de fusão de 0,5 a 4 graus. EVA tem muitos fabricantes, muitas marcas, um amplo leque de opções, preços moderados, oferta adequada, o usuário só precisa abrir a seção EVA do site, a marca, desempenho, preço, local de entrega num piscar de olhos, você pode escolher, muito conveniente.
EVA é um polímero de poliolefina, pela suavidade e uso de comparações de desempenho, e o material de polietileno (PE) e o material de cabo de cloreto de polivinila macio (PVC) são semelhantes. Mas em pesquisas futuras, você encontrará o EVA e os dois tipos de material acima em comparação com a superioridade insubstituível.
2. 2 excelente desempenho de processamento
EVA na aplicação de cabos é proveniente do material de blindagem de cabos de média e alta tensão dentro e fora do início, e posteriormente estendido para barreira de combustível livre de halogênio. Esses dois tipos de material do ponto de vista do processamento são considerados “material altamente preenchido”: material de blindagem devido à necessidade de adicionar um grande número de negro de fumo condutor e aumentar sua viscosidade, a liquidez caiu drasticamente; combustível retardador de chama sem halogênio precisa adicionar um grande número de retardadores de chama sem halogênio, também a viscosidade do material sem halogênio aumentou drasticamente, a liquidez caiu drasticamente. A solução é encontrar um polímero que possa acomodar grandes doses de carga, mas que também tenha baixa viscosidade de fusão e boa fluidez. Por esta razão, o EVA é a escolha preferida.
A viscosidade do derretimento do EVA com temperatura de processamento de extrusão e taxa de cisalhamento aumentará o declínio rápido, o usuário só precisa ajustar a temperatura da extrusora e a velocidade do parafuso, você pode obter excelente desempenho de produtos de fios e cabos. Um grande número de aplicações nacionais e estrangeiras mostram que, para o material livre de halogênio com baixo teor de fumaça e altamente preenchido, porque a viscosidade é muito grande, o índice de fusão é muito pequeno, portanto, apenas o uso de parafuso de baixa taxa de compressão (taxa de compressão inferior a 1. 3) extrusão, a fim de garantir uma boa qualidade de extrusão. Os materiais EVM à base de borracha com agentes vulcanizantes podem ser extrusados tanto em extrusoras de borracha quanto em extrusoras de uso geral. O processo subsequente de vulcanização (reticulação) pode ser realizado por reticulação termoquímica (peróxido) ou por reticulação por irradiação com acelerador de elétrons.
2.3 Fácil de modificar e adaptar
Fios e cabos estão por toda parte, do céu à terra, das montanhas ao mar. Os requisitos dos usuários de fios e cabos também são variados e estranhos, embora a estrutura do fio e do cabo seja semelhante, suas diferenças de desempenho se refletem principalmente no isolamento e nos materiais de cobertura da bainha.
Até agora, tanto no país como no estrangeiro, o PVC macio ainda representa a grande maioria dos materiais poliméricos utilizados na indústria de cabos. No entanto, com a crescente consciência da proteção ambiental e do desenvolvimento sustentável.
Os materiais de PVC foram bastante restringidos, os cientistas estão fazendo todo o possível para encontrar materiais alternativos ao PVC, sendo o mais promissor o EVA.
O EVA pode ser misturado com uma variedade de polímeros, mas também com uma variedade de pós minerais e auxiliares de processamento compatíveis. Os produtos misturados podem ser transformados em plástico termoplástico para cabos de plástico, mas também em borracha reticulada para cabos de borracha. Os projetistas de formulações podem se basear nos requisitos do usuário (ou padrão), tendo o EVA como material de base, para fazer com que o desempenho do material atenda aos requisitos.
3 faixa de aplicação EVA
3. 1 Usado como material de blindagem semicondutor para cabos de energia de alta tensão
Como todos sabemos, o material principal do material de blindagem é o negro de fumo condutor, no material de base de plástico ou borracha adicionar um grande número de negro de fumo deteriorará seriamente a fluidez do material de blindagem e a suavidade do nível de extrusão. Para evitar descargas parciais em cabos de alta tensão, as blindagens interna e externa devem ser finas, brilhantes, brilhantes e uniformes. Comparado a outros polímeros, o EVA pode fazer isso com mais facilidade. A razão para isso é que o processo de extrusão do EVA é particularmente bom, tem bom fluxo e não é propenso ao fenômeno de ruptura por fusão. O material de blindagem é dividido em duas categorias: envolto no condutor por fora, denominado blindagem interna – com o material da tela interna; envolto no isolamento externo denominado blindagem externa – com o material da tela externa; o material da tela interna é principalmente termoplástico O material da tela interna é principalmente termoplástico e geralmente é baseado em EVA com um teor de VA de 18% a 28%; o material da tela externa é principalmente reticulado e destacável e geralmente é baseado em EVA com um teor de VA de 40% a 46%.
3. 2 Combustíveis termoplásticos e retardadores de chama reticulados
A poliolefina termoplástica retardadora de chama é amplamente utilizada na indústria de cabos, principalmente para requisitos de halogênio ou sem halogênio de cabos marítimos, cabos de energia e linhas de construção de alta qualidade. Suas temperaturas operacionais de longo prazo variam de 70 a 90 °C.
Para cabos de energia de média e alta tensão de 10 kV e superiores, que possuem requisitos de desempenho elétrico muito elevados, as propriedades retardantes de chama são suportadas principalmente pela bainha externa. Em alguns edifícios ou projetos ambientalmente exigentes, os cabos devem ter propriedades de baixo teor de fumaça, isentos de halogênio, baixa toxicidade ou baixo teor de fumaça e baixo halogênio, portanto, as poliolefinas termoplásticas retardadoras de chama são uma solução viável.
Para alguns fins especiais, o diâmetro externo não é grande, resistência à temperatura em 105 ~ 150 ℃ entre o cabo especial, material de poliolefina retardador de chama mais reticulado, sua reticulação pode ser selecionada pelo fabricante do cabo de acordo com suas próprias condições de produção , tanto o vapor de alta pressão tradicional quanto o banho de sal de alta temperatura, mas também a irradiação de temperatura ambiente com acelerador de elétrons disponível de forma reticulada. Sua temperatura de trabalho de longo prazo é dividida em três arquivos de 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃, a planta de produção pode ser feita de acordo com os diferentes requisitos dos usuários ou padrões, barreira de combustível sem halogênio ou contendo halogênio.
É bem conhecido que as poliolefinas são polímeros polares não polares ou fracamente polares. Por serem semelhantes ao óleo mineral na polaridade, as poliolefinas são geralmente consideradas menos resistentes ao óleo de acordo com o princípio da compatibilidade semelhante. No entanto, muitos padrões de cabos nacionais e estrangeiros também estipulam que as resistências reticuladas também devem ter boa resistência a óleos, solventes e até mesmo a pastas de óleo, ácidos e álcalis. Este é um desafio para os pesquisadores de materiais, agora, seja na China ou no exterior, esses materiais exigentes foram desenvolvidos e seu material base é o EVA.
3. 3 Material de barreira de oxigênio
Os cabos multicondutores trançados têm muitos vazios entre os núcleos que precisam ser preenchidos para garantir uma aparência arredondada do cabo, se o preenchimento dentro da bainha externa for feito de barreira de combustível livre de halogênio. Esta camada de enchimento atua como uma barreira contra chamas (oxigênio) quando o cabo queima e é, portanto, conhecida como “barreira de oxigênio” na indústria.
Os requisitos básicos para um material de barreira ao oxigênio são: boas propriedades de extrusão, bom retardamento de chama livre de halogênio (índice de oxigênio geralmente acima de 40) e baixo custo.
Esta barreira de oxigênio tem sido amplamente utilizada na indústria de cabos há mais de uma década e levou a melhorias significativas no retardamento de chama dos cabos. A barreira de oxigênio pode ser usada tanto para cabos retardadores de chama sem halogênio quanto para cabos retardadores de chama sem halogênio (por exemplo, PVC). Uma grande quantidade de prática mostrou que cabos com barreira de oxigênio têm maior probabilidade de passar em testes de queima vertical única e queima de feixe.
Do ponto de vista da formulação do material, este material de barreira ao oxigênio é na verdade “carga ultra-alta”, pois para atender ao baixo custo é necessário utilizar uma carga alta, para atingir um alto índice de oxigênio também deve adicionar uma alta proporção (2 a 3 vezes) de Mg (OH) 2 ou Al (OH) 3, e para extrusar bem deve-se escolher o EVA como material base.
3. 4 Material de revestimento PE modificado
Os materiais de revestimento de polietileno são propensos a dois problemas: em primeiro lugar, são propensos a quebrar por fusão (ou seja, pele de tubarão) durante a extrusão; em segundo lugar, eles são propensos a rachaduras por estresse ambiental. A solução mais simples é adicionar uma certa proporção de EVA na formulação. usado como EVA modificado, principalmente usando baixo teor de VA do grau, seu índice de fusão entre 1 e 2 é apropriado.
4. Perspectivas de desenvolvimento
(1) O EVA tem sido amplamente utilizado na indústria de cabos, o valor anual no crescimento gradual e constante. Especialmente na última década, devido à importância da proteção ambiental, a resistência ao combustível baseada em EVA teve um rápido desenvolvimento e substituiu parcialmente a tendência de materiais de cabos à base de PVC. Seu excelente desempenho de custo e excelente desempenho do processo de extrusão são difíceis de substituir quaisquer outros materiais.
(2) O consumo anual de resina EVA da indústria de cabos é próximo a 100.000 toneladas, a escolha de variedades de resina EVA, será usado conteúdo VA de baixo a alto, juntamente com o tamanho da empresa de granulação de material de cabo não é grande, espalhado em cada empresa a cada ano apenas nos milhares de toneladas de resina EVA para cima e para baixo e, portanto, não será a atenção empresarial gigante da indústria de EVA. Por exemplo, a maior quantidade de material de base retardador de chama sem halogênio, a principal escolha de VA / MI = 28/2 ~ 3 de resina EVA (como o EVA 265 # da DuPont dos EUA). E este grau de especificação de EVA até agora não há fabricantes nacionais para produzir e fornecer. Sem mencionar o teor de VA superior a 28 e o índice de fusão inferior a 3 de outras produções e fornecimentos de resina EVA.
(3) empresas estrangeiras que produzem EVA porque não têm concorrentes nacionais, e o preço tem sido alto há muito tempo, suprimindo seriamente o entusiasmo pela produção de fábricas de cabos nacionais. mais de 50% do conteúdo VA do EVM do tipo borracha, são dominados por uma empresa estrangeira e o preço é semelhante ao conteúdo VA da marca 2 a 3 vezes. Esses preços elevados, por sua vez, também afectam a quantidade deste tipo de borracha EVM, pelo que a indústria de cabos apela aos fabricantes nacionais de EVA, para melhorar a taxa de produção nacional de EVA. A maior produção da indústria tem feito muito uso da resina EVA.
(4) Baseando-se na onda de protecção ambiental na era da globalização, o EVA é considerado pela indústria de cabos como o melhor material de base para uma resistência ao combustível amiga do ambiente. A utilização do EVA cresce a uma taxa de 15% ao ano e as perspectivas são muito promissoras. A quantidade e taxa de crescimento de materiais de blindagem e produção e taxa de crescimento de cabos de energia de média e alta tensão, cerca de 8% a 10% entre; as resistências às poliolefinas estão a crescer rapidamente, nos últimos anos permaneceram entre 15% e 20%, e nos previsíveis próximos 5 a 10 anos, também poderão manter esta taxa de crescimento.
Horário da postagem: 31 de julho de 2022