Tối ưu hóa khả năng phân tán và xử lý chất độn trong hợp chất LSZH cho cáp vận chuyển

I. Thử thách tổng hợp của LSZH

Sản xuất hiệu suất cao Hợp chất LSZH dùng cho cáp vận chuyển (Ít khói, không halogen) đưa ra một câu hỏi hóc búa về kỹ thuật độc đáo: nhu cầu tải chất độn chống cháy vô cơ cực cao (lên tới 60-70% trọng lượng) để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cháy nổ, đồng thời duy trì độ ổn định xử lý tuyệt vời và các đặc tính cơ học cuối cùng. Sự phân tán kém của các chất độn này (chẳng hạn như Nhôm hoặc Magiê Hydroxide) trực tiếp dẫn đến các khuyết tật về vật liệu, tăng độ nhớt và mất độ bền kéo nghiêm trọng, ảnh hưởng đến độ tin cậy của cáp cuối cùng.

Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Hàng Châu Meilin, bao gồm Công ty TNHH Vật liệu Đặc biệt Hàng Châu Meilin, vận hành ba nhà máy sản xuất và 31 dây chuyền sản xuất tự động tiên tiến. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi, bao gồm các kỹ sư cao cấp và chuyên gia R&D, tập trung vào việc nắm vững khoa học vật liệu phức tạp cần thiết để sản xuất các hợp chất LSZH, FR-PE và XLPE với hiệu suất tối ưu và tính nhất quán cho cả thị trường trong nước và quốc tế.

II. Kỹ thuật phân tán: Đạt được tính đồng nhất của tải phụ

Sự phân tán hiệu quả của chất độn vô cơ là yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng của hợp chất LSZH.

A. Sửa đổi bề mặt phụ cho hợp chất cáp LSZH

Các chất độn vô cơ vốn có tính ưa nước (ưa nước) trong khi nền polyme (ví dụ, polyolefin) lại kỵ nước. Sự không tương thích hóa học này khiến chất độn không thể trộn đều, dẫn đến sự kết tụ. Để khắc phục điều này, việc sửa đổi bề mặt Filler cho các hợp chất cáp LSZH là bắt buộc. Chất độn thường được xử lý bằng các tác nhân ghép nối, chẳng hạn như silane hoặc dẫn xuất axit stearic, ghép vào bề mặt chất độn. Phương pháp xử lý này làm giảm đáng kể năng lượng bề mặt của chất độn, cải thiện khả năng thấm ướt và độ bám dính của nó với nền polyme không phân cực, do đó làm giảm nguy cơ tái kết tụ trong quá trình trộn.

B. Kỹ thuật tổng hợp cho vật liệu LSZH có hàm lượng cao

Việc lựa chọn thiết bị xử lý là rất quan trọng đối với các kỹ thuật Trộn vật liệu LSZH có hàm lượng cao. Máy đùn trục vít đôi được sử dụng chủ yếu nhờ khả năng trộn vượt trội và khả năng cắt cao so với máy đùn trục vít đơn. Các thông số kỹ thuật chính, chẳng hạn như cấu hình vít (ví dụ: sử dụng khối nhào, bộ phận đảo ngược) và tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D), được tối ưu hóa một cách tỉ mỉ để đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cắt để phá vỡ các chất kết tụ mà không gây ra nhiệt cục bộ quá mức, có thể phân hủy sớm chất chống cháy.

III. Khả năng xử lý và hiệu quả ép đùn

Hợp chất LSZH chứa nhiều chất dành cho cáp vận chuyển có độ nhớt nóng chảy cao, thách thức các quy trình ép đùn tốc độ cao cần thiết để sản xuất cáp hiệu quả.

A. Độ ổn định của quá trình ép đùn LSZH ở tốc độ cao

High viscosity leads to increased torque demand, higher melt temperature, and potential melt fracture—a surface imperfection that destroys the cable's aesthetic and electrical integrity. To enhance LSZH Extrusion Processing Stability at High Speed, processing aids, such as specialty low molecular weight polyolefins or synthetic waxes, are incorporated. These additives migrate to the polymer/metal interface inside the extruder barrel and die, effectively lubricating the compound and lowering the apparent viscosity. Crucially, this allows for faster extrusion speeds while maintaining lower and safer processing temperatures, well below the decomposition temperature (e.g., $220^{\circ}C$ for ATH).

B. Sự đánh đổi: Chất hỗ trợ xử lý so với Hiệu suất chữa cháy

Có một sự đánh đổi cần thiết về mặt kỹ thuật: trong khi các chất hỗ trợ xử lý cải thiện dòng chảy, chúng thường là chất hữu cơ và dễ cháy. Do đó, nồng độ của các chất hỗ trợ này phải được giới hạn nghiêm ngặt (ví dụ: thường < 1-2% theo khối lượng). Vượt quá giới hạn này sẽ làm loãng nồng độ chất chống cháy một cách hiệu quả, có khả năng dẫn đến thất bại trong các thử nghiệm an toàn cháy nổ quan trọng, chẳng hạn như giới hạn chỉ số oxy (LOI) hoặc thử nghiệm lan truyền ngọn lửa theo chiều dọc.

IV. Bảo toàn tính toàn vẹn cơ học

Hàm lượng chất độn cao về bản chất làm giảm tính linh hoạt. Cần có kỹ thuật để đảm bảo duy trì tính toàn vẹn cơ học trong cáp halogen không khói thấp trong suốt quá trình lắp đặt và sử dụng.

A. Khả năng duy trì tính toàn vẹn cơ học trong cáp halogen không khói thấp

Tối ưu hóa sự phân tán chất độn chống cháy vô cơ kém dẫn đến các chất kết tụ chất độn lớn, yếu, đóng vai trò là điểm tập trung ứng suất trong ma trận polyme. Khi cáp cuối cùng bị kéo căng (ví dụ: trong quá trình uốn hoặc kéo), những điểm này sẽ bắt đầu xuất hiện vết nứt, làm giảm đáng kể độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt. Việc lựa chọn polyme cơ bản cũng rất quan trọng. Việc sử dụng các polyme linh hoạt như EVA có độ giãn dài cao hoặc chất đàn hồi polyolefin cụ thể cho phép hợp chất duy trì độ giãn dài cần thiết (thường là > 125%) ngay cả với khối lượng chất độn cao, đảm bảo cáp có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt khi lắp đặt.

B. Kiểm soát và Xác nhận Chất lượng

Cam kết của chúng tôi về một sản phẩm chất lượng cao được xác nhận bởi các quy trình đảm bảo chất lượng của chúng tôi. Sau khi trộn, mỗi lô đều phải được kiểm tra cơ học toàn diện, bao gồm độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và kiểm tra độ cứng. Quá trình xác nhận nghiêm ngặt này, được giám sát bởi các kỹ sư cấp cao của chúng tôi, xác nhận rằng độ ổn định xử lý đạt được trong quá trình Ổn định xử lý đùn LSZH ở tốc độ cao không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn tuổi thọ thiết yếu của Hợp chất LSZH dành cho cáp vận chuyển.

V. Trộn chính xác để đảm bảo an toàn vận chuyển

Việc phát triển và sản xuất Hợp chất LSZH cho Cáp vận chuyển chất lượng cao là sự cân bằng tinh tế giữa khoa học vật liệu và kỹ thuật chính xác. Nắm vững kỹ thuật về sửa đổi bề mặt Chất độn cho hợp chất cáp LSZH và tối ưu hóa Kỹ thuật hợp chất cho vật liệu LSZH có độ lấp đầy cao là điều cần thiết để đạt được độ phân tán chất độn cần thiết. Chuyên môn này rất quan trọng để đảm bảo cả Độ ổn định trong quá trình ép đùn LSZH ở tốc độ cao và khả năng duy trì tính toàn vẹn cơ học đáng tin cậy trong cáp halogen không khói thấp — sự đảm bảo về an toàn và hiệu suất do Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Hàng Châu Meilin cung cấp.

VI. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Tại sao việc tối ưu hóa sự phân tán chất độn chống cháy vô cơ lại rất quan trọng đối với các đặc tính cuối cùng của cáp?

• A: Việc tối ưu hóa sự phân tán chất độn chống cháy vô cơ kém dẫn đến các chất kết tụ chất độn đóng vai trò như các điểm tập trung ứng suất. Những điểm yếu này làm giảm đáng kể độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và khả năng chống mài mòn của cáp, ảnh hưởng đến khả năng duy trì tính toàn vẹn cơ học trong cáp halogen không khói thấp và rút ngắn tuổi thọ của cáp.

2. Các tác nhân ghép bề mặt có vai trò gì trong việc sửa đổi bề mặt Filler cho các hợp chất cáp LSZH?

• Trả lời: Các chất ghép (ví dụ: silan) được áp dụng trong quá trình sửa đổi bề mặt Chất độn để các hợp chất cáp LSZH hoạt động như một cầu nối hóa học. Chúng liên kết với chất độn vô cơ ưa nước ở một đầu và neo vào ma trận polyme kỵ nước ở đầu kia, cải thiện đáng kể khả năng tương thích và ngăn chặn chất độn kết tụ lại với nhau trong quá trình trộn.

3. Làm thế nào để các nhà sản xuất đạt được Độ ổn định trong quá trình ép đùn LSZH ở tốc độ cao mặc dù độ nhớt của vật liệu cao?

• Đáp: Độ ổn định đạt được chủ yếu thông qua việc sử dụng hỗn hợp trục vít đôi có độ cắt cao và bổ sung các chất hỗ trợ xử lý (dầu bôi trơn/sáp). Những chất hỗ trợ này làm giảm độ nhớt nóng chảy, cho phép hợp chất chảy trơn tru qua khuôn máy đùn ở tốc độ cao mà không gây ra khuyết tật bề mặt hoặc tăng đột biến nhiệt độ quá mức.

4. Những thách thức kỹ thuật chính được giải quyết bằng kỹ thuật Hợp chất đối với Vật liệu LSZH có hàm lượng cao là gì?

• Trả lời: Kỹ thuật trộn vật liệu LSZH có hàm lượng chất độn cao phải giải quyết hai thách thức chính: (1) đảm bảo phân tán hoàn toàn tải chất độn cao và (2) kiểm soát nhiệt độ nóng chảy để ngăn chặn sự phân hủy nhiệt sớm của chất độn chống cháy vô cơ (ví dụ: ATH/MDH).

5. Nguy cơ ảnh hưởng đến việc duy trì tính toàn vẹn cơ học trong cáp halogen không khói thấp là gì?

• Đáp: Tính toàn vẹn cơ học bị tổn hại có nghĩa là cáp dễ bị hư hỏng trong quá trình lắp đặt (ví dụ: kéo qua ống dẫn) hoặc chu kỳ ứng suất trong quá trình sử dụng (ví dụ: rung trong đầu máy toa xe). Sự suy giảm độ bền kéo hoặc khả năng chống mài mòn có thể dẫn đến sự xuống cấp sớm của vỏ bọc, làm lộ dây dẫn và có nguy cơ hư hỏng nghiêm trọng, do đó phủ nhận lợi ích an toàn của chính Hợp chất LSZH dành cho Cáp Giao thông.