塑料/弹性体是如何成为电线电缆的呢?没有亲眼看到过的朋友,或多或少都有些陌生。特别行业不同,接触到的事物不同。所以,今天小编就为大家讲解一下——塑料是如何成为线缆的!
第一部分 塑料及弹性体+铜丝的生产? |
塑料或者弹性体是经过挤出造粒生产的,包括PE,PVC,TPE,TPU等;而铜丝主要是通过铜锭高温加工。
图 电缆护套原料造粒生产设备
图 低烟无卤电缆原料专业生产设备
辐射交联
常规的电线电缆很难满足某些行业的特殊要求,而辐射交联改性可以大大提高电线电缆的工作温度丶耐溶剂性丶耐环境化,耐开裂等性能。因此,电线电缆材料一般会经过交联改性,目前电线电缆采用的交联方式主要有化学交联丶硅烷交联丶辐射交联。
图 辐照交联设备,主要是XLPE
图 高频高压电子加速器
图 铜锭高温加工获得铜丝的现场
第二部分 高分子材料+铜丝押线生产过程(以无卤阻燃TPE为例) |
1 .机台选择
推荐选用长径比26:1,压缩比2.8以上的单螺杆,如螺纹件具反齿或双螺纹结构,使熔融物料部分反流增加混炼功能,则非常完美。
图 线缆多物料挤出机
无卤阻燃弹性体物料在传统的PVC螺杆也能顺利押出,一般温度范围在150~190℃之间,根据不同的机台和螺杆调整温度,使物料充分塑化。
图 挤出专用螺杆
2. 加工前物料干燥
推荐无卤阻燃弹性体干燥工艺105℃/2H,确保物料充分干燥,水份含量控制在0.03%以内。我们曾系统评估水份对物料加工的影响,物料充分干燥成品分子量为10万左右,物料不烘干加工分子量为7万左右;相同剪切条件下粘度104pa.s物料充分干燥时的熔融温度为186℃,物料不烘干时熔融温度为168℃。
由此可见干燥工序对成品性能的关键影响。根据经验,无卤阻燃弹性体加工时水份超标,物料分子链断裂,性能下降严重,线材成品表面针孔状颗粒,易发粘。
图 押线挤出机
3.机头与外模
无卤阻燃弹性体物料推荐使用精密度高、间隙小的机头,并且使用比线材规格小的外模,建议外模大小为线材规格的95%左右(如生产OD=4.0线材,选用3.8或3.9的外模),使机头压力足够大,保证线材表面质量。
图 线缆挤出现场
图 线缆挤出过程
图 塑料与金属交汇的地方
图 塑料与金属交汇的地方
牵引+印字 线缆生产出来之后,并不是就完成了,一般还需要牵引+印字,印字就是为线缆打上标签,说明线缆的鬼规格与标准。 |
图 电线生产用的牵引滑轮
图 线缆牵引装置
图 线缆印字
至此,线缆的生产流程基本完成!
第四部分 线缆生产过程常见问题及解决方案 |
1. 流涎(模口积料、眼屎)
流涎原因在电线行业众说纷纭,我们认为该原因主要是物料与模具两方面。根据流体力学,流动物料在模具(外模和内模)接触面流动速度最快,物料不良将导致熔体破裂,破裂物料(主要是小分子组分)在模口外翻和内翻堆积形成流涎,外流涎一般工程技术人员有认识,内流涎在套管制造中容易发现。流涎在模口堆积一定程度会粘附在线材表面带出。
解决方案:首先,确保干燥充分,物料良好,包括流动性、熔体强度、表面处理等符合押出加工前提;其次,确保模具光滑,减少物料与模具表面的摩擦系数;最后,可通过模口设计使积料自动散开掉落。
2.模痕
主要原因在物料的流动性和外模的光滑度。如模具有缺陷,物料容易在模具内粘附形成死胶;物料的流动性不佳,容易因机头和模具加热温度不均匀,各部位物料流动性差异明显,押出时流动速度不同相互挤压易造成模痕。
3. 熔接缝
传统机头设计都是熔融物料通过颈部均匀分流两侧,临近口模重新合流挤出。如果传统的机头设计精密度高,浅色线材会在表面有两条均匀对称的淡淡熔接缝(深色线材看不出来)。我们通过改进机头螺旋状设计,避免物料分流,从而解决线材熔接缝问题。(问题部分参考:鼎启钟华,特别感谢)
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5. TPE与PVC之争:医疗行业应用最新进展 | 四川大学高分子研究所 张爱民教授 |
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7.RB材料在TPE/TPR中的应用 | 拟邀请:JSR |
8. TPSIV弹性体材料以及应用 | 拟邀请道康宁 |
9.TPU挤出线缆材料中的应用探讨 | 拟邀请上海恒安、奥斯汀,万华,BASF |
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